EDA实验一 单级放大电路的设计与仿真

南京理工大学EDA设计（Ⅰ）实验报告实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的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10mV)，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。2.调节电路静态工作点(调节电位计)，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(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度尽可能大。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。二、实验要求1.给出单级放大电路原理图。2.给出电路饱和失真、截止失真和不失真且信号幅度尽可能大时的输出信号波形图，并给出三种状态下电路静态工作点值。3.给出测试三极管输入、输出特性曲线和、rbe、rce值的实验图，并给出测试结果。4.给出正常放大时测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图，给出测试结果并和理论计算值进行比较。5.给出电路的幅频和相频特性曲线，并给出电路的fL、fH值。6.分析实验结果。三、实验步骤实验原理图：饱和失真时波形：此时静态工作点为：所以，I（BQ）=12.79521uAI(CQ)=1180.37uAU(BEQ)=0.63248VU(CEQ)=0.16031V截止失真时波形：此时静态工作点为：所以，I(BQ)=3.44976uAI(CQ)=726.9057uAU(BEQ)=0.61862VU(CEQ)=3.95548V不失真时波形：此时静态工作点为：所以，I(BQ)=3.83905uAI(CQ)=805.274uAU(BEQ)=0.62145VU(CEQ)=3.34709V测试三极管输入特性曲线实验图：拉杆数据：由以上数据可得r(be)=dx/dy=6.7KΩ测试三极管输出特性曲线的实验图：三极管输出特性曲线：测β的数据：β=Ic/Ib=805.274/3.83905=209.759E=(220-209.759)/220=4.6%测r（ce）的数据：由公式得，r(ce)=45.045/346.8468*10^6=129.87KΩ不失真时测输入电阻：万用表显示值：所以，Ri（测）=6.27kΩRi（理）=110//100//6.7=5.94KΩ相对误差E=（6.27-5.94）*100%/6.27=5.26%不失真时测输出电阻：万用表显示值：所以，Ro（测）=4.81kΩRo（理）=R3=4.99kΩ相对误差E=(4.99-4.81)/4.99=3.6%最大不失真时测电压增益：万用表显示值：所以，Av（测）=-84.5相对误差E=1.9%Av（理）=-β（R1//RL）/r(be)=-82.90幅频和相频特性曲线：拉杆数据：所以，f（L）=100.5107Hzf（H）=14.3575MHz实验结果分析本次实验的关键在于各元件参数的选取，所以在实验参数选取之前根据实验要求进行理论计算，算出所需数值的大概范围，这样就能较快的得到较为准确的实验结果，顺利实验完成实验。实验采用带射极偏置电的共射极放大电路，在两个射极电阻之间为滑动变阻器，这样设计的目的是便于调节电路使之出现饱和失真和截止失真。对电路的频响特性分析可知，放大电路的耦合电容式引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定，三极管的结电容和分布电容是引起高频响应的主要原因，上限截止频率主要由高频时间常数中较大的一个决定。实验二差动放大电路的设计与仿真一、实验目的1.熟悉Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析方法。2.能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。3.熟练掌握有关差动放大电路有关知识，并应用相关知识来分析电路，深刻体会使用差动放大电路的作用，做到理论实际相结合，加深对知识的理解。二、实验要求1．设计一个带射极恒流源（由三极管构成）的差动放大电路，要求空载时AVD大于20。2.测试电路每个三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce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的值三、实验步骤1．实验所用的电路电路图如下图１所示：3.图１2.三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce①．计算静态工作点由上图可知三极管Q1和三极管Q2所用的三极管型号一样且互相对称，经过分析可知这两个三极管的静态工作点的值应该全部一样。使用软件分析电路的静态工作点值结果如下图二所示图2经过计算可知β1=β2=215.8,β3=219,Vce1=Vce2=6.87V,Vce3=7.77V，Vbe1=Vbe2=0.612V,Vbe3=0.63V。运行后电路结果如下图3所示：图3计算后发现AVD=655/20=32.75符合空载时AVD>20要求。②.计算各个三极管的Rbe值：计算三极管Q1的Rbe的值所用的电路如下图4所示：图4使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果图5图6经过计算可知Rbe1=|Vce===8