EWB電子信息模擬電子課程輔助實驗軟件.doc

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除本 科 畢 業(yè) 設 計 (論 文)模擬電子課程輔助實驗軟件Electronic course aided experiment simulation software學 院： 電子工程學院 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2014 年 6 月此文檔僅供學習與交流畢業(yè)設計（論文）中文摘要模擬電子課程設計輔助上實驗軟件摘要：本文開篇對EWB模擬仿真軟件作了簡要的介紹，該軟件有其自身的特點，簡單的界面，窗口直觀，里面的各內元器件都是教學實驗中常用的，而且調用元器件也非常方便，且可以根據(jù)自己的需要要求進行參數(shù)修改。EWB被添加了許多測試儀器，這些儀器直接可以被選用，還可以對電子元器件進行線性模擬和非線性的仿真。測試儀器的有其最大的特就是顯示圖形與實驗室的實體器件非常相似，實際調試的結果也和實驗室做出的結果基本相似，而且在使用中省去了實驗器材需取得問題，既經濟又實用。本文還通過例舉實例系統(tǒng)的闡述了該仿真技術在模擬技術實驗中與傳統(tǒng)實驗教學的合理結合，同時討論了具體實驗的做法，也使實驗教學的最終效果得到了明顯變好，這也使該軟件電子技術課程中，讓需要理解的基本概念和基本理論更易被接受，在教學中讓使用者更易動手操作。關鍵詞：EWB軟件，模擬電子技術，仿真實驗教學畢業(yè)設計（論文）外文摘要Electronic course aided experiment simulation softwareAbstract: This paper begins with a brief introduction of EWB simulation software, the software has its own characteristics, simple interface, intuitive, window within the inside of the components are commonly used in teaching experiment, and call the components is also very convenient, and can be modified parameters according to the needs of their own needs. EWB is added a lot of test instrument, the instrument can be chosen directly, can also to simulate the electronic components linear and nonlinear simulation. Test instrument has its biggest characteristic is to display graphical entities and laboratory devices are very similar, the actual debugging results and laboratory results are basically similar, and saves the experiment equipment required problems in use, economical and practical. System are expounded in this paper, through examples instance the simulation technology in the simulation experiments and the reasonable combination of traditional experimental teaching, and discusses the concrete experiment, and the eventual effect of experimental teaching got better obviously, which makes the software in electronic technology course, let you need to understand the basic concept and basic theory are more likely to be accepted, let users are more likely to operate in the teaching.Keywords: EWB；Analog Electronic Technology；The simulation experiment目 錄 1 緒論12 EWB軟件的簡介和仿真實例22.1 EWB簡介22.2 EWB軟件界面22.2.1 EWB的主窗口22.2.2 元件介紹32.3 EWB的操作方法簡介52.3.1 電路的創(chuàng)建52.3.2 使用儀器62.3.3 元件庫中的常用元件82.3.4 元器件庫和元器件創(chuàng)建與刪除92.3.5 基本分析方法92.4 虛擬工作臺方式電路仿真92.5 示例103 低頻放大器實驗113.1 實驗一 晶體管共射極放大電路113.2 實驗二 負反饋放大器173.3 實驗三 差動放大電路203.4 實驗四 場效應管放大器233.5 實驗五 OTL功率放大器264 集成運算放大電路284.1 反相比例運算電路284.2 反相加法電路294.3 同相比例運算電路304.4 減法運算電路31總 結32致 謝33參考文獻34 1 緒論 現(xiàn)在隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，人們對電子的相關技術要求也越來越高了，EWB軟件的出現(xiàn)彌補了當今社會電子技術發(fā)展的需要。該軟件該軟件有其自身的特點，簡單的界面，窗口直觀，里面的各內元器件都是教學實驗中常用的，而且調用元器件也非常方便，且可以根據(jù)自己的需要要求進行參數(shù)修改。EWB軟件和應用程序實例結合，簡述通過課堂演示和模擬實驗可以提高學生的學習興趣，提高教學效果。在教學過程中教師填鴨式教學，學生的積極思維，簡單身份驗證,改變傳統(tǒng)的實驗為學生設計的創(chuàng)新?？梢詭椭鷮W生直觀理解電路，深化理解,還可以引導學生進行一些簡單的電路設計。這將極大地提高課程的教學效果。近些年EWB軟件不斷的被升級更新，該軟件已成為公認度最好的模擬電子電路仿真軟件。目前，全球許多著名大學介紹了EWB運用EDA技術的內容,并納入電工電子類課程的教學。當前我國將EWB運用電子技術教學,可以使教師在同一時間解釋理論，利用EWB運用軟件模擬，演示，讓學生理解起來更簡單，使得他們對電子這門課有更多的認識。EWB運用兼容性也更好，EWB運用的容量小，可以直接復制到另一臺機器上使用，即用即裝，真正做到了廣為人用的地步。在電子行業(yè)中，經常能夠聽到知名人士對該軟件的好評。EWB軟件滿足了廣大用戶的需要，且市場前景很好，因此被廣泛用于教學實驗中。2 EWB軟件的簡介和仿真實例2.1 EWB簡介如今電子技術發(fā)展迅速，且跟計算機聯(lián)系在一起，使得電子廠品也離不開計算機，目前各項電子產品的功能越來越強大，使得集成電路趨于更加復雜化，對電路的更為嚴格，電子類的產品才得以快速的更新?lián)Q代。電子設計也讓我們設計電路容易且符合相應的需求。EDA是基于計算機發(fā)展起來的，不僅提高了自動化的程度而且使用功能更為齊全，界面的操作性更為人性化。這個電子工作平臺軟件是一種電子電路模擬仿真軟件，一般叫稱為虛擬電子工作臺，現(xiàn)在在高校中運用的較多。它具有這樣一些特點： （1）EWB軟件教程簡單，容易掌握，只需稍加練習，基本就能掌握其各項功能及使用方法。 （2）軟件的圖形界面簡單，整體感覺比較直觀，且采用計算機模擬實現(xiàn) （3）軟件的元器件種類豐富，而且在分析電路時有多種選擇，選擇最佳方法，如動態(tài)、瞬時和線性等電路。 （4）EWB軟件采用圖形方式創(chuàng)建電路。避免了使用文本方式輸人電路時遇到的困難，有很多電路供使用者自己去修改和完善。 （5）該軟件容易上手，入門者可以用來練手。 所以在電子教學中得到廣泛的應用。2.2 EWB軟件界面2.2.1 EWB的主窗口 首先打開EWB軟件進入界面會呈現(xiàn)如圖2.2.1所示界面，這是一個空白的窗口，所有的操作都是在此界面進行的。 圖2.2.1 EWB窗口界面在界面點擊相應的按鈕，可以標出了各個菜單的名稱及有關按鈕，如圖2.2.2所示： 圖 2.2.2 菜單及按鈕2.2.2 元件介紹 元器件庫欄如圖2.2.3所示。 圖2.2.3 元件庫欄 信號源庫如圖所示2.2.4。 圖2.2.4 信號源庫 基本元器件庫如圖2.2.5所示 。 圖2.2.5 基本器件庫 二極管器件庫如圖2.2.6所示 圖2.2.6 二極管器件庫 模擬集成電路庫如圖2.2.7所示。 圖2.2.7 模擬集成電路庫 指示器件庫如圖2.2.8所示。 圖2.2.8 指示器件庫 儀器庫如圖2.2.9所示。 圖2.2.9 儀器庫 2.3 EWB的操作方法簡介2.3.1 電路的創(chuàng)建1.元器件的操作 元件選用：按實驗要求，選中所需的元器件，把元件符號拖到工作區(qū)，即選取成功。 元件的位置移動：用鼠標拖動，不松手，且導線會自動排列。 元件的翻轉：點擊工具欄的紅色直角三角形，即可實現(xiàn)翻轉元件復制和刪除：右擊有copy可以復制，或者右擊選擇delete即可以刷除元件。 元器件的各個參數(shù)設置：按要求設置屬性，對標簽的設置還有編號等許多，都可以很好地改變它的數(shù)據(jù)，。關于選項的含義和設置方法如下做簡單介紹：編號（Reference ID）一般由系統(tǒng)自動進行分配，參數(shù)適時進行修改，編號是唯一的。2.導線的操作主要包括：用導線連接已經選擇好的試驗用到的的器件、導線還可以隨便的拽動不會斷開，還可以根據(jù)需要調整需要移動的導線的位置，根據(jù)需要改變導線的顏色能夠很好地查看波形，掌握連接點的使用方法。連接：單擊元器件某一段，變?yōu)樾A點時按左鍵拖至另一端，當變?yōu)樾A點時松開按鍵，即完成連線。 連線的刪除和改動：右擊單擊delete即可刪除，左擊拖動即可改動。連接點的說明：黑色的圓圈，可以連不同的四個方向。3.電路圖選項的設置 根據(jù)實驗中的需要設置的對話框中設置編號、器件顯示的標識的參數(shù)大小等，電路圖顯示的方式，加上柵格（Grid）、Fonts選項可設置 Label的名稱 ，可以對Value 和Models參數(shù)設置等，適用整個電路。2.3.2 使用儀器 1.電壓表和電流表如圖2.3.1所示。 圖2.3.1 電壓表和電流表 從庫中選定電壓表或電流表，按左鍵拖到工作區(qū)中，可以對其進行一系列的旋轉等操作。想給兩表設置參數(shù)，只需雙擊電壓表或電流表就可以在彈出對話框中進行設置，兩個表均可以多次使用。 2.數(shù)字多用表 數(shù)字多用表的量程可變，根據(jù)需要來改變量程范圍。如圖2.3.2是數(shù)字多用表的圖標、面板和設置面板，有電流檔，電壓檔，歐姆檔，單擊Setting 改變電表的參數(shù)。 圖2.3.2 圖標/面板/設置面板 3.示波器介紹 虛擬器的示波器運用為雙蹤示模擬式，儀器的相關介紹如圖2.3.3所示。 圖2.3.3雙蹤示波器 4.信號發(fā)生器 模擬實驗常用的幾個波形波形：正弦信號波、三角波和方波信號，如圖2.3.4所示。 圖2.3.4 信號發(fā)生器 5.波特圖儀波特圖功能儀類似掃頻儀，主要用來用來測量和顯示電路的幅頻特性和相頻特性，儀器的介紹如圖2.3.5所示。 圖2.3.5 波特圖儀其中： Vertical（Horizontal）Log/Lin - 坐標按鈕 F（I）- 坐標終點（起點）2.3.3 元件庫中的常用元件元器件模型庫有大量的所需元器件，在電路常用到的器件和有用的參數(shù)顯示如表2.3.1和表2.3.2所示： 表2.3.1信號源元件名稱參數(shù)缺省設置值設置范圍電池(直流電壓源)電壓V12V uVkV直流電流源電流I1A uAkA 交流電壓源電壓頻率相位120V60Hz0 uVkV HzMHz Deg電壓控制電壓源電壓增益E1V/V mV/VkV/V電壓控制電流源互導G1S mSMS電流控制電壓源互阻H1W mWMW電流控制電流源電流增益F1A/A mA/AkA/A 表2.3.2基本元器件元件名稱參數(shù)缺省設置值設置范圍電阻電阻值R 1kWWMW 電容電容值C uFpFF電感電感值L 1mH uHH開關鍵Space AZ,0-9,Enter,Space2 延遲開關導通時間Ton斷開時間Toff0.5S0SpSS pSS 2.3.4 元器件庫和元器件創(chuàng)建與刪除 在元器件庫中可能不包含一些我們需要的元器件，這是可以通過自己設定的方法，自己新建元器件庫和所需的元器件。新建EWB元器件的兩種有效方式：第一種是多個有聯(lián)系的器件結合起來，當整體使用；第二種方法是在已有的庫中元器件上修改里面的參數(shù)，達到需要的。在元器件庫子目錄名Model下直接刪除所創(chuàng)建庫名，就可以把元器件刪掉。2.3.5 基本分析方法 1.直流工作點的分析（DC Operating Point）是分析電路的基礎是從直流工作點的分析入手的。分析直流工作點之前，要先選定顯示節(jié)點項，電路圖上能夠顯示節(jié)點。在進行工作點分析時，電感短路，電容通路，高阻抗接地。 2.交流頻率分析（AC Frequency）交流頻率分析就是對電路的頻率特性的分析。應當選擇電路節(jié)點的分析,根據(jù)分析,直流源必須是零,交流信號源,電容和電感處于交流模式。 3.瞬態(tài)分析（Transient Analysis） 瞬態(tài)分析即分析某時域內的電壓呈現(xiàn)的波形走勢。電路中直流電源作為常數(shù)處理，觀察顯示，交變流的信號隨時間變動的。選定好節(jié)點作瞬態(tài)分析時，先對直流工作點分析，最終得出的瞬態(tài)分析的初始條件。 2.4 虛擬工作臺方式電路仿真 EWB軟件包含了許多虛擬測量儀器、不僅提供了交互控制元件和受控源模型，也供給其他的功能，如監(jiān)控對曲線和圖形的走勢有關系。下例舉出虛擬實驗步驟： (1) 在工作區(qū)放置元器件，連接導線，設置元件參數(shù) (2) 測量儀器選用與連接，設定其試驗參數(shù) (3) 閉合仿真開關，通過儀器分析結果2.5 示例 例1：RC低通濾波器在EWB軟件下的電路仿真在工作區(qū)界面畫出的圖2.2.5所示的電路圖。外加兩個電壓源，1V電壓去一個， 2k赫茲, 另一個為5v，60赫茲，外加一個周期脈沖電壓源，幅度為5伏, 頻率為50赫茲，開關變換電源。如下圖連接示波器、電壓表和波特圖儀。 圖2.5.1 RC低通濾波器 1.測試電路的頻率特性曲線 打開波特圖儀的面板，模擬運行，虛擬儀器可以看到如下曲線。 幅度頻率特性如圖2.5.2所示。 圖2.5.2 幅度頻率特性 相位頻率特性，如圖2.5.3所示。 圖2.5.3 相位頻率特性 2.觀測電路實驗的的濾波顯示出的效果 相應的元器件連接起來，雙擊示波器輸入的導線設置導線的顏色?？梢詮氖静ㄆ魃峡吹絻蓚€不同的導線，頻率可以從圖中看讀出來，互相交的在一起。該實驗模擬可以過濾掉2K赫茲的正弦的波，如圖2.5.4所示。 圖2.5.4 輸出波形3 低頻放大器實驗3.1 實驗一 晶體管共射極放大電路 一、實驗目的 1.學會測量靜態(tài)工作點的，并結合試驗分析有哪些性能影響； 2.熟悉常用電子儀器及電子技術實驗臺的使用； 3.學會測量各項性能指標。 二、實驗原理 如圖3.1為穩(wěn)定單管放大器實驗的電路圖原理圖。 圖3.1晶體管共射極放大電路該偏置電路采用電阻分壓實現(xiàn)的，在圖中的Re的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點。給電路輸入信號，得輸出電壓的值，幅值被放大相位與輸入信號相反相反，得到的實驗結果被放大過的的。用安培表測量出兩電阻R中的電流大小，比Ib要大得多，則靜太工作點可以用下面的式估算： UbRb1/(Rb1+Rb2)*Vcc Im=(Ub-Ube)/Re=Ic Uce=Ucc-Ic(Rc+Re) 電壓放大倍數(shù)Av=-(RcRl)/Rbo 輸入電阻Ri=Rb1Rb2Rbo 輸出電阻RoRc 在實驗中設計電路時，實現(xiàn)自身要進行自我檢測，設計好的元器件參數(shù)是非常必要的，不僅要測量靜態(tài)工作點還要測出其它各項性能指標。 在對放大器的測量與調試時要注意以下幾點：測量和測試的放大器靜太工作點時要消除自激振蕩及其他的干擾，務必保持放大器各項動態(tài)參數(shù)的準確性等。 1.放大器靜太工作點的測量與調試 (1)靜太工作點的測量 電路測量時在輸入端加上Ui=0V，使放大器輸入端與地相連構成短路，在測出晶體管的Ic的測量值，其他各電極對地的電位基極電位、發(fā)射極和集電極電位。為了結果不受集電極影響，運用間接測量電壓而求出電流Ic。 (2)靜態(tài)工作點的調試選取靜態(tài)工作點會影響結果，為此在選定正確的工作點，還要進行動態(tài)調試，讓輸出電壓符合實驗的要求。Ucc，Rc，Rb的電路參數(shù)通常不改變改變，可以調節(jié)偏電阻Rb2來避免出現(xiàn)的這一情況。靜態(tài)工作點的事不是固定不變的，在一定的范圍內有波動，所以實驗中不能出現(xiàn)是真情況 2.測量Av倍數(shù)的 按實驗要求加入電壓,維持輸出電壓Uo沒有不失真不錯現(xiàn)異常,把電壓的有效值測出來, 則 Av=Uo/Ui。 3.輸入電阻的測量 利用外加電阻測出對應的電壓，可求出輸入電阻。 4.輸出電阻的測量 做模擬實驗測出不接負載的電壓及加上負載的電壓經公式推算出輸出電阻 5.最大不失真輸出電壓Ropp的測試(在最大的動態(tài)范圍) 經調節(jié)讓靜態(tài)工作點Q處于交流負載線的中心位置，且要不出現(xiàn)失真的現(xiàn)象，然后反復調整輸入信號觀察示波器的波形變化,當其無明顯失真時,測出Uo,從示波器上讀出實驗要求的Uopp。 6.測量模擬實驗中的放大器的頻率特性 測量頻率的上下限，用得到的公式：Fbw=Fh-Fl，通頻帶為頻率上寫減去頻率下限，在測量時，要改變改變測量頻率的大小但始終要保持輸入信號Ui的幅度大小不變。 三、實驗內容 （1）測量靜態(tài)工作點 RP調到最大，接通電源并把信號源設置為零.接12V直流電壓，旋轉滑動變阻器，得Ic=2.0mA,測量Ub,Ue,Uc，用萬用表測量電阻Rb2值.記入表3.1中。 表3.1靜態(tài)工作點測量 測 量 值計 算 值 Ub(V) Ue(V) Uc(V)Rb2(K)Ube(V)Uce(V)Ic(mA) 2.820 2.027 7.165 200.6935.1382.027 （2）測量電壓放大倍數(shù) 把頻率為1K赫茲的10V正弦信號Us加在在放大器的兩個輸入端,在示波器上分析它的波形,如圖3.2所示,令波形沒有出現(xiàn)失真情況，測出表中的實驗值Uo,比較Uo與Ui的相位變化,把結果記入表3.2中。 表3.2電壓放大倍數(shù)測量 Rc(K) Rl(K) Uo(V) Av 2.4 0.324 32.4 1.2 0.167 16.7 2.4 2.4 0.165 16.5 圖3.2輸入/輸出波形 （3）觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響 置Ro=2.4k,Rl為無窮大,Ui大小適當,調節(jié)RP阻值大小,觀察輸出的電壓波形不出現(xiàn)失真情況，輸出波形如圖3.3所示,測量數(shù)組Io和Uo值,記入表3.3中，測量時信號源調至0。 表3.3電壓/電流測量 Io(mA)1.5211.851 2.0 2.1602.345 Uo(mV)304.4319.3 324.3328.6332.6 Au30.4431.93 32.4332.8633.26 圖3.3共射極電路輸出波形 （4）觀察靜態(tài)工作點對波形失真的影響 令電阻Rc=2.4k,電阻RL=2.4K,信號源為0，調節(jié)滑動變阻器RP阻值大小使集電極電流Ic=2.0ma,讓其保持原有特性不失真，如圖3.3.4是改進后靜態(tài)工作點的波形。然后輸入信號仍不變,增大或減小RP,讓波形失真,失真波形如圖3.5所示,測出失真情況下的和值,把結果記入表3.4中。 表3.4波形失真影響 Ic(mA) Uce(V)管子工作狀態(tài)3.465 0.054 飽和 2.0 4.277 放大1.025 8.555 截止 圖3.4改變靜態(tài)工作點后的輸出波形 圖3.5失真后的波形 （5）測量最大不失真輸出電壓 按照實驗原理要求,分別調節(jié)信號源和電阻器,測量實驗值,記入表3.5中。 表3.5最大不失數(shù)據(jù)真測量 Ic (ma) Uim (mv) Ucm (mv) Uopp(mv) 2.360 150 6.357 2.248 （6）測量輸入電阻和輸出電阻 輸入正弦信號,保持輸出電壓不失真,用表測出,記入表3.6中 保持不變,斷開,測量輸出電壓,記入表3.6中。 表3.6輸出電壓測量Us(mV)Ui(mV) Ri(K) Ul(V) Uo(V) Ro()測量值記算值測量值計算值 5010.07 2 2.50.8139 1.579 2.4 2.25 （7）測量幅頻特性 取集電極電流為2.0mA，Rc=2.4K，電阻RL=2.4K，維持輸入的Ui大小不變，改變Ui的頻率，測試不同頻率的輸出電壓Uo的值，記入表3.7中。 表3-7頻率/電壓測量 fl fo fhF（KHZ） 500 1000 8000Uo（V） 0.854 0.857 0.838Au 84.7 85.3 84.3 四、實驗報告 1.歸納總結模擬實驗中的靜態(tài)工作點選取對放大器性能可能產生的影響； 2.總結在實驗中所遇到的所有問題及解決問題的方法。3.2 實驗二 負反饋放大器 一、實驗目的 1.搞懂負反饋的定義，看懂電路圖； 2.學會使用負反饋怎么引入，知道實驗結果是怎么來的。 二、實驗原理 負反饋電路在模擬實驗中被廣泛的應用，可以實現(xiàn)降低放大倍數(shù)的功能，但放大器的動態(tài)參數(shù)卻有了很大的改善有利于實驗數(shù)據(jù)采集,可以穩(wěn)定電路的放大倍數(shù),減小非線性失真的情況，改變輸入電阻大小輸出電阻的大小等等。本次試驗中的放大器也帶有負反饋。 1.阻容耦合放大電路是電壓串聯(lián)負反饋，如圖3.6所示。 圖3.6負反饋放大器電路圖 主要性能指標如下： （1）環(huán)電壓放大倍數(shù)Avf 其中Av=Uo/Ui-基本放大器的電壓放大倍數(shù)，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)。1+AvFv-反饋深度，它的大小決定了負反饋對放大器性能改善的程度。 （2）反饋系數(shù) Fv=Rf1/(Rf+Rf1) （3）輸入電阻 Rlf=(1+AvFv)*Ri Ri-基本放大器的輸出電阻（不包括騙置電阻） （4）輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro-基本放大器的輸入電阻； Avo-基本放大器時的電壓放大倍數(shù)。 2.在實驗時放大器動態(tài)參數(shù)要被必須測量，除去反饋的作用，還要把反饋網絡添加到放大器電路中。 （1）在畫放大器時把輸出端短路，Rf和Rf1并聯(lián)在一起； （2）按實驗的要求來，如圖所示的基本放大電路。 三 、實驗內容 （1）測量靜態(tài)工作點 按圖3.6要求連接電路圖，輸入直流電流Vcc=+12V，Ui=0，分別測量兩級的的靜態(tài)工作點的電壓與電流，記入表3.8中。 表3.8靜態(tài)工作點的電壓/電流測量 Ub(V) Ue(V) Uc(V) Ic(mA) 第一級 9.176 8.425 10.98 0.41 第二級 3.8 3.0 5.677 2.635 （2）測試基本放大器的各項性能指標 改接原理圖，斷開R1并在Rf1和Rl上,保持其他電路連接不動,取直流電壓源為12V.如圖3.7所示。 圖3.7 改接后的基本放大器電路圖 （3）測量中頻電壓放大倍數(shù),輸入電阻和輸出電阻輸入端輸入正弦信號,從示波器觀察的波形,保持波形正常測量出電壓的值，記入表3.9中。 表3.9 測量電壓值 Us(mV)Ui(mV)Ul(mV)Uo(mV) Av基本放大器 5 4.865 49.8 98.58 20負反饋放大器 10 9.848 9.553 10.13 1 不改變輸入端的信號，,去掉負載,測量出空載時的Uo的值,記入表3.9中。 測量通頻帶 接上電阻Rl,保持(1)中的信號源不變,改變信號源的的頻率，然后測試,得出上下限頻率Fh和Fl,記入表3.10中。 表3.10 頻率測量 Fl Fh基本放大器4000HZ40MHZ負反饋放大器250HZ80MHZ （4）測試負反饋放大器的各項性能指標.按實驗電路圖3.6做模擬仿真實驗,結果觀察示波器顯示的輸出波形.再按如圖3.7調節(jié)Us，讓其不失真,再看示波器記錄下數(shù)據(jù),波形如圖3.8所示，然后算出負反饋放大倍數(shù)。 圖3.8 負反饋輸出波形 （5）負反饋與非線性失真 把電路接成圖3.7的形式，輸入1K赫茲的信號源調試電路，查看波形，判斷輸出波形是否是真，并記錄電壓幅值。此時波形如圖3.9所示。 圖3.9 基本放大器的輸出波形 四、實驗報告 1.輸入信號存在失真，怎么用負反饋來判斷； 2.總結實驗結果，分析負反饋對對放大器性能的影響。3.3 實驗三 差動放大電路 一、實驗目的 1.測試出電路的相關的的性能極其電路應用的特點； 2.在實驗中學會測試差動放大電路的性能指標的做法。 二、實驗原理 下圖是實驗時電路的結構。構成的原理圖是基本共發(fā)射極放大電路，如圖3.10所示。這個電路可以分成兩個差動放大器：典型差動放大器和恒流源差動放大器。開關可以改變放大器的類型。恒流源差動放大器的電阻Re有抑制共模信號的能力。 圖3.10 差動放大電路電路圖 1.靜態(tài)工作點的估算 典型電路 ： Ie(Uee-Ube)/Re（Ub1=Ub20） Ic1=Ic2=0.5*Ie 恒流源電路 ：Ic3Ie3R2/(R1+R2)*(Vcc+Uee)-Ube/Re3 Ic1=Ic2=0.5Ic3 2.差模電壓放大倍數(shù)，共模電壓放大倍數(shù) 電路中射級電阻Re的值足夠大，雙端輸出電阻Re為無窮大，Rp是中間值， Ad=Uo/Ui=-Rc/Rb1+Rbo+0.5(1+)Rp 單端輸出 ：Ad1=Uo/ui=0.5Ad Ad2=Uc2/Ui=0.5Ad 共模信號作為輸入信號時時，采用單端輸出，則有： Ac1=Ac2=Uc1/U1=-Rc/Rb1+Rbe+(1+)(0.5Rp+2Re)-Rc/2Re 若為雙端輸出，在理想情況下： Av=Uo/ui=0 但實際中不可能達到這樣的要求的。 3.共模抑制比CMRR 為了表示差動放大器對信號的抑制能力大小，可用定位共模抑制比來衡量， 公式表示：Cmrr = |Ad/Ac| 或 Cmrr=20Log|Ad/Ac|(dB)。 交直流信號都可作為輸入信號。 三、實驗內容 1.測試典型的差動放大器的各個性能 按要求連接電路，左閉合開關時，就構成了典型的差動放大器。 (1)測量靜態(tài)工作點 調節(jié)放大器零點。 不接信號源，A，B兩端短接，直流電壓源大小為+12，測量Uo的數(shù)值，調節(jié)變阻器RP的阻值大小,使Uo=0。 （2）測量靜態(tài)工作點。先調零，在測量V1、V2管的不同電極的電壓，測出RE兩端有效的電壓，記入表3.11。 表3.11靜態(tài)工作點測量測量值Uc1(V)Ub1(V)Ue1(V)Uc2(V)Ub2(V)Ue2(V)Ure(V)6.485-0.064-0.8206.485-0.064-0.82011.15計算值 Ic(mA) Ib(mA) Uce(V)1.130.0126.909 2.測量差模電壓放大器 不接入直流電源，將A端輸入信號，B端接地構成雙端輸入方式,接通直流電源，調整好頻率大小，輸出旋紐為零，用示波器監(jiān)視輸出端。接正12v電源，保持數(shù)據(jù)不出現(xiàn)失真情況，測出這三個的電壓值，Ui，Uc1，Uc2，記入表3.12. 表3.12差動放大倍數(shù)測量 典型差動放大電路 具有恒流源差動放大電路 雙端輸入 共模輸入 雙端輸入 共模輸入 Ui 100mV 1V 100mV 1V Uc1(V) 2.976 0.34 3.083 0.982 Uc2(V) 2.976 0.34 3.083 0.982 Ad=-Uo/Ui -29.76 / -30.83 / Ao=Uo/Ui / 0.34 / 0.001 CMRR=|Ad/Ac| 87.5 30830 3.測量共模放大器放大時，把A ，B短接，A端和地面構成共模的放大器，調節(jié)輸入信號的數(shù)值，令輸入電壓為1v，是各項數(shù)據(jù)在正常范圍之內，測量要求的電壓的值記入表中，比較電壓之間的關系，Ure與Ui電壓變化相應的關系。 4.將開關打到右邊得到恒流源差動放大電路。 四、實驗報告 1做出實驗，分析實驗結果，實驗值與理論值進行比較。 2.判斷工作點和放大倍數(shù)的之間關系及相互產生的影響。3.4 實驗四 場效應管放大器 一、實驗目的 1.通過實驗掌握其性能特性與理解圖的意思； 2.對放大電路的參數(shù)進行測量并加以分析。 二、實驗原理場效應管放大器在電子行業(yè)中也被認為是控制電壓內型元器件。場效應管有著特殊的絕緣的或反向偏置的狀態(tài)，固其輸入的電阻很高，它也是載流子控制器件，這樣就有使得這種放大器有很多特點：遇熱時表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，對抗輻射的能力也很強，產生噪聲的系數(shù)很小。又因為其制造簡單，所以被經常使用。 1.結行管的特性與參數(shù)介紹 場效應管的兩個重要特性包括輸出的特性和轉移的特性，如圖3.11所示。 圖3.11 N溝道結型場效應管的輸出特性和轉移特性曲線圖 有飽和漏極電流IDSS，夾斷電壓UP等；交流參數(shù)主要有低頻跨導 2.實驗結型管的放大器性能的分析 如圖圖3.12為結型場效應管組成的共源級放大電路。 靜態(tài)工作點： 中頻電壓放大倍數(shù)AVgmRLgmRD / RL輸入電阻RiRGRg1 / Rg2輸出電阻 RORD 式中跨導gm可由特性曲線用作圖法求得，或用公式： 計算。要注意，計算時UGS要用靜態(tài)工作點處之數(shù)值。J2N3822 圖3.12 結型管共源級放大器 3.測量輸入電阻圖 該電路的的場效應管放大器的各項性能測量與共設極單管放大器方法測量一樣。所測量電路如圖3.13所示。 圖3.13 輸入電阻測量電路 按圖要求串入電阻R，閉合開關1就是不接入給出的電阻，然后測出電壓U01Av*Us值并記錄；Us不變，把開關打向2，就是串一個電阻R，測量放大器的輸出電壓U02。保持兩次測量中Av和Us均不變，故 由此可以求出 式中R和Ri約數(shù)值，令R100至200K。 三、實驗內容 （1）靜態(tài)的工作點的測量,調整 接給出的圖連接電路原理圖，令輸入信號為0，接12V直流電源，分別測量三個不同級的電壓。如果合適則把結果記入表3.13。 表3.13靜態(tài)工作點測量值測量值計算值UG（V）US（V）UD（V）UDS（V）UGS（V）UDS（V）UGS（V）1.0912.3918.1925.801-1.300 （2）放大倍數(shù)AV的測量、測出電阻Ri和RO的計入表中測量Av和Ro的值輸入實驗給出的信號源，觀察Uo的波形，設在正常值的范圍之類，分別測量阻值不同的輸出電壓Uo,其中Ui不變，記入表3.14。 表3.14 測量各項試驗數(shù)據(jù)測 量 值計 算 值ui和uO波形Ui（V）UO（V）AVRO（K）AVRO（K）RL=0.050.1042.084.34.3RL=10K0.050.0961.92 在示波器上可以清楚地看出相位的的走勢情況，在進行幅值大小的比較。輸入電阻Ri的測量按要求接電路電路，選定的電壓信號源大小選為為50mv，開關與1合并，測出此時的電壓U01，與2閉合，目的把電阻接入電路中，維持Us不變，測出U02，根據(jù)公式： 求出 Ri，記入表格3.15。 表3.15 測量輸入電阻值測 量 值計 算 值U01（V）U02（V）Ri（K）Ri（K） 0.104 0.0948 1100 1097 四、實驗總結1.歸納整理數(shù)據(jù)，實驗所得的數(shù)據(jù)與理論值相比較。2.比較兩個放大器，總結各自的特點。3.學會場效應管輸入電阻時用測輸出電壓的測量方法。3.5 實驗五 OTL功率放大器 一、實驗目的 1.看懂實驗給出的原理圖，理解其工作原理。 2.掌握電路調試，性能指標。 圖3.14 OTL功率放大器原理圖 二、試驗原理 如圖3.14所示，為放大器OTL式的電路。有三個不同的三級管組成，它們構成一個互補推挽OTL放大器電路。T1屬于管工作狀態(tài),T2，T3提供了偏見。RW2調整,可以使馬上開始工作在一個靜態(tài)電流,為了克服扭曲。靜態(tài)輸出終點UA = 1/2 ucc時潛在的需求,可以通過調整RW1,又因為RW1結束點,所以電路介紹了腳。T1可以放大正弦交流信號Ui,作用于T2、T3,經T3傳導(T2),作為電源,然后通過放點等,達到實驗的要求正弦波。C2和R提高了上半軸的幅度,得到的動態(tài)范圍往往較大。 1.最大不失真輸出功率Pom 理想情況下,Pom=UC*C2/8RL,測量電阻的電壓的有效值,就可獲得實際