实验报告实验课程：低频电子线路实验学生姓名：付容学号：6100212236专业班级：电气信息I类126班2013年12月26日目录实验一、仪器放大器设计与仿真 (3)实验二、逻辑电平信号检测电路设计与仿真 (8)实验三、三极管β值分选电路设计与仿真 (13)实验四、宽带放大电路设计与仿真 (22)南昌大学实验报告学生姓名： 付容 学 号： 6100212236 专业班级：电一126班实验类型：□ 验证 ■ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 2013.12 实验成绩：实验一 仪器放大器设计与仿真一、实验目的1、 掌握仪器放大器的设计方法2、 理解仪器放大器对共模信号的抑制能力3、 熟悉仪器放大器的调试功能4、 掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器，毫伏表信号发生器等虚拟仪器的使用二、实验原理仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。

下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。

其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且。

图中所示是有三个运放构成的仪器放大器。

其中，集成运放U3组成差值方法器，集成运放U 1和U4组成对称的同相放大器，且R 1=R 2，R 3=R 5，R 4=R 6。

由于v -错误！未找到引用源。

v +，因而加在RG （即R1)两端的电压为错误！未找到引用源。

，相应通过RG 的电流i G =错误！未找到引用源。

，由于i -错误！未找到引用源。

0，因而当R3=R2=R时，对于U3而言，Uo4加在反相输入端，Uo1加在同相输入端，利用叠加原理，合成的输出电压：由于R4=R5,R6=R7,因而仪器放大器的差值电压增益：仪器放大器的差值电压增益：错误！未找到引用源。

)因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的，要使增益为正的，则可在输出时加一个反相器，即可得到增益为正的仪器放大器。

三、实验器材Multisim虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。

四、实验内容1、采用运算放大器设计并构建一起放大器：(1)输入信号ui ＝2sinwt(mV)时，要求输出电压信号uo＝0.4sinwt(V)，Avd=200，f=1kHZ；(2)输入阻抗要求Ri>1MΩ。

2、用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。

主要虚拟仪器中的函数发生器、运算放大器、示波器。

五、实验方案1、实验设计思路：输入差模信号设计仪器放大器由增益设定所有电阻值用示波器观察输出与输入关系2、输入差模信号：通过将下面的信号“+”级接地，“—”级接输入的方式，使U4=-1sinwt mv ，又令U3=1sinwt mv ，则输入的差模信号Ui=2sinwt mv3、设计仪器放大器，并由增益设定相关电阻值由实验原理可知，要使Avf=200，则由公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=G R R R R A 21-34vf 可令Ω==Ω==Ω===Ω==k 200k 2k 20k 407654321R R R R R R R R R G ，，，4、实验总原理图：六、实验仿真结果输入信号vi （两个反相电压）输出信号vo （黄色线）共模信号为2sinwt mv经过仿真计算得到以下主要数据：输入差模电压：Vid=2mV仪器放大器的输出电压：Vo=399mV仪器放大器的差值电压增益：Avf=199.5 200七、实验心得体会通过本实验的学习，不仅让我能够熟练掌握了mutisim软件的操作及仿真流程，通过老师对我的提问，这还增加了我对差模与共模的深刻认识。

在做实验前，只是基于理论课上的知识，我对理论课上学的差模与共模还未搞懂，现在做完实验后，知道了它的原理和作用，并且老师的提问，更能让我了解和掌握这方面知识。

说实话，上完理论课后我没有及时复习的原因，当老师验收我的实验成果时，对我提出的问题让我当时真的是懵了，压根就不知道，后来就赶紧翻书，这才知道。

可以说，本次实验让我意识到了我的理论知识存在严重缺陷，今后，我将会在做实验前将理论知识复习一下，这样才能提高实验效率。

南昌大学实验报告学生姓名：付容学号：6100212236 专业班级：电一126班实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013.12 实验成绩：实验二逻辑电平信号检测电路设计与仿真一、实验目的逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电路两门课的知识要求学生自己设计，并在Multisim电子工作平台上进行仿真。

培养学生的综合应用能力。

培养学生利用先进工具进行工程设计的能力。

1）理解逻辑电平测试仪器的工作原理及应用。

2）掌握用集成运放和555定时器构建逻辑电平测试器的方法3）掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标的测试方法二、实验原理电路可以由五部分组成：输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。

三、实验仪器Multisi虚拟仪器中的数字万用表、示波器、频率计四、实验内容技术指标要求：(1)测量范围：低电平<0.75V高电平>3.5V(2)用1kHz的音响表示被测信号为高电平(3)用500Hz的音响表示被测信号为低电平(4)当被测信号在0.75V~3.5V之间时，不发出音响输入和逻辑状态判断电路要求用集成运算放大器设计，音响声调产生电路要求用555定时器构成的震荡器设计。

五、实验方案1、实验设计思路：2、输入电路：通过调节滑动变阻器的阻值大小来改变输入电压Vi 3、逻辑状态判断电路：通过两个电压比较器，最上面电压比较器A1的反相端为 3.5V，同相端为输入电压值Vi；最下面的电压比较器A2的反相端为输入电压Vi，同相端为0.75V;当Vi>3.5v时，A1输出为高电平，A2输出低电平；当0.75v<Vi<3.5v时，A1输出低电平,A2输出低电平；当Vi<0.75v时，A1输出低电平，A2输出高电平。

4、音响声调产生电路：通过两个555定时器产生一定频率来驱动音响工作。

由公式C R )20.7(R 1f 21+=可令555定时器产生需要的频率。

上面的555定时器令F C R R n 10k 55k 3021=Ω=Ω=，， 可得到f1=1kHz,当A1的输出电平为高电平时，则555定时器工作，喇叭1工作频率为1000Hz ，发出声响；下面的555定时器令nF C R R 10k 4.115k 72.5721=Ω=Ω=，， 则f2=500Hz,当A2输出高电平时，555定时器产生500Hz,驱动喇叭2工作，并发出声响。

5、实验总原理图：六、实验仿真结果1、当Vi=6.00v 时，频率计f1=1.018KHz ，f2无示数，只有喇叭1发出声音。

2、当Vi=1.20v时，频率计f1、f2均无示数，且喇叭均不发出声响。

3、当Vi=1.49uV时，频率计f1无示数，f2=495.558Hz，只有喇叭2发出声响。

七、实验心得刚开始设计电路时，发现有些看不太懂题目意思，不知道实验要求我们到底做出什么实验结果来，对此实验有些陌生。

可后来经同学点拨，才知道此实验需要结合比较器来完成，并与数字电路逻辑设计课程紧密结合并加以运用。

设计电路的时候，发现更改输入电压时不太方便，原本用的输入电压为函数信号发生器，需要更改电压的时候直接更改函数信号发生器的值，但老师建议我们可以用滑动变阻器来控制输入电压的高低，所以后来我改变了输入电压的输入方式，采取更简便的滑动滑动变阻器的方式来得出实验结果。

通过本次实验，加上实验一的实验经验，我对低频这门课了解的更多了，尤其是对比较器、集成运算放大器的了解。

我总结到，实验课上能学到理论课上学不到的知识，还能让你学会怎样独立处理问题，又怎样适当的寻求帮助，以此提高自己的动手操作能力。

南昌大学实验报告学生姓名： 付容 学 号： 6100212236 专业班级：电一126班实验类型：□验证 ■综合 □设计 □创新 实验日期：2013.12 实验成绩：实验三 三极管β值分选电路设计与仿真一、实验目的1、熟悉三极管的电流放大原理，掌握其各管脚电流之间的关系；2、掌握三极管放大电路和集成运算放大器（或集成电压比较器）的特性和 应用；3、掌握电路仿真调试的原则和排除故障的方法。

二、实验原理β是三极管共射电流放大系数，不是一个能够直接测量的物理量，一般不区分直流和交流下放大系数。

对于直流，有BC BCEO C I I I I I ≈-=β，忽略CEO I ，固定CEB U I 、的值，C I 的值跟β值成正比，通过测量C I ，选择一定的比例系数k ，由kCI =β测量β。

测量β的问题转化为对C I 的测量。

为了使数字测量设备能够测量模拟量，本实验还需要使用ADC 。

直接型ADC 是把输入的模拟电压信号直接转换为相应的数字信号，所以还要对C I 进行电流-电压转换。

A/D 转换后就可以用通过译码器连接数码管进行数字显示了。

三、实验仪器NPN 型三极管，4个发光二极管，若干个反相放大器、电压比较器，1个74LS48译码器，1个数码管，1个74LS148四、实验内容利用比较器构成一个NPN 型三极管β值分选电路。

要求该电路通过发光二极管的亮或灭来指示被测三极管β值的范围，并用一个LED 数码管显示β值的区间段落号。

如：（0－50）显示“1”、（50－100）显示“2”、（100－150）显示“3”、（150－200）显示“4”、（>200）显示“5”。

三极管采用Multisim 虚拟库中器件，其β（Beta ）值可根据需要修改，比较器可选择集成运放（如LM324）。

五、实验方案1、实验设计思路：三极管工作在放大区时，集电极电流为基极电流的β倍，通过集成运放将电流转换成电压，根据事先设定的β值分段范围确定比较器的门限电压值。

通过比较，可用二极管反映β值范围，并将其转换成LED 数码管显示（利用数字逻辑电路转换）。

2、三极管的C I 测量：选择NPN 型三极管，将其共发射极接负电压5V ，共基极通过电阻R2与地相接，共集电极输出C I3、电流—电压转换：使用集成运放电路进行信号处理。

由于BJT 是CCCS 器件，其输出等效为受控电流源，所以采用反相比例运算电路进行电流-电压的转换，因为反相比例运算电路的输入电阻低。

同时反相比例运算电路对运放的共模抑制比要求低，其输出电阻很低，这是优点。

在理想运放下，输入电阻为0，所以输出电压为f R I V C O ⨯=。

实际输入电阻不为零，所以信号源内阻比输入电阻越大，电路的转换精度就越高。

由公式2R V I I EEB C -==ββ可知,令V V R EE 5k 4002-=Ω=，f R I V C O ⨯=2fR V R EE-=β 可将C I 转换成Vo 进行电压比较。