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1、电子电路设计训练实验报告2017.6实验一1. 目的：（1）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。（2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。（3）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。（4）观察失真现象，了解其产生的原因。图12. 步骤：（1） 请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。直流通路电路图，and列式计算勿忘接地！直流通路：=220静态工作点计算过程如下：管子工作在放大状态后来发现不用算，可以直
2、接测出电流值考虑万用表的内阻：万用表内阻M,所测阻值k，因此可不考虑。（2） 请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。将R5作为内阻，测试结果如下：问题：万用表没有示数。调整后3.359k（3） 请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。带载时的输出电压 空载时的输出电压 分别测量空载时的输出电压和带载时的输出电压，得到输出电阻2.927k（4） 请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。利用波特测试仪： 幅值相位区别及分析（5） 请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。两者在重合测量区间趋势相似，且有诸多区别，原因分析：（6） 请分别在30Hz、
3、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系，并仔细观察放大倍数和相位差。30Hz1kHz100k Hz4MHz 仔细观察发现，仿真开始的第一个周期幅值较大，分析：100M Hz 可以发现，仿真前期波形幅值明显不稳定，呈现有规律的变化趋势，数十个周期后逐渐稳定，分析：选取稳定后的波形进行读数。读数记录如下：示波器30Hz1k Hz100k Hz4M Hz100M HzA通道13.23810.78310.5195.053266.349B通道19.305101.01591.52648.9052276放大倍数1.4583029.3679878.7010179
4、.6784088668.545179445放大倍数/dB3.2819.4318.7919.7218.63detaT0.0020830.0004380.0000050.0000001256.25E-09相位差（）22.4964157.5180180225波特仪30Hz1k Hz100k Hz4M Hz100M Hz放大倍数/dB3.520.020.120.118.8相位差（）-27-171-180-182-214（由于波特仪频率可读数点不连续，因此为近似读数，根据数据的灵敏度，放大倍数保留一位小数，相位差保留至整数位）比较发现，两者数据基本吻合。（提示：在上述实验步骤中，建议使用普通的2N222
5、2A三极管，并请注意信号源幅度和频率的选取，否则将得不到正确的结果。）三极管静态工作点就是交流输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q 。电容开路、电感短路、数字器件看作高阻接地3. 问题：（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。（2）详细说明测量输入电阻的方法（操作步骤），并给出其值。（3）详细说明测量输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。（4）详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法（操作步骤）。（5）根据得到的幅频特性曲线，利用作图器的标尺功能，指出该电路的fL和fH（3dB）。根据图 可得
6、幅频曲线最高点为20.074dB，分别找两侧比最大值衰减3dB的频率值，如下图所示，可以得到 问题：曲线显示不全(6)将得到的30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点的输入和输出关系和刚才得到的幅频、相频特性曲线对比，你有何看法？*(7)试改变原电路中某些电阻的阻值，以达到改变静态工作点的目的。并分别使电路产生截止失真和饱和失真，给出这时的电路原理图及其元件值。试利用直流工作点分析来说明产生这种现象的原因 (8) 请分析并总结仿真结论与体会。不同仿真方式所得结果有差异（如示波器和波特仪数据），有时甚至差异很大（如波特仪曲线和交流分析的曲线），在不了解软件仿真原理的情况
7、下，很迷茫，对结果的可信性产生怀疑。另外，不管用什么方法什么仪器，大体趋势及主要结论是相同的，multisim仿真软件对模电知识的理解很有帮助，要是这门课安排在大二和模电同一学期就好了实验二1、直流工作点分析结果显示三极管工作于放大区2、输入电阻Ro=U2U1=7.071mV725.61nA=9.7449k3、输出电阻空载带载Ro=RLU2U1-1=47007.026.978-1=28.2894、幅相特性幅频特性相频特性5、交流幅相特性6、电压跟随器特性R=4.7kR=10kR=100kR=100R=1k负载较大时跟随效果较好实验三一、实验目的（1）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图
8、3所示的差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。（2）加深对差分放大电路工作原理的理解。（3）通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用。二、实验电路图 1三、实验过程（1）对该电路进行直流工作点分析，进而判断电路的工作状态。分析其直流工作点如图2所示：图 2从图中可以看出Q1、Q2、Q3的集电极电压大于基极电压，基极电压大于发射极电压，即集电结反偏，发射结正偏，Q1、Q2、Q3工作在放大区。Q4的集电极电压等于基极电压，基极电压大于发射极电压，也满足工作在放大区的条件。（2）请利用软件提供的电流表测出电流源提供给差放的静态工作电流。电流表在电路中的接法如下图3所示：图
9、 3电流表的参数设置为电流档及直流档。从图中可以看出电流源供给差放的静态工作电流为I=369.7112=739.422 A（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入、输出电阻。输入电阻测量电路及结果为：图 4经计算得输入电阻为：Ri=13.74mV401.092nA=34.256 K输出电阻测量结果为：图 5经计算得输出电阻为：Ro=73.161mV69.548A=1.052 K（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的单端出差模放大倍数。图 6K=73.164mV14.142mV=5.174测量差模放大倍数的方法如下：先测量输入电压，将万用表接在电源两头，设置万用表为电压档和交流
10、档，运行电路稳定后读出万用表的示数，即输入电压为14.142mV。再测量单端输出电压，将万用表接在负载两端，万用表设置不变，读出输出电压为73.164mV。由此计算单端输入单端输出差模放大倍数为5.174。（5）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。使用所提供的波特图仪测该电路的幅频、相频特性曲线，波特图仪的接法如图。图 7幅频特性曲线图 8相频特性曲线图 9（6）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。该电路的幅频、相频特性曲线如图所示：图 10（7）请利用温度扫描功能给出工作温度从0变化到100时，输出波形的变化。设置温度梯度为10，得到如图所示结果。图 1
11、1 (8) 设计单管共射电路根据前面得到的静态工作点，设计一单管共射电路，使其工作点和原图电路的静态工作点一样。利用温度扫描功能，给出单管共射电路工作温度从0变化到100时，输出波形的变化，比较单管共射电路与共射差分电路的区别。所设计的单管共射放大电路如图所示：图 12 图 13图 14对比静态工作点可以看出，单管共射电路工作点和之前电路的静态工作点基本一样。所得结果：随着温度升高，曲线幅值（包括正负半周）几乎不改变，但整个曲线呈现平移特性，即温度上升，曲线逐渐向下平移。即单管共射电路在温度不同时，所输出波形产生漂移；而差动放大器在不同温度下，其输出波形只有略微的漂移。因此可以看出，差分放大电
12、路具有很好的抑制温漂的作用。实验四1.目的：1. 了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点；2. 了解集成运放主要参数的定义，以及它们对运放性能的影响。3. 掌握集成运算放大器的正确使用方法；4. 掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；5. 掌握根据具体要求设计集成运算放大电路的方法，并会计算相应的元件参数；6. 学习使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法，掌握输出波形的测量绘制方法。2.步骤：（1） 按上图搭建运放电路，观测放大倍数，并通过调节反馈电阻R5来实现改变放大器的增益。R5=1kW，输入输出关系如下，放大倍数为1。R5=3kW，输入输出关系如下，放大倍数为3。（2）
13、调整运放的直流工作点，分析输出直流信号的幅度与参考电压的关系。VDD较小时，运放工作在线性区域，输出电压与输入电压成正比；VDD较大时，运放达到饱和，输出电压保持为参考电压VCC不变；VDD继续增大，输出电压变为VSS。（3） 对电路进行温度扫描，分析其温度漂移特性如何。对运放进行-100100温度扫描，输出曲线几乎完全重合，可见温漂很小。（4） 应用AD817搭建积分器，微分器，射随器电路。积分器方波为输入，三角波为输出微分器输入为三角波，输出为方波射极跟随器输入与输出等大反向（5）应用AD817搭建减法器，要求有两路信号输入，经过相减后输出，并写出减法器输出电压的表达公式。减法器Uo=(R
14、5/R3)*(VDD-VEE)。更改电阻值时需保持R3=R4, R5=R7。3.问题：（1）大信号放大的特性与小信号放大特性的区别？答：对大信号时，需要考虑运放转换速率SR，若超出运放工作速度范围，则输出电压会出现失真，只有在范围内，输出电压才能按照线性变化，对小信号，一般不需要考虑转换速率SR的问题，即认为小信号速率，始终满足SR的要求，同时，随着频率的增大，实际转换速率也会增大，故一般大信号下运放带宽比小信号窄。（2）运放的重要指标有哪些？答：开环差模增益，共模抑制比，差模输入电阻，输入失调电压及其温漂，输入失调电流及其温漂，输入偏置电流，最大共模输入电压，最大差模输入电压，-3DB带宽，单位增益带宽，转换速率。（3）运算放大器AD817本身的输入输出电阻是多少？对于整体运放电路，输入输出电阻如何估算？答：查阅
