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南京理工大学 1004220334 马若飞 实验报告 PAGE \* MERGEFORMAT- 19 - 南京理工大学 《EDA实验 Ⅰ》 实验报告 班级：通信三班 姓名： 马若飞 学号：1004220334 电子工程与光电技术学院 2012-9-16 实验一： 单级放大电路的设计与仿真 实验内容： 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(幅度1mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。 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。 加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益； 测电路的频率响应曲线和fL、fH值。 实验原理图： 饱和失真： 此时，静态工作点为：V1=4.696V，V5=4.110V，Ib=0.168mA 调整R6至95%（即95KΩ）时， 截止失真： 此时，静态工作点为：V1=1.728V，V5=9.481V，Ib=1.97μA 调整R6至25%（即25KΩ）时， 不失真： V1=3.545V，V5=5.561V，Ib=16.5μA 测试三极管输入特性曲线实验图： 三极管输入特性曲线： 拉杆数据： 由以上数据可得r(be)=dx/dy=3.20kΩ 测试三极管输出特性曲线的实验图： 直流分析参数设置： 三极管输出特性曲线： 测β的数据： 所以，β=（28.4297 -14.6902）mA / 0.1mA=137.35 测输入电阻： 电表示数： 输入电阻Ri（测）=999.972uv/289.011nA=3.46 KΩ Ri（理）=R1//（R2+R6）//r(be)=3.20 KΩ 相对误差E=（3.20 -3.46）*100% / 3.20=8.1% 测输出电阻： 输出电阻Ro(测)=1mv/128.101nA=9.106 KΩ Ro(理)=R3=10kΩ 相对误差E=8.9% 最大不失真时测电压增益： 万用表显示值： 所以，Av（测）= -60 Av（理）= -β（R2//R3）/ r(be)= -63.7 相对误差E=5.8% 幅频、相频特性曲线： fL=3.45KHz、 fH=7.62MHz 实验结果分析： 对于三极管单级放大电路，当调节Rb时，静态工作点会发生移动（减小导致工作点左移，增大导致工作点右移）。静态工作点左移过多时，有可能使输入信号的一部分（底部）进入饱和区，无法正常放大而出现饱和失真（底部失真）；相反的，若静态工作点右移过多，则有可能使输入信号的一部分（顶部）进入截至区，从而出现截止失真（顶部失真）。 实验结果中出现了大于5%的较大误差。对于输入电阻和电压增益，主要是因为最大不失真的静态工作点还不够精确，导致Rbe不准确；对于输出电阻，更多的是因为没有考虑Rce的影响，仅仅用Rc做了近似替代，这会导致误差。 实验二：负反馈放大电路的设计与仿真 实验内容： 设计一个阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kHz(幅度1mv) ，负载电阻1kΩ，能不失真放大符合要求的交流信号，且电压增益大于100。 给电路引入电压串联深度负反馈，并分别测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。 电压增益Au=207.7 输入电阻Ri=10.17 KΩ 输出电阻Ro=8.25 KΩ fL=323.0Hz、 fH=342.8KHz 引入电压串联深负反馈： 电压增益Af=27.05 输入电阻Ri=14.5 KΩ 输出电阻Ro=92.7Ω fL=2.59KHz、 fH=2.75MHz 深度负反馈时，测得4点对地电压U4=965.6uV，1点对地电压U1=27.05mV。 反馈系数F=U4/U1=0.0357。理论电压增益Af’=1/F=28.008， 相对误差E=（Af’/Af）/Af=3.55%，实验基本成功，Af=1/F成立。 引入负反馈前输出开始出现失真时的输入信号幅度： 当输入信号约为2mV的时候输出开始失真 引入负反馈后输出开始出现失真时的输入信号幅度： 当输入信号约为10mV的时候输出开始失真。 实验结果分析： 本实验中采用了电压串联负反馈。实验结果表明：电压串联负反馈能够稳定输出电压、减小输出电阻、提高输入电阻、展宽通频带，减小了电路的非线性失真。 实验三：阶梯波发生器的设计与仿真 实验内容： 设计一个能产生周期性阶梯波的电路，要求阶梯波周期在20ms左右，输出电压范围10V，阶梯个数5个。(