EDA实验报告一

南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红南京理工大学EDA课程设计（一）实验报告专业：光电信息工程班级：9121045201姓名：汤明炜学号：9121045201482014年09月南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红目录实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的...........................................................................................................................1二、实验要求...........................................................................................................................1三、实验原理图.......................................................................................................................1四、实验过程及结果...............................................................................................................21、电路饱和、截止失真及最大不失真状态的分析......................................................22、三极管特性测试..........................................................................................................73、电路基本参数测定（输入输出电阻、电压增益、频率特性）..............................9五、实验结果分析.................................................................................................................11实验二负反馈放大电路的设计与仿真一、实验目的.........................................................................................................................12二、实验要求.........................................................................................................................12三、实验原理图.....................................................................................................................12四、实验过程及结果..............................................................................................................131.负反馈接入前后放大倍数fA、输入电阻iR、输出电阻oR的测定.....................132、深度负反馈前后频率特性分析...............................................................................153、负反馈对电路非线性失真的影响...........................................................................17四、分析和实验结论.............................................................................................................17五、扩展实验.........................................................................................................................18实验三阶梯波发生器的设计与仿真一、实验目的.........................................................................................................................19二、实验要求.........................................................................................................................19三、实验原理图.....................................................................................................................19四．分步实验与仿真结果.....................................................................................................20五、回答问题.........................................................................................................................27六、实验总结与分析.............................................................................................................27对此次EDA实验的总结与感想...................................................................................28南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红1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和测试方法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1mV)，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，并且幅度尽可能大。在此状态下测试：①电路静态工作点值；②电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；③电路的频率响应曲线和Lf、Hf值。三、实验原理图如图1.1所示即为一个单级放大电路，电阻4R、6R和滑动变阻器2R组成分压偏置器，调节滑动变阻器2R的阻值就可以改变三极管的静态工作点。测得其电压增益为122.0350，符合设计要求图1-1单级放大电路实验原理图南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红2四、实验过程及结果1、电路饱和、截止失真及最大不失真状态的分析（1）饱和失真状态分析图1-2是电路的饱和失真状态原理图，图1-3是饱和失真状态波形图由测试得静态工作点的各个参数为:BQI=0.11555952mA，CEQU=0.07317V，CQI=1.2866mA,BEQU=0.63819V图1-2饱和失真状态原理图南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红3图1-3饱和失真状态波形图（2）截止失真状态分析图1-4是截止失真状态下的电路原理图，图1-5是截止失真状态下的波形图由测试得其静态工作点的各个参数为：BQI=3.09733uA，CEQU=6.01043V,CQI=664.51272uA,BEQU=0.61577V图1-4截止失真状态下的电路原理图南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红4图1-5截止失真状态下的波形图（3）最大不失真状态调节滑动变阻器2R，并不断观察输出端示波器上的波形，在滑动变阻器2R划片位于15%的位置时如图1-6可以得到最大不失真波形，如图1-7所示。静态工作点：BQI=5.88853uA，CEQU=1.06738V,CQI=1.21358mA,BEQU=0.63276V南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红5图1-6最大不失真状态电路图南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红6图1-7最大不失真输出波形2、三极管特性测试（1）输入特性曲线常数CEUBEBufi|)(及ber的测量在绘制三极管输入特性曲线，进行直流扫描分析，软件要求物理量BEU、CEU为直流源，故需要重新连接电路。将处于最大不失真工作状态的三极管复制出来，按照其直流工作点赋予其BEU、CEU等效直流源电压值。最终电路如图1.8所示。图1-8绘制三极管输入特性曲线的实验线路图南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红7将V1，V2均作为分析参数进行直流扫描，即可获得三极管在CEU为不同取值时的输入特性曲线，如图1.9所示。图1.9三极管的输入特性曲线再次利用直流扫描分析，画出三极管在最大不失真状态，即VUCEQ06738.1时的输入特性曲线（如图1.10所示）。由公式BBEbeiur得，krbe512.4101076.2106308.963。图1.10计算ber时所绘制的输入特性曲线（2）输出特性曲线常数BiCECufi|)(及cer的测量与绘制输入特性曲线一样，绘制输出特性曲线时亦需要重新连接电路。此时的两个直流源代表的物理量为Bi和CEu。重新连接的电路图如下图1.11所示。南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红8图1.11绘制三极管输出特性曲线的实验线路图将I1、V2均作为分析参数进行直流扫描，即可获得三极管在Bi为不同取值时的输入特性曲线，如图1.12所示。图1-12三极管的输出特性曲线再次利用直流扫描分析，画出三极管在最大不失真状态，即AiBQ88853.5时的输出特性曲线（如图1.13所示）。由公式BCii得，17.20688829.51214。由公式CCEceiur得，7.84121103224.2103642.19563cer。南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红9图1-13计算cer时所绘制的输出特性曲线3、电路基本参数测定①输入电阻测试原理如图1-14所示，实验测试的输入电阻inininIVR/=3.964k图1-14输入电阻测试电路图②输出电阻测试原理如图1-15所示，实验测得输出电阻oooIUR/=5.787k南理工EDA设计实验报告2014-10-1汤明炜指导老师：付文红10图1-15输出电阻测试电路