北航_电子实习_模拟部分_实验报告试验3..docx

实验三：差动放大器分析与设计实验目的：通过使用Multisim来仿真电路，测试差分放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。加深对差分放大电路工作原理的理解。通过仿真，体会差分放大电路对温漂的抑制作用。实验结果：实验电路图：根据实验要求，画出实验电路图如下所示：Figure 1实验电路图直流工作点分析Figure 2直流工作点分析静态工作电流Figure 3静态工作电流差模放大倍数Figure 4差模放大倍数计算差模放大倍数:K=5.27仪表测量幅相特性Figure 5仪表测量幅频特性曲线Figure 6仪表测量相频特性曲线交流分析功能测试幅相特性温度扫描分析Figure 7温度扫描分析*温度扫描从10度起至100度，每10度一档进行扫描，所得结果：随着温度升高，曲线幅值（包括正负半周）逐渐下降。单管共射电路设计Figure 8单管共射设计结果*负号由电流表方向相反造成Figure 9单管共射电路设计Figure 10单管共射电路温度特性*温度扫描从10度起至100度，每10度一档进行扫描，所得结果：随着温度升高，曲线幅值（包括正负半周）几乎不改变，但整个曲线呈现平移特性，即温度上升，曲线逐渐向下平移。问题回答：根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。答：利用直流分析，给出电路静态工作点，由图可知，Uce=12.217v，Ube=0.582v，Ib=2.11728u A，Ic=966.50464u A：Ube〉Uon且Uce〉Ube，故此时三极管工作在放大区。请画出测量电流源提供给差放的静态工作电流时，电流表在电路中的接法，并说明电流表的各项参数设置。答：测量静态工作电流时电流表接法如下图所示，设置A档，同时选择“—”符号直流测量，即可测试对应三极管发射极工作电流。Figure 11测量工作电流接线方法详细说明测量输入、输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。答：输入电阻测试方法：在输入端内阻之外分别串联和并联电流表和电压表，读取交流有效值，利用获得的有效值进行计算，计算公式及结果如下所示：测试结果如下图所示Figure 12输入电阻输出电阻测试方法：利用交流电压表，依次测试在带有负载电阻的情况下，输出端电压；在负载去除（负载开路）的情况下测试输出端电压，同时记录负载阻值。利用获得的三个数据，代入公式如下，计算：，、分别为负载开路电压和负载电压。测试结果如下图所示Figure 13输出电阻带载Figure 14输出电阻空载详细说明测量差模放大倍数的方法（操作步骤），并给出其值。答：测量差模放大倍数：正确设定静态工作点，用示波器分别在输入输出端显示波形，确保输入输出没有失真。使用电压表或者探针工具，在对应输入输出点上测量交流电压（有效值或者峰-峰值），此处将R11视为交流信号源内阻。利用探针工具可获得示值如下所示，其中输入电压峰-峰值Rin，pp= 38.9mV，输出电压峰-峰值Rout，pp=205mV，由此计算差模放大倍数为：K=5.27；详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法（操作步骤），并分别画出幅频、相频特性曲线。答：方法一：利用分析仪BODE PLOTTER，依次设定水平坐标（扫描频带），垂直坐标（增益刻度），使扫描范围包括我们测试需要的范围，同时使整个测试图像显示在左边框中，设置完成后即可考试仿真，利用窗口右上角的幅度，相位切换按钮即可显示出幅频和相频特性曲线，利用标尺可以选择特定频率并获得相应幅相关系。（分析仪见下图）Figure 15BODE PLOTTER方法二：利用AC分析选项，设定输入输出点及频率扫描范围，此时将R11（1KOHM）视为交流源内阻，执行分析功能，即可获得输入输出的幅相特性曲线。（AC分析复选框如下图所示）Figure 16AC分析*特性曲线见实验结果部分。对比实验步骤（7）和（8）的结果，你有何结论？答：共射差分电路温度特性：随着温度升高，曲线幅值（包括正负半周）逐渐减小；单管共射电路：随着温度升高，曲线幅值（包括正负半周）几乎不改变，但整个曲线呈现平移特性，即温度上升，曲线逐渐向下平移。通过对比可以发现，对于共射差分电路，随着温度上升，曲线不平移，而是线形发生变化（幅度减小），而对于单管共射电路，随着温度上升，曲线线形几乎不变，但位置逐渐相向平移，即同一时间点对于输出随温度上升逐渐减小。Figure 17共射差分电路温度特性Figure 18单管共射电路温度特性请分析并总结仿真结论与体会。通过本次实验，我系统的复习了模拟电路基础相关的知识，并通过上机策测试，进一步巩固了这些知识。相比而言，本次实验的内容较多，有些题目较复杂，但通过不断的测试比较，并查阅相关参考书，都能获得较好的结果。总体而言，通过这次实验，我复习并巩固了已有的知识，整体效果感觉较好。