南理工模拟电路EDA1实验报告(优秀)吴少琴

南 京 理 工 大 学

EDA设计（Ⅰ）

实验报告

作 者:

学院(系): 专 业:

指导老师： 学 号：

实验日期：

摘 要

本报告对单级放大电路、差分放大电路、多级放大反馈电路和简单的阶梯波发生器进行了设计和分析。文中对电路中各个参数对电路性能的影响做了详细的实验和数据分析，并和理论数据进行对比，帮助我们更深刻的理解模拟电路中理论与实验的关系，指导我们更好的学习。

关键词 模拟电路设计 实验分析 理论对比

Abstract

This report on the single-stage amplifier, differential amplifier, feedback circuit and multi-level amplification of the trapezoidal wave generator for a simple design and analysis. The article on the various circuit parameters on circuit performance in detail the experiments and data analysis, and compare data and theory to help us gain a deeper understanding of analog circuits in the relationship between theory and experiment, to guide us to better learning.

Keywords Analog Circuit Design Experimental analysis Theoretical comparison

目 次

实验一………………………………………………………………………………………… 1 实验二……………………………………………………………………………… 11 实验三……………………………………………………………………………… 18 实验四…………………………………………………………………………………24

实验一 单级放大电路的设计与仿真

一、实验目的

学会单管放大电路的设计并学会测量电路的静态工作点、输入电阻、电压增益等参数。

二、实验要求

1. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(峰值1mV) ，负

载电阻3.9kΩ，电压增益大于70。

2. 调节电路静态工作点(调节偏置电阻)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出

信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3. 调节电路静态工作点(调节偏置电阻)，使电路输出信号不失真，并且幅度最大。

在此状态下测试：

① 电路静态工作点值；

② 三极管的输入、输出特性曲线和 、 rbe 、rce值；

③ 电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；

④ 电路的频率响应曲线和fL、fH值。

三、实验步骤

一、设计的电路图

- 1 -

图一 单级放大电路

二、失真波形

调节电路中R6的值，使输出信号发生失真，得到信号发生截止失真和饱和失真时波形图如下：

图二 饱和失真的波形图，此时A=0%

在此状态下，可将电路的电源短接（如图三），测其静态工作点，得到此时： - 2 -

Vce 0.1VVbe 0.66VIc 3.00mAIb 0.13mA

图三 测量静态工作点

同样可得到截止失真的波形图：

图四 截止失真的波形图，此时A=90%

- 3 -

在此状态下，电路的静态工作点测量得：

Vce 10.75V

Vbe 0.596VIb 1.45uAIc 0.32mA

调节滑动变阻器R6，使波形不失真且波幅最大，是使A=5%时，即R6=12.5KOhm的状态。此时，可测得电路的静态工作点是：

Vce 1.454VVbe 0.654VIb 13.00uA

Ic

由此可得 Ib 207.9

三、测三极管输入输出曲线

图五 测三极管输入特性曲线的连接电路

得到下图如：

- 4 - Ic 2.7mA

图六 三极管的输入曲线

Ib=0时，特性曲线为：

图七 ib=0时三极管的输入曲线

可求得图中对应点的斜率的倒数dx/dy=1.9643KOhm，所以rbe=1.9643KOhm。 测三极管的输出特性曲线：

连接电路如下：

- 5 -

图八 测三极管输出特性曲线

得到输出曲线如：

图九 三极管输出特性曲线

Ib=0时，有

- 6 -

图十 ib=0时的曲线

得到对应点的斜率的倒数为dx/dy=24.75KOhm,所以rce=24.75KOhm。

四、输入、输出电阻及电压增益的测量

测量输入电阻的电路图为：

图十一 测输入电阻

可得输入电阻为Ri=1.6KOhm。

测输出电阻的电路图为：

- 7 -

图十二 测输出电阻

可得输出电阻Ro=2269Ohm。

测量电压增益图：

图十三 测电压增益

可得电压增益Av=95。

根据第三步测得的 、rbe、rce等值，可计算的电路的输入电阻、输出电阻、电

压增益的理论值分别是Ri 1.53kOhmRo 2.4kOhm AV 152。与实验值

- 8 -

Ri 1.6kOhmRo 2.27kOhmAV 95比较，可见输入电阻和输出电阻的理论

值与实验值相差不大，这主要是理论计算时一些近似算法造成的。而电压增益的理论值与实验值有较大差别，这主要是由测量的方法造成的。电压表的内阻、 值的精确度等都会造成电压增益与实际值不符，因此在设计电路时，理论计算的AV只能做大致的估计，实际的AV值需要靠实验才能确定。

五、幅频和相频图的测量

如图为测量的电路的幅频相频图：

图十四 幅频相频图

可得到 fL 1.6kHzfH 2.8MHz

可见此电路是带通的。

- 9 -

四、实验小结

经过实验我们可以对单级放大电路作出如下的结论：在调节单级放大电路的参数时，要选择合适的Q点，否则输出信号将发生失真。在选择Q点时，应尽量将电路静态工作点的Vce接近电源电压的一半。另外输入信号的幅值也不应太大，否则也

会导致信号的失真，输入信号的幅值不应大于电压电压的一半。

在设计放大电路时，理论值只能对电路的各项参数作出估计，实际值需要实验测出，因为理论值是对电路的近似算出的。

结 论

通过实际的实验，我们对单级放大电路的性质和各项指标的测量有了更深刻的认识，认识到了理论工作和实验工作的不同，初步适应了实验时所应遵守的规则。同时，也更加认识到了模拟电路的不同，认识到了实验在设计模拟电路时的主导地位，这往往是在理论学习时最容易忽视的。因此感觉收获很多。

在理论学习时，我们往往忽视实践的要求。而实验时，却往往忽视理论的指导。所以希望今后在工作时，注意实验和理论的结合，使工作和学习都更有效率。

- 10 -

实验二 差动放大电路的设计与仿真

一、实验目的

学会设计差动放大电路并对其参数进行测量。

二、实验要求

1. 设计一个带恒流源的差动放大电路，要求空载时的AVD 大于20。

2. 测试电路每个三极管的静态工作点值和 、 rbe值。

3. 给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的AVD、AVD1、

AVC、 AVC1值。

三、实验步骤

一、差动放大电路原理图

图一 差动放大器原理图

按照实验要求，可求得空载时差模电压增益为242。

二、求每个三极管工作时的静态工作点

- 11 -

把电路的电源和信号源短接，得到如下电路：

图二 测放大电路的直流工作点

得到：

Vbe1 Vbe2 0.6V

Vce1 Vce2 1.04VIc1 Ic2 0.58mAIb1 Ib2 3.9uA

Vbe3 0.61V

1 Ic1Ib1Vce3 7.79V 3 Ic3Ib3Ib3 4.30uA 269.8 Ic3 1.16mA 148.7 2

可以根据实验一提供的电路测量三极管的输入特性曲线：

- 12 -

图三 三极管的输入特性曲线

当ib 0时，有

图四 ib=0时的曲线 dx

可求得对应点的斜率的倒数dy 6.67kOhm，所以rbe 6.67kOhm

三、测量差放电路的AVD、AVD1、 AVC、 AVC1等值。

- 13 -

。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/24um.html