EDA单级放大电路的设计与仿真.docx

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1、南京理工高校EDA设计（I）试验一单级放大电路的设计及仿真一、试收目的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IOmV）,负载电阻5IkQ,电压增益大于50。2 .调整电路睁态工作点（调整电位计），视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 .调整电路静态工作点（调整电位计），使电路输山信号不失真,并11幅度尽可能大。在此状态下测试：电路静态工作点值：三极管的输入、输出特性曲线和、/be、te值：电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；电路的频率响应曲线和孔、相值。二、试嵯要求1 .给出单级放大电路原理图。2 .给出电路饱和失真、截止失

2、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、输出特性曲线和夕、曲。、me值的试脸图，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试验图，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/1.、川值。6 .分析忒验结果。三、试轴步骤试验原理图：饱和失真时波形:此时静态工作点为:QQ1W1.18037mMlb12.79521uV(I).097V(Z)3.93752V(3).57000所以，I(BQ)=12.7952IuA1(CQ)=I180.37UAU(BEQ)=0.6324

3、8VI(CEQ)=0.1603IV截止失真时波形：此时静态工作点为:命wl726.90573UQ3.44976UVO)6.MS58V(2)2.41010V(3)3.02872所以，I(BQ)=3.44976uI(CQ)=726.9057uAU(BEQ)=O.61862VU(CEQ)=3.95548V不失此时波形：此时静态工作点为:6qqlicrr5i$36qqlib$1$2805.2740033.613203.277363.839056.OO3OO2.65591所以，I(BQ)=3.83905uI(CQ)=805.274uU(BEQ)=O.62145VU(CEQ)=3.34709V测试三极管输

4、入特性曲找试龄图：Voltage(V)1.l35793mmmmm3dcsweeplDCansferCharaw.is-ic20Om40Om60Om809VVbeVOlIage3DCtransferFcharacteristic0qqlibXl618.3575myi3.44652623.1884my24.1665dx4.8309wy720.0446nl/dx207.OOOO1/dy1.3888Mminx0.0000max990.0000mminy-11.9102pmaxy8.3210w由以上数据可得r(be)=dxdy=6.7KQ测试三极笆输出特性曲绫的试验图：三极曾输出特性曲线:3-dc2DC

5、mImfCrCiwiiKtairtic测B的数据：B=IcIb三805.274/3.83905=209,759E=(220-209.759)/220=4.6%测r(ce)的数据：3dcAvecp2DCUaiiifcrClIaraCtcriaC0qq2icXl3.3390yi805.2120x23.3840V2805.5589d45.0450mdy346.8468nl/dx22.20001/dy2.883IMmin0.0000max5.0000miny-3.7609maxy818.0220由公式得，r(ce)=45.045/346.8468*106=129.87Ka不失真时测输入电阻：万用表显示

6、值:所以，Ri（测）=6.27kRi（理）=I10/100/6.7=5.94K相对误差E=O*100%/6.27=5.26%不失其时测输出电阻，万用表显示值:所以，Ro（测）=4.81kRo（理）=R3=4.99kQ相对误差E=（4.99-4.81）/4.99=3.6%最大不失真时测电乐增益:万用友显示位:Iultieter-lulti三eter-X7.071mV529,099mVSet_6st.所以，Av（测）=-84.5相对误差E=1.9%AV(理)=-0(R1/R1.)/r(be)=-82.90A|pFad8IP7-三幅版和相频特性曲线:h11*bti2B-Be1r,QCIC*w*MKO

7、KMMMH10tOMeM9，WKIMAmwUaAC拉杆数据:ACAnalysis$6xl100.5107yi34.6487214.3575My234.6285dx14.3574Mdy-20.2407ml/dx69.6504n1/dy-49.4054min1.0000max10.OOOOGminy-5.1747maxy37.6400所以，f(1.)=100.5107Ilzf(Ii)=14.3575MHz试验结果分析本次试验的关键在于各元件参数的选取,所以在试验参数选取之前依据试验要求进行理论计算，算出所需数值的也许范围，这样就能较快的得到较为精确的试验结果,顺当试脸完成试验。试验采纳带射极偏厘电

8、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整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，放大电路的糊合电容式引起低频响应的主要缘由，卜限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个熊定，三极管的结电容和分布电容是引起高频响应的主要缘由，Jt限被止频率主要由高频时间常数中较大的个确定。试验二差动放大电路的设计及仿真一、试喊目的1 .熟识MUItiSim软件的运用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的运用和驾驭常用电路分析方法。2 .能够运用Multisini软件对模拟电路进行设计和性能分析，驾驭EDA设计的基本方法和步界“3 .娴熟驾驭有关差动放大电路有关学问，并

9、应用相关学问来分析电路，深刻体会运用差动放大电路的作用，做到理论实际相结合，加深对学问的理解。二、试峻要求1 .设计一个带射极恒流源（由三极管构成）的差劲放大电路，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B、Rbe、RCe值。3 .给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态卜.分别测试电路的A、小AvdkAvc、Avci的值三、试验步Ii1 .试验所用的电路电路图如下图I所示：3图12 .三极管的静态工作点值和B、Rbe.Rce.计算静态工作点由上图可知-：极管QI和二:极管Q2所用的：.极管型号一样且相互对称，经过分析可知这两个三极管的静态工作点的值应当全部一样。运用

10、软件分析电路的静态工作点值结果如下图二所示DCla5150.00000$12-8.52622S13-12.00000$9-611.73319$11-755.81709SlO-61173319m$7-7.89646$46.26322$612.00000$56.263220qqiib2.65839eqqlic573.776008qq2b2.6S8398qq2ic573.77600qq3ic1.15267m8qq3bS.2S409经过计算可知pl=p2=215.8.p3=219.Vcel=Vce2=6.87V.Vce3=7.77VVbel=Vbe2=0.6l2V,Vbe3=O.63V.运行后电路结果

11、如卜.图3所示：:0hn1*ACIHOhu图3计算后发觉心=655/20-32.75符合空我时A20要求“.计算各个三极管的Rbe值：计算三极管Ql的Rbe的值所用的电路如下图4所示:运用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe详细求法在试验中已经叙述过这里只给出计算所必需的试脸截图和计算结果电路19qqiibXlyi2y2611.Illlm2616613.5266m2.89330dd?ld1/dy11)inxmaxroinyxnaxy2.4155ro276.4106n414.00003.6178K0.0000990.OOOOro-12.3777p8.1399mOVbC经过计算可知R

12、beI=ibMr=8.73Kd,由对称性可知RbC2=Rbc=8.73KQ。计算三极管Q3的Rbe时所用的电路如卜图7所示:2H2222A-图7运用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe详细求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的试验截图和计算结果电路1DCtrasfe,characteristicwlVoltage(V)图8Xl628.O193myi4.971S02632.8502my2S.993SOd4.8309m打l.O22Old207.00001/dy978.4333kxnin0.0000xoaX990.0000mroiny-12.6027pmaxV8.0553m图9OVbC经过计算可知Rbc；=记v=4.73K,计算各个三极管的RCe值：计算三极管Ql的RCC的值所用的电路如下图10所示:I1Z.66u2H2222A*图10运用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出RCe详细求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的试验截图和计算结果。电路16000-i5000-DCtransferCharaCteriStiC4)00-3000-2000-40000100-2345w2Voltge(V)图119qqlic16.8603yi