模拟电路设计实验报告西北工业大学赵致远2014302170裘天成20143021712016年1月1日实验一：电源1.实验目的：●学习开关型和线性型直流稳压电源原理。
●认识电解电容与陶瓷电容的区别。
●认识电感的作用。
●学会通过芯片datasheet(数据表)了解其工作特性及参数指标●掌握直流稳压电源主要指标的意义与其测试方法。
熟悉开关型与线性型直流稳压电源的优缺点与其区别。
2.实验原理：a.线性稳压原理：特点：1.输出电压绝对值必须比输入电压绝对值低2.输出三极管或者MOS管工作在放大状态，导通压降大，输入输出电压压差大时效率较低。
3.输出电流能力较小4.输出电压纹波小5.无开关动作和EMIb.开关稳压原理：降压负压升压VSWI L V OUTΔI LΔV OUT T ONT特点：1.能够实现升压，降压，负压转换2.采用开关传输能量，效率高。
3.具有大电流输出能力4.输出纹波较大5.开关动作产生较大EMI和系统电源噪声3.实验内容：a.实验1：MC34063开关稳压电路降压输出5V负压输出-5V1. 计算参数。
方法：依据MC34063 数据手册(datasheet)中，降压(step-down)和负压(Voltage-Inverting)部分提供的公式计算。
计算开关频率f和导通时间T ON：首先，依据选定的电容C T的值及其公式计算出T ON大小，之后根据T ON/T OFF比值公式计算出T OFF大小。
T ON与T OFF之和为开关周期。
计算得出开关频率大小。
通过反馈电阻R1，计算反馈电阻R2值。
已知确定R1，通过datasheet中提供的公式计算设定V OUT所需的电阻R2值。
并且调整好可调电阻大小。
计算最大输出电流I OUT(max)2. 搭建电路。
3. 测试参数A: 输出电压V OUT电压表直接测量输出端的电压，并记录。
B：输出纹波输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时，通过示波器AC档测试V OUT波形，读取纹波大小。
C: 开关频率f和导通时间T ON输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时，测量开关节点引脚2的波形频率。
高电平时间为导通时间T ON。
D: 负载调整率输入电压V IN=25V，在输出负载上串联电流表，接入V OUT端，调节负载电阻100Ω和50Ω变化。
记录两个负载下输出电压值，计算负载调整率。
E：线性调整率输入电压V IN在15V到25V变化，负载电阻100Ω时，记录输出电压变化值，计算线性调整率。
F：效率输入电压V IN=25V，负载电阻100Ω时效率。
G：短路电流输出负载0.1ohm，串联电流表，接入V OUT端，记录此时的输出电流值。
b.实验2：LM7805线性降压电路1.搭建电路，输入电容22uF陶瓷电容，输出电容22uF陶瓷电容，负载50Ω时。
2.输入电压在6V，8V，15V，25V分别测量参数A: 输出电压V OUTB：输入输出电压纹波B：效率，分析效率与输入输出关系，原因？3. 使用1N5819加入输入端防接反电路，测量输入电压12V时的整体效率，效率是否有变化，并分析原因。
4. 输入+9V，输入输出采用100uF电解电容，在输入、输出端并联0.1uF陶瓷电容，观察输入输出电压纹波前后的变化。
并思考纹波的来源4.结果讨论：a.实验1：1.计算参数：计算开关频率和导通时间:查表可知所以查表知：我们使用的外部二极管型号为1N5819查询资料知道压降,下所以,所以2.搭建电路：3.测试参数：a.直接测量输出端的电压为5.01vb.c.如图可以读出T ON和fd.负载调整率：实验数据记录为接100Ω负载时V out=3.662V 50Ω负载时V out=2.090V负载调整率=e.线性调整率：实验记录数据如下（100Ω负载）V in=25v，V out=3.662vV in=20v，V out=4.159vV in=15v，V out=4.536v线性调整率=f.效率：输入电压25v时测得输入电流约为6.71mA输出电压3.662V所以效率=g.短路电流：实验测得此时的电流值为4Ab.实验二：1.搭建电路2.在电压为6v.8v.15v.25v时分别测量参数记录如下6v. 8v. 15v. 25v5.116v 5.137v 5.155v6.636v3.4.材料不齐全实验无法完成个人感觉实验难度偏大，是因为个人能力太差吧。
实验二：单级共射放大器一、实验目的：1.掌握使用multisim软件方法2.熟悉常用电子仪器的和基本元器件的使用方法。
3.学会“先静态再动态”的电子线路的基本调试方法。
4.会分析和调试放大器的静态工作点。
5.掌握单级放大器主要特性的测试方法。
二、实验原理及电路：静态工作点的选择：1.Q点过低——信号进入截止区2.Q点过高——信号进入饱和区三、实验内容：1.静态工作点的调整（1）输入端加入频率1kHz，峰峰值Vpp为100mV的正弦波。
（2）采用示波器观察输入输出波形(调整合适的幅度时间格)2.静态工作点的测量(1)直接测量法：A 加入电压表和电流表。
B 万用表测量。
C 测量笔测量(2)直流工作点分析法3.电压放大倍数测量4.输入电阻的测量5.输出电阻的测量6幅频特性的测量四、实验结果（所有图像记录）：3.电压放大倍数测量电路：示波器图像：6.幅频特性的测量电路：示波器图像：这个实验的难度较第一个实验感觉要小很多，大概是因为本实验是模电课上已经学习过的内容吧，不过我们只做了仿真，估计实物的难度要更大一些。
实验三：负反馈+集成运算放大器的线性应用1.实验目的：1.了解运算放大器在信号放大和模拟运算方面的运用。
2.掌握运算放大器的正确使用方法。
3.掌握基本运算电路的设计方法。
2.实验原理：1脚和5脚调零端，2脚接反相输入，3脚接同相输入，4脚接负电源，6脚接输出，7脚接正电源，8脚为空脚。
3.实验内容：用运算放大器UA741完成下面的设计题目，UA741的工作电压为+- 12V。
（1）设计一加法电路，满足关系式：V0=-5(2 V i1+V i2)①输入信号V i1、V i2都是频率为1KHz的交流正弦信号，幅度分别为V PP=500mV、V PP=300m观测输出是否满足设计要求。
(2)设计一减法电路，满足关系式：V0=5(V i1-V i2).选择合适的幅度，使输出波形无失真，观测输出是否满足设计要求。
（3）设计一反相比例电路，要求放大倍数104.结果讨论：这个实验与上一个比起来感觉类似，难度也不算很大。
实验四：集成运算放大器的其他运用1.实验目的：1. 研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能。
2.了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题。
2.实验原理：在线性应用方面，可组成比例、减法的模拟运算电路。
1）反相比例运算电路对于理想运放，该电路的输入电压与输出电压之间的关系为:Ui为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1//Rf2）反相加法电路输出电压与输入电压之间的关系为：U0=-（Ui1+Ui2）R3=R1//R2//RF3)同相比例运算电路它的输出电压与输入电压之间关系为：U0=（1+）Ui R2=R1//Rf当R1趋向于无穷大时，U0=Ui即得到下图的电压跟随器。
图中R2=Rf。
用以减小漂移和起保护作用。
一般Rf取10K，Rf太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。
4）差动放大电路（减法器）当R1=R2，R3=Rf时，有如下关系式：U0=（Ui2-Ui1）5）积分运算电路反相积分电路如图所示，在理想化条件下，输出电压U0等于U0（t）=+Uc （0），式中Uc（0）是t=0时刻电容两端的电压值，即初始值。
如果Ui(t)是幅值为E的越阶电压，并设Uc（0）=0，则U0（t）=-=-t。
此时显然RC的数值越大，达到给定的U0值所需的时间就越长，改变R或C的值积分波形也不同。
一般方波变换为三角波，正弦波移相。
6）微分运算电路微分电路的输出电压正比与输入电压对时间的微分，一般表达式为：U0=-RC。
利用为自焚电路可实现对波形的变换，矩形波变换为尖脉冲。
3.实验内容：实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。
输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，以不用调零，以后不再说明调零情况（1）连接电路图模拟方波发生器。
（2）连接电路图模拟三角波发生器。
（3）连接电路图模拟锯齿波发生器。
4.实验结果：连接电路图模拟方波发生器。
连接电路图模拟三角波发生器。
连接电路图模拟锯齿波发生器。
这个实验我们组算是顺利完成了~实验五：功放1. 实验目的：a.了解功率放大器的工作原理b.掌握集成功率放大器的使用方法c.掌握功率放大器电路的指标意义和测试方法2. 实验原理：3.实验内容：1.输出最大摆幅与电源电压和负载的关系(增益20倍)•输入1kHz, VPP=100mV正弦波信号，芯片电源电压分别为6V，9V，12V，负载采用7.5Ω，增大输入信号幅度，观察输出电压波形，测试记录输出电压最大摆幅(峰峰值VPP)。
•更换负载为15Ω，其他条件不变，测试另一组数据。
•分别绘制出7.5Ω和15Ω负载情况下最大输出摆幅(峰峰值VPP)随电源电压变化曲线。
2.输出功率与电源电压和负载的关系(增益20倍)•根据以上测试结果，分别算出输出功率大小。
•用数据点绘制出功率随电源电压变化曲线。
3. 测试增益的频率特性(增益20倍，增益50倍)•电源12V，负载采用15Ω，输入正弦波峰峰值VPP=100mV，其频率分别为100Hz，1kHz，10kHz，100KHz，200kHz，500kHz情况下，分别记录输出电压峰峰值，计算对应的电压增益。
绘制出增益随频率变化曲线(增益单位dB，频率为对数坐标)。
•输入正弦波幅度VPP=100mV，初始频率1kHz，测试电压增益A，然后逐渐增大输入频率，找出增益变为0.707A倍时的输入频率F，确定-3dB带宽，也就是功放的频带。
4.实验结果：1.输出最大摆幅与电源电压和负载的关系(增益20倍)•输入1kHz, VPP=100mV正弦波信号，芯片电源电压分别为6V，9V，12V，负载采用7.5Ω，增大输入信号幅度，观察输出电压波形，测试记录输出电压最大摆幅(峰峰值VPP)。
实验记录：•更换负载为15Ω，其他条件不变，测试另一组数据。
•分别绘制出7.5Ω和15Ω负载情况下最大输出摆幅(峰峰值VPP)随电源电压变化曲线。
7.5Ω15Ω2.输出功率与电源电压和负载的关系(增益20倍)•根据以上测试结果，分别算出输出功率大小。
•用数据点绘制出功率随电源电压变化曲线。
3. 测试增益的频率特性(增益20倍，增益50倍)•电源12V，负载采用15Ω，输入正弦波峰峰值VPP=100mV，其频率分别为100Hz，1kHz，10kHz，100KHz，200kHz，500kHz情况下，分别记录输出电压峰峰值，计算对应的电压增益。