南理工eda2实验报告 多功能数字时钟设计.doc

EDA设计（I）实验报告 姓名：郭立 学号：0904520126 专业：光电信息工程 指导教师：黄琳 实验时间：9月5号至9月8号 实验一：单级放大电路的设计与仿真 一．实验目的： 1.掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。 2.掌握放大电路的动态参数的测试方法。 3.观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。 二．实验要求： 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10mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。 2.调节电路静态工作点(调节电位计)，观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.调节电路静态工作点(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度最大。在此状态下测试： （1）电路静态工作点值； （2）三极管的输入、输出特性曲线和( 、 rbe 、rce值； （3）电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； （4）电路的频率响应曲线和fL、fH值。 三．实验内容及步骤： 1.设计单级放大电路原理图如下： 2.放大电路三种工作状态的分析如下： （1）最大不失真输出 用示波器同时测试电路输入、输出端的电压波形，从0开始调节滑动变阻器，一边调节，一边观察波形，在肉眼看不出失真时，计算输出波形波峰、波谷值的相对误差（要求其相对误差控制在5%以内）。 经调试发现当电位器阻值为61%RW时，波形有最大不失真波形输出，且满足反向放大的原理，波形如下： 此时分析其波峰、波谷值，可得： （408.581-388.611）/408.581=4.89% 满足误差要求。 通过静态分析，得静态工作点数据如下： 也即： ICQ=1.24889mA IBQ=8.86921uA UCEQ=7.00444-2.51552=4.48892V UBEQ=3.14616-2.51552=0.63064V （2）饱和失真输出 为了能直观看出失真，将电源换成频率不变，但峰值为10mV的信号源，并将电位器调阻值至0%RW 。失真波形如下： 此时静态工作点数据如下： 也即： ICQ=1.88089mA IBQ=348.14236uA UCEQ=4.49291-4.44972=0.04319V UBEQ=5.11148-4.44972=0.66176V （3）截止失真输出 在饱和失真的基础上，将电位器阻值调至100%，得输出波形如下： 此时，计算波峰、波谷值误差： （624.836-546.698）/624.836=12.51%5% 所以判定为失真 测得静态工作点数据如下： 也即： ICQ=853.60606uA IBQ=5.55170uA UCEQ=8.58568-1.71827=6.86741V UBEQ=2.33338-1.71827=0.61511V 3.三极管特性曲线测试如下： （1）输入特性 重新连接电路，使三极管物理量、为直流量。测试输入特性曲线的电路如下： 运用直流扫描分析可得三极管一般输入特性曲线如下： 将测试电路中的V2 即 固定为正常放大状态的UCEQ=4.48892V，便可得到原电路正常放大状态下的特性曲线及相关数据如下： 由公式得， （2）输出特性 同样，重新连接电路，使物理量和为直流量，电路如下： 运用直流扫描分析可得三极管一般输出特性曲线如下： 将测试电路中的I2 即 固定为正常放大状态的IBQ=8.86921uA，便可得到原电路正常放大状态下的特性曲线及相关数据如下： 由公式得， （3）正常放大状态下放大倍数的确定如下： 由公式得， 4.最大不失真状态下电路基本参数的测定及理论误差分析 （1）输入电阻的的测定 其测量原理图如下： 其中两万用表的测量数据为 用如上所示的电压除以电流即可得输入电阻为 运用模电理论知识，通过电路小信号等效模型可知： 其理论值为 误差为 （2）输出电阻的测定 其测量原理图如下： 其中两万用表的测量数据为： 同样以如上所示的电压除以电流即可得到输出电阻为 运用小信号模型分析可得其理论值为： 则误差为 （3）放大倍数的测定 其测量原理图如下： 其中两万用表的测量数据为： 两电压相除便可得到放大倍数绝对值为 用小信号模型分析其理论绝对值为： 误差为 （4）频率特性仿真 对电路的2节点进行交流仿真分析，便可得到电路的幅频和相频特性曲线如下： 同时左右调节滑竿，使纵坐标为最大值80.5619的（如上图），可得相