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EDA 设计(1) 论文 EDA 实验设计(I) 模拟电路的设计与仿真班级: 08101900 学号: 0816120238 姓名:马宏文指导老师:付文红 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真实验一单级放大电路的设计与仿真(注:本文档为 word2007 格式) 1. 单级放大电路原理图图1 单级放大电路原理图 2. 三种状态下的波形图及其静态工作点[1] 截止失真 波形图图2 截止失真波形图 静态工作点 VCEQ? , ICQ? 。 2 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 饱和失真 波形图图3 饱和失真波形图 静态工作点 VCEQ? , ICQ? 。 不失真(正常放大) 波形图图4 正常放大波形图 静态工作点 VCEQ? , ICQ? 。 3. 输入、输出电阻及电压增益的测量 符号说明输入电阻: Ri ,输出电阻: Ro ,电压增益: AV 3 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 输入电阻图5 输入电阻测量实验图测量所得输入电阻 Ri?? 。 输出电阻图6 输出电阻测量实验图测量所得输出电阻 RO?821? 。 4 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 电压增益图7 电压增益实验图测量所得电压增益 AV?? 。 测量值与理论值的比较表1 三个参数的测量值与理论值比较表格 4. 频率特性曲线 幅频特性曲线[2] 图8 幅频特性曲线图 5 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 相频特性曲线图9 相频特性曲线图 fL和 fH 测量值 fL? , fH? 。 5. 实验结果分析 波形分析图 10 三极管的输出特性曲线与交流负载线 CEQ 点在交流负载线上移动,当 VCEQ 较大时,容易落在截止区,波形出现顶部削平即截止失真; 当 VCEQ 较小时落在饱和区, 波形底部被削平出现饱和失真;当 VCE Q 比较合适, Q 点位于交流负载线中间位置时波形能够正常放大, 从前述波形图中可以看出放大效果明显。表2 不同失真情况下的静态工作点比较 6 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 输入电阻等参数分析由于模拟电路分析中我们主要采用的是估算法, 所以估测理论值与实际理论值相比会有比较大的偏差, 因而在表 1 中相对误差的计算中将实测值a 看做是真实的理论值,作为分母。搭建好如图 1 所示的仿真电路后我们测得三极管的参数?? 则根据三极管一般的小信号等效电路(图略) ,求得: rbe?(1??)VTIEQ?rbb'?(1??)26mVIEQ?300??? ICQIBQ??60 。 Ri?RB1//RB2//rbe?15k//10k//?? RO?rce//R2?R2?1k? AV????RL//R2?rbe?? 从表1 可以看出Ri和RO 的误差比较大, 这是因为Ri 中含有 rbb' , 范围一般取在 200~300? 之间, 这是估算的结果, 使得 rbe 的值误差较大影响了 Ri估算的准确性。由于 rce 一般的阻值相对于 R2 而言比较大并联时可以忽略不计, 当 R2 也比较大时在用默认的公式就会导致误差较大。 AV 的误差最小,只有 5% 左右,而且放大倍数也符合设计要求。但要注意在计算电阻并联时也忽略了 rce 的作用,如果能够将其值考虑就会得出与仿真实测值更加符合的预估值, 从而提高我们电路设计的精确度。 频率特性曲线分析从幅频特性曲线图中可以看出该单击放大电路中频增益稳定在 37dB , 当输入信号的频率在 fL~fH 之间时该放大电路能够稳定工作,当输入信号的频率在此之外时电路的放大功能会受输入信号频率的影响而有不同的增益。所以从放大电路的频率特性曲线中我们可以看出该电路的放大特性, 从而不同的输入信号要选择不同的电路才能够实现正确的放大。 7 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真实验二负反馈放大电路的设计与仿真 1. 阻容耦合两级放大电路原理图图1 两级放大电路原理图 2. 负反馈前后频率特性曲线及失真幅度上限针对电压串联负反馈电路: 负反馈接入前 频率特性曲线图2 负反馈前频率特性曲线图 8 EDA 实验设计(I) 模拟电子电路的设计与仿真 fL和 fH 测量值 fL? , fH?941kHz 。