南京理工大学EDA设计（Ⅰ）实验报告实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的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，并且幅度尽可能大。
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 、r be 、r ce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f L、f H值。
二、实验要求1.给出单级放大电路原理图。
2.给出电路饱和失真、截止失真和不失真且信号幅度尽可能大时的输出信号波形图，并给出三种状态下电路静态工作点值。
3.给出测试三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值的实验图，并给出测试结果。
4.给出正常放大时测量输入电阻、输出电阻和电压增益的实验图，给出测试结果并和理论计算值进行比较。
5.给出电路的幅频和相频特性曲线，并给出电路的f L、f H值。
6.分析实验结果。
三、实验步骤实验原理图：饱和失真时波形：此时静态工作点为：所以，I（BQ）=12.79521uA I(CQ)=1180.37 uA U(BEQ)=0.63248V U(CEQ)=0.16031V截止失真时波形：此时静态工作点为：所以，I(BQ)=3.44976uA I(CQ)=726.9057uA U(BEQ)=0.61862V U(CEQ)=3.95548V 不失真时波形：此时静态工作点为：所以，I(BQ)=3.83905uA I(CQ)=805.274uA U(BEQ)=0.62145 V U(CEQ)=3.34709 V 测试三极管输入特性曲线实验图：拉杆数据：由以上数据可得r(be)=dx/dy=6.7KΩ测试三极管输出特性曲线的实验图：三极管输出特性曲线：测β的数据：β=Ic/Ib=805.274/3.83905=209.759 E=(220-209.759)/220=4.6%测r（ce）的数据：由公式CCEce i u r ∆∆=得，r(ce)=45.045/346.8468*10^6=129.87K Ω不失真时测输入电阻：万用表显示值：所以，Ri（测）=6.27kΩ Ri（理）=110//100//6.7=5.94KΩ相对误差E=（6.27-5.94）*100% / 6.27=5.26%不失真时测输出电阻：万用表显示值：所以，Ro（测）=4.81kΩ Ro（理）=R3=4.99 kΩ相对误差E=(4.99-4.81)/4.99=3.6%最大不失真时测电压增益：万用表显示值：所以，Av（测）= -84.5 Av（理）= -β（R1//RL）/ r(be)= -82.90 相对误差E=1.9%幅频和相频特性曲线：拉杆数据：所以，f（L）=100.5107 Hz f（H）=14.3575MHz实验结果分析本次实验的关键在于各元件参数的选取，所以在实验参数选取之前根据实验要求进行理论计算，算出所需数值的大概范围，这样就能较快的得到较为准确的实验结果，顺利实验完成实验。
实验采用带射极偏置电的共射极放大电路，在两个射极电阻之间为滑动变阻器，这样设计的目的是便于调节电路使之出现饱和失真和截止失真。
对电路的频响特性分析可知，放大电路的耦合电容式引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定，三极管的结电容和分布电容是引起高频响应的主要原因，上限截止频率主要由高频时间常数中较大的一个决定。
实验二差动放大电路的设计与仿真一、实验目的1.熟悉Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析方法。
2.能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。
3.熟练掌握有关差动放大电路有关知识，并应用相关知识来分析电路，深刻体会使用差动放大电路的作用，做到理论实际相结合，加深对知识的理解。
二、实验要求1．设计一个带射极恒流源（由三极管构成）的差动放大电路，要求空载时A VD 大于20。
2.测试电路每个三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce值。
3.给电路输入直流小信号，在信号双端输入状态下分别测试电路的A VD、A VD1、A VC、A VC1的值三、实验步骤1．实验所用的电路电路图如下图１所示：3.图１2.三极管的静态工作点值和β、Rbe、Rce①．计算静态工作点由上图可知三极管Q1和三极管Q2所用的三极管型号一样且互相对称，经过分析可知这两个三极管的静态工作点的值应该全部一样。
使用软件分析电路的静态工作点值结果如下图二所示图2经过计算可知β1=β2=215.8,β3=219,Vce1=Vce2=6.87V,Vce3=7.77V，Vbe1=Vbe2=0.612V, Vbe3=0.63V。
运行后电路结果如下图3所示：图3计算后发现AVD =655/20=32.75符合空载时AVD>20要求。
②.计算各个三极管的Rbe值：计算三极管Q1的Rbe的值所用的电路如下图4所示：图4使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果图5图6经过计算可知Rbe1=|Vce===8.73KΩ。
由对称性可知Rbe2=Rbe1=8.73K Ω。
计算三极管Q3的Rbe时所用的电路如下图7所示：图7使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rbe具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果图8图9经过计算可知Rbe3=|Vce===4.73 KΩ③.计算各个三极管的Rce值:计算三极管Q1的Rce的值所用的电路如下图10所示：图10使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rce具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果。
图11图12经过计算可知Rce1=iB== =188KΩ。
由对称性可知Rce2=Rce1=188KΩ。
计算三极管Q3的Rce时所用的电路如下图13所示：图13使用软件分析可得出该三极管的输入特性曲线从而求出Rce具体求法在试验一中已经叙述过这里只给出计算所必需的实验截图和计算结果。
图14图15经过计算可知Rce3=iB===95KΩ3.计算双端输入直流小信号空载时A VD、A VD1、A VC、A VC1计算电路空载时的A VD所用的电路图如下图16和图17所示，在计算时先测出双端输入直流差模小信号时电路双端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路双端输出的电压值图16图17A VD===655/20=-32.75，理论分析可知A VD=-β带入相应数据后可得理论值A VD理=-β=-34.4。
误差E=4.7% 计算电路空载时的A VD1所用的电路图如下图18和图19所示, 在计算时先测出双端输入直流差模小信号时电路单端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路单端输出的电压值图18图19A VD1=(5.871-6.201)/0.02=-16.5,,理论分析可知A VD1理=-β,带入相应的数据可得A VD1理=-17.2，误差为E==4%。
计算电路空载时的A VC所用的电路图如下图20和图21所示, 在计算时先测出双端输入直流共模小信号时电路双端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路双端输出的电压值，由于输入全为直流信号而且用电压表测量小数据时的误差较大，改用静态工作点分析来测量输出的电压值，分析的结果分别对应于图。
图20图21A VC==（50-47n）/10m=3e-7，理论分析可知A VC理=0。
计算电路空载时的A VC1所用的电路图如下图24和图25所示, 在计算时先测出双端输入直流共模小信号时电路单端输出的电压值然后减去在双端同时接地时电路单端输出的电压值，由于输入全为直流信号而且用电压表测量小数据时的误差较大，改用静态工作点分析来测量输出的电压值，分析的结果分别对应于图26和图27。
图24图25图26 图27A VC1=≈(6.26322-6.26321)/10=1e-3，理论分析可知A VC1理=，式中r0为电流源的交流阻抗，其大小r0=Rce3(1+)=95×(1+219*3/(4.73+62//13+3))=3441KΩ，A VC1理=-10/(2*3441)= 1.4e-3,相对误差E=(1.4-1)×100%=28.6%。
实验小结差动放大电路提高电路抑制零漂的能力，在普通的放大电路会由于某些外界因素的变化比如温度的变化，会使输出的电压发生微小的变化，若是在多级放大电路中，这种微小的变化会被逐级放大，以至于在输出端会出现很大的噪声信号，使输出端的信噪比严重下降。
若采用差放电路无论是温度的变化还是其他因素变化都会引起两个三极管集电极电流及对应集电极电压相同的变化，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号，由于电路的对称性和恒流源偏置，可以很好的抑制零漂，所以差放电路适合做多级直接耦合放大电路的输出端，同时也可以提高电路的输入电阻。
实验三负反馈放大电路一、实验目的1.熟悉Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常用电路分析方法。
2.能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。
3.熟练掌握有关负反馈放大电路有关知识，并应用相关知识来分析电路，深刻体会使用负反馈在放大电路中的作用，做到理论实际相结合，加深对知识的理解。
二、实验要求设计一个阻容耦合的二级电业放大电路，要求信号源频率10kHZ（峰值1mV），负载电阻1KΩ，电压增益大于100。
给电路引入电压串联负反馈：①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。
②改变输入信号的幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。
三、实验步骤实验所用电路原理图下图1所示，当开关合上后电路引入负反馈图11．负反馈接入前电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻：求电路的放大倍数所用的电路和图1一样示波器输出的波形如下图2所示：图2经过计算可知放大倍数A V=V0/Vi=243.38/0.707=344；符合未接入负反馈是电压增益大于100的要求。
求输入电阻所用的电路如下图3所示：图3经过计算可知Ri=Vi/Ii=0.707/0.156=4.53KΩ求输出电阻所用的电路如下图4所示：图4经过计算可知Ro=V o/Vi=706.56/0.199=3.55KΩ2．负反馈接入后电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻：求电路的放大倍数所用的电路和图1一样示波器输出的波形如下图5所示：图5计算可知A F==60/1=60。