EDA 課程設(shè)計(jì)

1、南京理工大學(xué)EDA課程設(shè)計(jì)（一）實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：2015年09月設(shè)計(jì)一 單極管放大電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)要求（1） 設(shè)計(jì)一個(gè)分壓偏置的單管電壓放大電路，要求信號(hào)源頻率10kHz，峰值5mV ，負(fù)載電阻3.9k，電壓增益大于60。（2）調(diào)節(jié)電路靜態(tài)工作點(diǎn)，觀察電路出現(xiàn)飽和失真、截止失真和正常放大的輸出信號(hào)波形，并測(cè)試對(duì)應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)值。（3）在正常放大狀態(tài)下測(cè)試： 三極管的輸入、輸出特性曲線和b 、 rbe 、rce值； 電路的輸入電阻、輸出電阻和電壓增益； 電路的頻率響應(yīng)曲線和fL、fH值。2、實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖所示即為一個(gè)單級(jí)放大電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R6的阻值就可以改變?nèi)龢O

2、管的靜態(tài)工作點(diǎn)。此時(shí)電壓增益：Au=84.513、三極管參數(shù)測(cè)試（1）輸入特性曲線及的測(cè)量在繪制三極管輸入特性曲線，進(jìn)行直流掃描分析，軟件要求物理量、為直流源，故需要重新連接電路。將處于正常放大工作狀態(tài)的三極管復(fù)制出來，按照其直流工作點(diǎn)賦予其、等效直流源電壓值。電路如下圖所示。將V1，V2均作為分析參數(shù)進(jìn)行直流掃描，即可獲得三極管在為不同取值時(shí)的輸入特性曲線，如下圖所示。再次利用直流掃描分析，畫出三極管在最大不失真狀態(tài)，即時(shí)的輸入特性曲線。如下圖。由公式得，。（2）輸出特性曲線及的測(cè)量與繪制輸入特性曲線一樣，繪制輸出特性曲線時(shí)亦需要重新連接電路。此時(shí)的兩個(gè)直流源代表的物理量為和。重新連接的電路

3、圖如下圖所示。將I1、V2均作為分析參數(shù)進(jìn)行直流掃描，即可獲得三極管在為不同取值時(shí)的輸入特性曲線，如下圖所示。再次利用直流掃描分析，即時(shí)的輸出特性曲線如下圖。由公式得，。由公式得，。4、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試（1） 飽和失真狀態(tài)下圖為飽和失真狀態(tài)原理圖和飽和失真狀態(tài)波形圖。由測(cè)試得靜態(tài)工作點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)為:=120.89545，=0.07505V，=1.94706,=0.65732V（2）截止失真狀態(tài)分析圖1-4是截止失真狀態(tài)下的電路原理圖，圖1-5是截止失真狀態(tài)下的波形圖由測(cè)試得其靜態(tài)工作點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)為：=1.35317，=10.7833V,=202.33167,=0.5678282V（3）正常放大

4、狀態(tài)靜態(tài)工作點(diǎn)：=12.54164，=2.47803V,=1.58281,=0.640207V5、交流參數(shù)測(cè)試（1）輸入電阻測(cè)試如圖所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)試的輸入電阻=2.399（2）輸出電阻測(cè)試如圖所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得輸出電阻=2.605（3）電壓增益測(cè)試由實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果計(jì)算得電壓增益=84.65（4）頻率特性曲線利用軟件中的交流仿真分析，可以得到電路的幅頻和相頻特性曲線，如下圖。由下圖可以看出幅度最大值為38.5771dB最高幅度下調(diào)3dB得到上下限頻率，如下圖所示，下限頻率=0.713477kHz，上限頻率=11.4505MHz6、數(shù)據(jù)表靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試數(shù)據(jù)表三極管工作狀態(tài)輸入信號(hào)峰值（mV）電位計(jì)接入百分

5、比IB(uA)IC(uA)VCE(V)截止301001.353170.2023310.7832飽和50120.8951.947060.07505正常51012.54161.582812.7803 正常放大參數(shù)表輸入信號(hào)峰值電位計(jì)接入百分比AVRi（k）Ro（k）51084.652.3992.605交流rbe(k)rce(k) (Hz)(Hz)85.952.3937.437713.744114507、理論分析放大倍數(shù)Au=-（Rc/Rl）/rbe=-70.64輸入電阻Ri=（Rb1+10Rp）/Rb2/rbe=2.021k輸出電阻Ro=Rc/rce=3.87k誤差分析：放大倍數(shù)的相對(duì)誤差輸入電阻

6、的相對(duì)誤差輸出電阻的相對(duì)誤差實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)放大電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)一個(gè)帶射極恒流源的差動(dòng)放大電路，要求負(fù)載3.9k時(shí)的AVD 大于50。（2）測(cè)試電路每個(gè)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)值和b 、 rbe 、rce值。（3）給電路輸入直流小信號(hào)，在信號(hào)雙端輸入狀態(tài)下分別測(cè)試電路的AVD、AVD1、 AVC、 AVC1值。2、設(shè)計(jì)差動(dòng)放大電路電路要求放大電路帶射極恒流源，要求負(fù)載3.9k時(shí)的AVD大于50，電路圖如下，此時(shí)Avd=1.033/0.02=51.65>503、測(cè)試電路每個(gè)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)值和、rbe、rce值。（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試將兩邊電壓源短路，再進(jìn)行直流工作點(diǎn)檢測(cè)，即可獲得每

7、個(gè)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q1靜態(tài)工作點(diǎn)：Q2靜態(tài)工作點(diǎn)：Q3靜態(tài)工作點(diǎn)：根據(jù)公式，可以計(jì)算得出的值：Q1=Q2=107.6602 Q3=163.7877(2)及的測(cè)量根據(jù)設(shè)計(jì)一給出的計(jì)算方法，Q1: rbe=2.213krce=9.299k同理可得Q3: rbe=2.252krce=6.923k4、給電路輸入直流小信號(hào)，在信號(hào)雙端輸入狀態(tài)下分別測(cè)試電路的AVD、AVD1、AVC、AVC1值A(chǔ)VD=51.65AVD1=(581.083+87.762)/20=33.44225單端：=95.39826574Rbe=2.204kRce=8.507kAVC=1.377p=0;AVC1=(581.083-58

8、1.101)/10=1.8*10-35、數(shù)據(jù)表電路測(cè)試數(shù)據(jù)表三極管IB(uA)IC(uA)VCE(V)rbe(k)rce(k)T19.5631.0292.335107.62.2139.299T29.5631.0292.335107.62.2139.299T312.672.0787.180163.72.2526.923電路增益AVDAVD1AVCAVC151.6533.4401.8×10-36、誤差分析：AVD=-*(Rc/RL/2/rCE)/(rbe+(1+)*(R6/2)=-54.19 E=4.6%AVD1=-0.5*(Rc/RL/rce)/(rbe+(1+)(R6/2)=-37.

9、1E=9.8%等效電阻:R=(1+(*R5)/(rbe+R1/R4+R5)*rce=162.7kAVC1=-(Rc/RL)/(rbe+2(1+)R)=8.6*10-3設(shè)計(jì)三 負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)一個(gè)阻容耦合兩級(jí)電壓放大電路，要求信號(hào)源頻率10kHz(峰值1mv) ，負(fù)載電阻3.9k，電壓增益大于500。（2）給電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋：a.測(cè)試負(fù)反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻和頻率特性。b.改變輸入信號(hào)幅度，觀察負(fù)反饋對(duì)電路非線性失真的影響。2、實(shí)驗(yàn)原理圖設(shè)計(jì)一個(gè)阻容耦合兩級(jí)電壓放大電路，要求信號(hào)源頻率10kH（峰值1mV），負(fù)載3.9k，電壓增益大于500，電路圖

10、如下：此時(shí)電壓增益Au=571.46第一級(jí)增益：8.4384 第二級(jí)增益：67.7213、靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在后面的表格中4、負(fù)反饋接入前后電路參數(shù)的變化未接入反饋時(shí)：（1）無反饋輸入電阻：Ri=12.508k（2）無反饋輸出電阻Ro=0.7984k（3）無反饋?zhàn)畲蟛皇д嫘盘?hào)幅度：6.1mV(4)電路的幅頻特性與相頻特性曲線 = 602.3525Hz = 469.54076kHz接入反饋時(shí)：(1) 有反饋輸入電阻：Ri=4.999k（2）有反饋輸出電阻：Ro=3.294k(3)有反饋?zhàn)畲蟛皇д嬗蓤D可得最大不失真電壓幅度為96.9mV（4）有反饋時(shí)的幅頻與相頻特性曲線：

11、 = 59.2090Hz = 9.914MHz(5)有反饋時(shí)的電壓增益根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算得Au=29.075、數(shù)據(jù)表靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試數(shù)據(jù)表放大電路電位計(jì)接入百分比IB(uA)IC(mA)VCE(V)第一級(jí)4015.206132.110093.33189第二級(jí)1524.143913.84724.33873動(dòng)態(tài)參數(shù)表放大電路AVRi(k)Ro(k)fL(Hz)fH(kHz)最大不失真信號(hào)幅度(mV)無反饋571.4612.5080.798602.35469.546.1有反饋29.074.9993.29459.209914096.9設(shè)計(jì)四 階梯波發(fā)生器設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)要求 （1）給出階梯波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)原理圖

12、，圖中器件均要有型號(hào)和參數(shù)值標(biāo)注。（2）介紹電路的工作原理。（3）給出電路的分段測(cè)試波形和最終輸出的階梯波，并回答以下問題： (a) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的周期？ (b) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的輸出電壓范圍？2、實(shí)驗(yàn)原理圖3、電路工作原理為了設(shè)計(jì)一個(gè)負(fù)階梯波發(fā)生器，首先考慮由一個(gè)方波電路產(chǎn)生方波，其次，經(jīng)過微分電路輸出得到上、下都有的尖脈沖，然后經(jīng)過限幅電路，只留下所需的正脈沖，再通過積分電路后，因脈沖作用時(shí)間很短，積分器輸出就是一個(gè)負(fù)階梯。對(duì)應(yīng)一個(gè)尖脈沖就是一個(gè)階梯，在沒有尖脈沖時(shí)，積分器的輸出不變，在下一個(gè)尖脈沖到來時(shí)，積分器在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行積分，因此，積分器就起到了積分和累加的作用。當(dāng)積分累加到比較器的比較電壓，比較器翻轉(zhuǎn)，比較器輸出正值電壓，使振蕩控制電路起作用，方波停振。同時(shí)，這正值電壓使電子開關(guān)導(dǎo)通，使積分電容放電，積分器輸出對(duì)地短路