電子信息模擬電子課程輔助實驗軟件

1、模擬電子課程輔助實驗軟件Electronic course aided experiment simulation software學 院： 電子工程學院 專業(yè)班級：學生姓名：學 號：指導教師：2014 年 6 月畢業(yè)設計（論文）中文摘要模擬電子課程設計輔助上實驗軟件摘要：本文開篇對EWB模擬仿真軟件作了簡要的介紹，該軟件有其自身的特點，簡單的界面，窗口直觀，里面的各內(nèi)元器件都是教學實驗中常用的，而且調用元器件也非常方便，且可以根據(jù)自己的需要要求進行參數(shù)修改。EWB被添加了許多測試儀器，這些儀器直接可以被選用，還可以對電子元器件進行線性模擬和非線性的仿真。測試儀器的有其最大的特就是顯示圖形與實

2、驗室的實體器件非常相似，實際調試的結果也和實驗室做出的結果基本相似，而且在使用中省去了實驗器材需取得問題，既經(jīng)濟又實用。本文還通過例舉實例系統(tǒng)的闡述了該仿真技術在模擬技術實驗中與傳統(tǒng)實驗教學的合理結合，同時討論了具體實驗的做法，也使實驗教學的最終效果得到了明顯變好，這也使該軟件電子技術課程中，讓需要理解的基本概念和基本理論更易被接受，在教學中讓使用者更易動手操作。關鍵詞：EWB軟件，模擬電子技術，仿真實驗教學畢業(yè)設計（論文）外文摘要Electronic course aided experiment simulation softwareAbstract: This paper begins

3、with a brief introduction of EWB simulation software, the software has its own characteristics, simple interface, intuitive, window within the inside of the components are commonly used in teaching experiment, and call the components is also very convenient, and can be modified parameters according

4、to the needs of their own needs. EWB is added a lot of test instrument, the instrument can be chosen directly, can also to simulate the electronic components linear and nonlinear simulation. Test instrument has its biggest characteristic is to display graphical entities and laboratory devices are ve

5、ry similar, the actual debugging results and laboratory results are basically similar, and saves the experiment equipment required problems in use, economical and practical. System are expounded in this paper, through examples instance the simulation technology in the simulation experiments and the

6、reasonable combination of traditional experimental teaching, and discusses the concrete experiment, and the eventual effect of experimental teaching got better obviously, which makes the software in electronic technology course, let you need to understand the basic concept and basic theory are more

7、likely to be accepted, let users are more likely to operate in the teaching.Keywords:EWB；Analog Electronic Technology；The simulation experiment目錄1 緒論12 EWB軟件的簡介和仿真實例22.1 EWB簡介22.2 EWB軟件界面22.2.1 EWB的主窗口22.2.2 元件介紹3 EWB的操作方法簡介52.3.1 電路的創(chuàng)建52.3.2 使用儀器62.3.3 元件庫中的常用元件82.3.4 元器件庫和元器件創(chuàng)建與刪除92.3.5 基本分析方法92.4

8、 虛擬工作臺方式電路仿真92.5 示例103 低頻放大器實驗113.1 實驗一 晶體管共射極放大電路113.2 實驗二 負反饋放大器173.3 實驗三 差動放大電路203.4 實驗四 場效應管放大器233.5 實驗五 OTL功率放大器264 集成運算放大電路284.1 反相比例運算電路284.2 反相加法電路294.3 同相比例運算電路304.4 減法運算電路31總 結32致 謝33參考文獻341緒論 現(xiàn)在隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，人們對電子的相關技術要求也越來越高了，EWB軟件的出現(xiàn)彌補了當今社會電子技術發(fā)展的需要。該軟件該軟件有其自身的特點，簡單的界面，窗口直觀，里面的各內(nèi)元器件都是教學實驗

9、中常用的，而且調用元器件也非常方便，且可以根據(jù)自己的需要要求進行參數(shù)修改。EWB軟件和應用程序實例結合，簡述通過課堂演示和模擬實驗可以提高學生的學習興趣，提高教學效果。在教學過程中教師填鴨式教學，學生的積極思維，簡單身份驗證,改變傳統(tǒng)的實驗為學生設計的創(chuàng)新?？梢詭椭鷮W生直觀理解電路，深化理解,還可以引導學生進行一些簡單的電路設計。這將極大地提高課程的教學效果。近些年EWB軟件不斷的被升級更新，該軟件已成為公認度最好的模擬電子電路仿真軟件。目前，全球許多著名大學介紹了EWB運用EDA技術的內(nèi)容,并納入電工電子類課程的教學。當前我國將EWB運用電子技術教學,可以使教師在同一時間解釋理論，利用EWB

10、運用軟件模擬，演示，讓學生理解起來更簡單，使得他們對電子這門課有更多的認識。EWB運用兼容性也更好，EWB運用的容量小，可以直接復制到另一臺機器上使用，即用即裝，真正做到了廣為人用的地步。在電子行業(yè)中，經(jīng)常能夠聽到知名人士對該軟件的好評。EWB軟件滿足了廣大用戶的需要，且市場前景很好，因此被廣泛用于教學實驗中。2 EWB軟件的簡介和仿真實例2.1 EWB簡介如今電子技術發(fā)展迅速，且跟計算機聯(lián)系在一起，使得電子廠品也離不開計算機，目前各項電子產(chǎn)品的功能越來越強大，使得集成電路趨于更加復雜化，對電路的更為嚴格，電子類的產(chǎn)品才得以快速的更新?lián)Q代。電子設計也讓我們設計電路容易且符合相應的需求。EDA是

11、基于計算機發(fā)展起來的，不僅提高了自動化的程度而且使用功能更為齊全，界面的操作性更為人性化。這個電子工作平臺軟件是一種電子電路模擬仿真軟件，一般叫稱為虛擬電子工作臺，現(xiàn)在在高校中運用的較多。它具有這樣一些特點： （1）EWB軟件教程簡單，容易掌握，只需稍加練習，基本就能掌握其各項功能及使用方法。 （2）軟件的圖形界面簡單，整體感覺比較直觀，且采用計算機模擬實現(xiàn) （3）軟件的元器件種類豐富，而且在分析電路時有多種選擇，選擇最佳方法，如動態(tài)、瞬時和線性等電路。 （4）EWB軟件采用圖形方式創(chuàng)建電路。避免了使用文本方式輸人電路時遇到的困難，有很多電路供使用者自己去修改和完善。 （5）該軟件容易上手，入

12、門者可以用來練手。 所以在電子教學中得到廣泛的應用。2.2 EWB軟件界面2.2.1 EWB的主窗口 首先打開EWB軟件進入界面會呈現(xiàn)如圖界面，這是一個空白的窗口，所有的操作都是在此界面進行的。圖2.2.1 EWB窗口界面在界面點擊相應的按鈕，可以標出了各個菜單的名稱及有關按鈕，如圖： 圖 2.2.2 菜單及按鈕2.2.2 元件介紹元器件庫欄如圖2.2.3所示。 圖2.2.3 元件庫欄 信號源庫如圖所示2.2.4。 圖2.2.4 信號源庫 基本元器件庫如圖2.2.5所示 。 圖2.2.5 基本器件庫二極管器件庫如圖 圖2.2.6 二極管器件庫模擬集成電路庫如圖2.2.7所示。 圖2.2.7 模

13、擬集成電路庫指示器件庫如圖2.2.8所示。圖2.2.8 指示器件庫儀器庫如圖所示。圖2.2.9 儀器庫 2.3.1 電路的創(chuàng)建1.元器件的操作 元件選用：按實驗要求，選中所需的元器件，把元件符號拖到工作區(qū)，即選取成功。 元件的位置移動：用鼠標拖動，不松手，且導線會自動排列。 元件的翻轉：點擊工具欄的紅色直角三角形，即可實現(xiàn)翻轉元件復制和刪除：右擊有copy可以復制，或者右擊選擇delete即可以刷除元件。 元器件的各個參數(shù)設置：按要求設置屬性，對標簽的設置還有編號等許多，都可以很好地改變它的數(shù)據(jù)，。關于選項的含義和設置方法如下做簡單介紹：編號（Reference ID）一般由系統(tǒng)自動進行分配，

14、參數(shù)適時進行修改，編號是唯一的。主要包括：用導線連接已經(jīng)選擇好的試驗用到的的器件、導線還可以隨便的拽動不會斷開，還可以根據(jù)需要調整需要移動的導線的位置，根據(jù)需要改變導線的顏色能夠很好地查看波形，掌握連接點的使用方法。連接：單擊元器件某一段，變?yōu)樾A點時按左鍵拖至另一端，當變?yōu)樾A點時松開按鍵，即完成連線。 連線的刪除和改動：右擊單擊delete即可刪除，左擊拖動即可改動。連接點的說明：黑色的圓圈，可以連不同的四個方向。3.電路圖選項的設置 根據(jù)實驗中的需要設置的對話框中設置編號、器件顯示的標識的參數(shù)大小等，電路圖顯示的方式，加上柵格（Grid）、Fonts選項可設置 Label的名稱 ，可以對

15、Value 和Models參數(shù)設置等，適用整個電路。2.3.2 使用儀器 1.電壓表和電流表如圖所示。 圖2.3.1 電壓表和電流表 從庫中選定電壓表或電流表，按左鍵拖到工作區(qū)中，可以對其進行一系列的旋轉等操作。想給兩表設置參數(shù)，只需雙擊電壓表或電流表就可以在彈出對話框中進行設置，兩個表均可以多次使用。 2.數(shù)字多用表 數(shù)字多用表的量程可變，根據(jù)需要來改變量程范圍。如圖是數(shù)字多用表的圖標、面板和設置面板，有電流檔，電壓檔，歐姆檔，單擊Setting 改變電表的參數(shù)。圖2.3.2 圖標/面板/設置面板 3.示波器介紹虛擬器的示波器運用為雙蹤示模擬式，儀器的相關介紹如圖2.3.3所示。 圖2.3.

16、3雙蹤示波器4.信號發(fā)生器 模擬實驗常用的幾個波形波形：正弦信號波、三角波和方波信號，如圖所示。圖2.3.4 信號發(fā)生器 5.波特圖儀波特圖功能儀類似掃頻儀，主要用來用來測量和顯示電路的幅頻特性和相頻特性，儀器的介紹如圖。 圖2.3.5 波特圖儀其中： Vertical（Horizontal）Log/Lin - 坐標按鈕 F（I）- 坐標終點（起點）2.3.3 元件庫中的常用元件元器件模型庫有大量的所需元器件，在電路常用到的器件和有用的參數(shù)顯示如表：表信號源元件名稱參數(shù)缺省設置值設置范圍電池(直流電壓源)電壓V12VuVkV直流電流源電流I1AuAkA 交流電壓源電壓頻率相位120V60Hz0

17、uVkVHzMHzDeg電壓控制電壓源電壓增益E1V/VmV/VkV/V電壓控制電流源互導G1SmSMS電流控制電壓源互阻H1WmWMW電流控制電流源電流增益F1A/AmA/AkA/A元件名稱參數(shù)缺省設置值設置范圍電阻電阻值R1kWWMW電容電容值CuFpFF電感電感值L1mH uHH開關鍵Space AZ,0-9,Enter,Space2延遲開關導通時間Ton斷開時間Toff0.5S0SpSS pSS 2.3.4 元器件庫和元器件創(chuàng)建與刪除在元器件庫中可能不包含一些我們需要的元器件，這是可以通過自己設定的方法，自己新建元器件庫和所需的元器件。新建EWB元器件的兩種有效方式：第一種是多個有聯(lián)系

18、的器件結合起來，當整體使用；第二種方法是在已有的庫中元器件上修改里面的參數(shù)，達到需要的。在元器件庫子目錄名"Model"下直接刪除所創(chuàng)建庫名，就可以把元器件刪掉。2.3.5 基本分析方法 1.直流工作點的分析（DC Operating Point）是分析電路的基礎是從直流工作點的分析入手的。分析直流工作點之前，要先選定顯示節(jié)點項，電路圖上能夠顯示節(jié)點。在進行工作點分析時，電感短路，電容通路，高阻抗接地。 2.交流頻率分析（AC Frequency）交流頻率分析就是對電路的頻率特性的分析。應當選擇電路節(jié)點的分析,根據(jù)分析,直流源必須是零,交流信號源,電容和電感處于交流模式。

19、3.瞬態(tài)分析（Transient Analysis） 瞬態(tài)分析即分析某時域內(nèi)的電壓呈現(xiàn)的波形走勢。電路中直流電源作為常數(shù)處理，觀察顯示，交變流的信號隨時間變動的。選定好節(jié)點作瞬態(tài)分析時，先對直流工作點分析，最終得出的瞬態(tài)分析的初始條件。 2.4 虛擬工作臺方式電路仿真EWB軟件包含了許多虛擬測量儀器、不僅提供了交互控制元件和受控源模型，也供給其他的功能，如監(jiān)控對曲線和圖形的走勢有關系。下例舉出虛擬實驗步驟： (1) 在工作區(qū)放置元器件，連接導線，設置元件參數(shù) (2) 測量儀器選用與連接，設定其試驗參數(shù) (3) 閉合仿真開關，通過儀器分析結果2.5 示例 例1：RC低通濾波器在EWB軟件下的電路

20、仿真在工作區(qū)界面畫出的圖2.2.5所示的電路圖。外加兩個電壓源，1V電壓去一個， 2k赫茲, 另一個為5v，60赫茲，外加一個周期脈沖電壓源，幅度為5伏, 頻率為50赫茲，開關變換電源。如下圖連接示波器、電壓表和波特圖儀。 圖2.5.1RC低通濾波器 1.測試電路的頻率特性曲線 打開波特圖儀的面板，模擬運行，虛擬儀器可以看到如下曲線。 幅度頻率特性如圖2.5.2所示。圖2.5.2幅度頻率特性相位頻率特性，如圖2.5.3所示。圖2.5.3 相位頻率特性2.觀測電路實驗的的濾波顯示出的效果 相應的元器件連接起來，雙擊示波器輸入的導線設置導線的顏色?？梢詮氖静ㄆ魃峡吹絻蓚€不同的導線，頻率可以從圖中看

21、讀出來，互相交的在一起。該實驗模擬可以過濾掉2K赫茲的正弦的波。圖2.5.4 輸出波形3低頻放大器實驗3.1 實驗一 晶體管共射極放大電路一、實驗目的 1.學會測量靜態(tài)工作點的，并結合試驗分析有哪些性能影響； 2.熟悉常用電子儀器及電子技術實驗臺的使用； 3.學會測量各項性能指標。二、實驗原理 如圖3.1為穩(wěn)定單管放大器實驗的電路圖原理圖。圖3.1晶體管共射極放大電路該偏置電路采用電阻分壓實現(xiàn)的，在圖中的Re的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點。給電路輸入信號，得輸出電壓的值，幅值被放大相位與輸入信號相反相反，得到的實驗結果被放大過的的。用安培表測量出兩電阻R中的電流大小，比Ib要大得多，則靜太工作點可以用

22、下面的式估算：UbRb1/(Rb1+Rb2)*VccIm=(Ub-Ube)/Re=IcUce=Ucc-Ic(Rc+Re) 電壓放大倍數(shù)Av=-(RcRl)/Rbo 輸入電阻Ri=Rb1Rb2Rbo 輸出電阻RoRc 在實驗中設計電路時，實現(xiàn)自身要進行自我檢測，設計好的元器件參數(shù)是非常必要的，不僅要測量靜態(tài)工作點還要測出其它各項性能指標。 在對放大器的測量與調試時要注意以下幾點：測量和測試的放大器靜太工作點時要消除自激振蕩及其他的干擾，務必保持放大器各項動態(tài)參數(shù)的準確性等。1.放大器靜太工作點的測量與調試 (1)靜太工作點的測量 電路測量時在輸入端加上Ui=0V，使放大器輸入端與地相連構成短路，

23、在測出晶體管的Ic的測量值，其他各電極對地的電位基極電位、發(fā)射極和集電極電位。為了結果不受集電極影響，運用間接測量電壓而求出電流Ic。 (2)靜態(tài)工作點的調試選取靜態(tài)工作點會影響結果，為此在選定正確的工作點，還要進行動態(tài)調試，讓輸出電壓符合實驗的要求。Ucc，Rc，Rb的電路參數(shù)通常不改變改變，可以調節(jié)偏電阻Rb2來避免出現(xiàn)的這一情況。靜態(tài)工作點的事不是固定不變的，在一定的范圍內(nèi)有波動，所以實驗中不能出現(xiàn)是真情況Av倍數(shù)的 按實驗要求加入電壓,維持輸出電壓Uo沒有不失真不錯現(xiàn)異常,把電壓的有效值測出來, 則 Av=Uo/Ui。 利用外加電阻測出對應的電壓，可求出輸入電阻。 做模擬實驗測出不接負

24、載的電壓及加上負載的電壓經(jīng)公式推算出輸出電阻Ropp的測試(在最大的動態(tài)范圍) 經(jīng)調節(jié)讓靜態(tài)工作點Q處于交流負載線的中心位置，且要不出現(xiàn)失真的現(xiàn)象，然后反復調整輸入信號觀察示波器的波形變化,當其無明顯失真時,測出Uo,從示波器上讀出實驗要求的Uopp。 測量頻率的上下限，用得到的公式：Fbw=Fh-Fl，通頻帶為頻率上寫減去頻率下限，在測量時，要改變改變測量頻率的大小但始終要保持輸入信號Ui的幅度大小不變。三、實驗內(nèi)容（1）測量靜態(tài)工作點V直流電壓，旋轉滑動變阻器，得Ic=2.0mA,測量Ub,Ue,Uc，用萬用表測量電阻Rb2值.記入表3.1中。 測 量 值計 算 值 Ub(V) Ue(V)

25、Uc(V)Rb2(K)Ube(V)Uce(V)Ic(mA)2.0276520935.1382.027 （2）測量電壓放大倍數(shù) 把頻率為1K赫茲的10V正弦信號Us加在在放大器的兩個輸入端,在示波器上分析它的波形,如圖3.2所示,令波形沒有出現(xiàn)失真情況，測出表中的實驗值Uo,比較Uo與Ui的相位變化,把結果記入表3.2中。電壓放大倍數(shù)測量 Rc(K)Rl(K)Uo(V)Av 2.4 6516.5 圖3.2輸入/輸出波形（3）觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響 置Rok,Rl為無窮大,Ui大小適當,調節(jié)RP阻值大小,觀察輸出的電壓波形不出現(xiàn)失真情況，輸出波形如圖3.3所示,測量數(shù)組Io和Uo值,記

26、入表3.3中，測量時信號源調至0。表3.3電壓/電流測量Io(mA)211 2.0 2.1602.345Uo(mV)319.333Au4333圖3.3共射極電路輸出波形 （4）觀察靜態(tài)工作點對波形失真的影響 令電阻Rck,電阻RLK,信號源為0，調節(jié)滑動變阻器RP阻值大小使集電極電流Icma,讓其保持原有特性不失真，如圖3.3.4是改進后靜態(tài)工作點的波形。然后輸入信號仍不變,增大或減小RP,讓波形失真,失真波形如圖3.5所示,測出失真情況下的和值,把結果記入表3.4中。表3.4波形失真影響Ic(mA) Uce(V)管子工作狀態(tài)飽和放大截止圖3.4改變靜態(tài)工作點后的輸出波形 圖3.5失真后的波形

27、（5）測量最大不失真輸出電壓 按照實驗原理要求,分別調節(jié)信號源和電阻器,測量實驗值,記入表3.5中。 Ic (ma) Uim (mv) Ucm (mv) Uopp(mv)150 （6）測量輸入電阻和輸出電阻 輸入正弦信號,保持輸出電壓不失真,用表測出,記入表3.6中 保持不變,斷開,測量輸出電壓,記入表3.6中。表3.6輸出電壓測量Us(mV)Ui(mV) Ri(K) Ul(V) Uo(V) Ro()測量值記算值測量值計算值502（7）測量幅頻特性mA，RcK，電阻RLK，維持輸入的Ui大小不變，改變Ui的頻率，測試不同頻率的輸出電壓Uo的值，記入表3.7中。 表3-7頻率/電壓測量 flfo

28、fhF（KHZ）50010008000Uo（V）Au四、實驗報告；。3.2 實驗二 負反饋放大器一、實驗目的 1.搞懂負反饋的定義，看懂電路圖； 2.學會使用負反饋怎么引入，知道實驗結果是怎么來的。二、實驗原理負反饋電路在模擬實驗中被廣泛的應用，可以實現(xiàn)降低放大倍數(shù)的功能，但放大器的動態(tài)參數(shù)卻有了很大的改善有利于實驗數(shù)據(jù)采集,可以穩(wěn)定電路的放大倍數(shù),減小非線性失真的情況，改變輸入電阻大小輸出電阻的大小等等。本次試驗中的放大器也帶有負反饋。1.阻容耦合放大電路是電壓串聯(lián)負反饋，如圖。圖3.6負反饋放大器電路圖主要性能指標如下：（1）環(huán)電壓放大倍數(shù)Avf 其中Av=Uo/Ui-基本放大器的電壓放大

29、倍數(shù)，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)。1+AvFv-反饋深度，它的大小決定了負反饋對放大器性能改善的程度。（2）反饋系數(shù) Fv=Rf1/(Rf+Rf1)（3）輸入電阻 Rlf=(1+AvFv)*Ri Ri-基本放大器的輸出電阻（不包括騙置電阻）（4）輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv)Ro-基本放大器的輸入電阻；Avo-基本放大器時的電壓放大倍數(shù)。2.在實驗時放大器動態(tài)參數(shù)要被必須測量，除去反饋的作用，還要把反饋網(wǎng)絡添加到放大器電路中。（1）在畫放大器時把輸出端短路，Rf和Rf1并聯(lián)在一起； （2）按實驗的要求來，如圖所示的基本放大電路。三 、實驗內(nèi)容（1）測量靜態(tài)工作點按圖3.6要求連接電路圖，輸

30、入直流電流Vcc=+12V，Ui=0，分別測量兩級的的靜態(tài)工作點的電壓與電流，記入表3.8中。表3.8靜態(tài)工作點的電壓/電流測量 Ub(V) Ue(V) Uc(V) Ic(mA) 第一級 第二級 （2）測試基本放大器的各項性能指標改接原理圖，斷開R1并在Rf1和Rl上,保持其他電路連接不動,取直流電壓源為12V.如圖所示。圖3.7改接后的基本放大器電路圖 （3）測量中頻電壓放大倍數(shù),輸入電阻和輸出電阻輸入端輸入正弦信號,從示波器觀察的波形,保持波形正常測量出電壓的值，記入表3.9中。表3.9測量電壓值Us(mV)Ui(mV)Ul(mV)Uo(mV) Av基本放大器520負反饋放大器101不改變

31、輸入端的信號，,去掉負載,測量出空載時的Uo的值,記入表中。測量通頻帶接上電阻Rl,保持(1)中的信號源不變,改變信號源的的頻率，然后測試,得出上下限頻率Fh和Fl,記入表3.10中。 表3.10 頻率測量 Fl Fh基本放大器4000HZ40MHZ負反饋放大器250HZ80MHZ（4）測試負反饋放大器的各項性能指標.按實驗電路圖3.6做模擬仿真實驗,結果觀察示波器顯示的輸出波形.再按如圖3.7調節(jié)Us，讓其不失真,再看示波器記錄下數(shù)據(jù),波形如圖3.8所示，然后算出負反饋放大倍數(shù)。圖3.8負反饋輸出波形（5）負反饋與非線性失真把電路接成圖3.7的形式，輸入1K赫茲的信號源調試電路，查看波形，判

32、斷輸出波形是否是真，并記錄電壓幅值。此時波形如圖所示。圖3.9基本放大器的輸出波形四、實驗報告1.輸入信號存在失真，怎么用負反饋來判斷；2.總結實驗結果，分析負反饋對對放大器性能的影響。 實驗三 差動放大電路一、實驗目的；。二、實驗原理下圖是實驗時電路的結構。構成的原理圖是基本共發(fā)射極放大電路，如圖3.10所示。這個電路可以分成兩個差動放大器：典型差動放大器和恒流源差動放大器。開關可以改變放大器的類型。恒流源差動放大器的電阻Re有抑制共模信號的能力。圖3.10差動放大電路電路圖 典型電路 ： Ie(Uee-Ube)/Re（Ub1=Ub20）*Ie 恒流源電路 ：Ic3Ie3R2/(R1+R2)

33、*(Vcc+Uee)-Ube/Re3 2.差模電壓放大倍數(shù)，共模電壓放大倍數(shù) 電路中射級電阻Re的值足夠大，雙端輸出電阻Re為無窮大，Rp是中間值， Ad=Uo/Ui=-Rc/Rb1+Rbo+0.5(1+)Rp 單端輸出 ：Ad1=Uo/ui=0.5Ad Ad2=Uc2/ 共模信號作為輸入信號時時，采用單端輸出，則有： Ac1=Ac2=Uc1/U1=-Rc/Rb1+Rbe+(1+)(0.5Rp+2Re)-Rc/2Re 若為雙端輸出，在理想情況下： Av=Uo/ui=0 但實際中不可能達到這樣的要求的。CMRR 為了表示差動放大器對信號的抑制能力大小，可用定位共模抑制比來衡量， 公式表示：Cmr

34、r = |Ad/Ac| 或 Cmrr=20Log|Ad/Ac|(dB)。 交直流信號都可作為輸入信號。三、實驗內(nèi)容 按要求連接電路，左閉合開關時，就構成了典型的差動放大器。 (1)測量靜態(tài)工作點 調節(jié)放大器零點。 不接信號源，A，B兩端短接，直流電壓源大小為+12，測量Uo的數(shù)值，調節(jié)變阻器RP的阻值大小,使Uo=0。 （2）測量靜態(tài)工作點。先調零，在測量V1、V2管的不同電極的電壓，測出RE兩端有效的電壓，記入表3.11。 測量值Uc1(V)Ub1(V)Ue1(V)Uc2(V)Ub2(V)Ue2(V)Ure(V)計算值 Ic(mA) Ib(mA) Uce(V) 不接入直流電源，將A端輸入信號

35、，B端接地構成雙端輸入方式,接通直流電源，調整好頻率大小，輸出旋紐為零，用示波器監(jiān)視輸出端。接正12v電源，保持數(shù)據(jù)不出現(xiàn)失真情況，測出這三個的電壓值，Ui，Uc1，Uc2，記入表3.12. 典型差動放大電路 具有恒流源差動放大電路 雙端輸入 共模輸入 雙端輸入 共模輸入Ui 100mV1V 100mV1VUc1(V)Uc2(V)Ad=-Uo/Ui / / Ao=Uo/Ui / /CMRR=|Ad/Ac|30830 3.測量共模放大器放大時，把A ，B短接，A端和地面構成共模的放大器，調節(jié)輸入信號的數(shù)值，令輸入電壓為1v，是各項數(shù)據(jù)在正常范圍之內(nèi)，測量要求的電壓的值記入表中，比較電壓之間的關系

36、，Ure與Ui電壓變化相應的關系。 4.將開關打到右邊得到恒流源差動放大電路。四、實驗報告 1做出實驗，分析實驗結果，實驗值與理論值進行比較。 2.判斷工作點和放大倍數(shù)的之間關系及相互產(chǎn)生的影響。3.4 實驗四 場效應管放大器一、實驗目的 1.通過實驗掌握其性能特性與理解圖的意思； 2.對放大電路的參數(shù)進行測量并加以分析。二、實驗原理場效應管放大器在電子行業(yè)中也被認為是控制電壓內(nèi)型元器件。場效應管有著特殊的絕緣的或反向偏置的狀態(tài)，固其輸入的電阻很高，它也是載流子控制器件，這樣就有使得這種放大器有很多特點：遇熱時表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，對抗輻射的能力也很強，產(chǎn)生噪聲的系數(shù)很小。又因為其制造簡單，所以

37、被經(jīng)常使用。 場效應管的兩個重要特性包括輸出的特性和轉移的特性，如圖3.11所示。圖3.11 N溝道結型場效應管的輸出特性和轉移特性曲線圖 有飽和漏極電流IDSS，夾斷電壓UP等；交流參數(shù)主要有低頻跨導 如圖圖3.12為結型場效應管組成的共源級放大電路。 靜態(tài)工作點： 中頻電壓放大倍數(shù)AVgmRLgmRD / RL輸入電阻RiRGRg1 / Rg2輸出電阻 RORD 式中跨導gm可由特性曲線用作圖法求得，或用公式：計算。要注意，計算時UGS要用靜態(tài)工作點處之數(shù)值。J2N3822圖3.12 結型管共源級放大器 該電路的的場效應管放大器的各項性能測量與共設極單管放大器方法測量一樣。所測量電路如圖3

38、.13所示。圖3.13 輸入電阻測量電路 按圖要求串入電阻R，閉合開關1就是不接入給出的電阻，然后測出電壓U01Av*Us值并記錄；Us不變，把開關打向2，就是串一個電阻R，測量放大器的輸出電壓U02。保持兩次測量中Av和Us均不變，故由此可以求出 式中R和Ri約數(shù)值，令R100至200K。三、實驗內(nèi)容（1）靜態(tài)的工作點的測量,調整 接給出的圖連接電路原理圖，令輸入信號為0，接12V直流電源，分別測量三個不同級的電壓。如果合適則把結果記入表3.13。表測量值計算值UG（V）US（V）UD（V）UDS（V）UGS（V）UDS（V）UGS（V）（2）放大倍數(shù)AV的測量、測出電阻Ri和RO的計入表中

39、測量Av和Ro的值輸入實驗給出的信號源，觀察Uo的波形，設在正常值的范圍之類，分別測量阻值不同的輸出電壓Uo,其中Ui不變，記入表3.14。 表3.14測量各項試驗數(shù)據(jù)測 量 值計 算 值ui和uO波形Ui（V）UO（V）AVRO（K）AVRO（K）RL=RL=10K在示波器上可以清楚地看出相位的的走勢情況，在進行幅值大小的比較。輸入電阻Ri的測量按要求接電路電路，選定的電壓信號源大小選為為50mv，開關與1合并，測出此時的電壓U01，與2閉合，目的把電阻接入電路中，維持Us不變，測出U02，根據(jù)公式： 求出 Ri，記入表格3.15。表3.15測量輸入電阻值測 量 值計 算 值U01（V）U0

40、2（V）Ri（K）Ri（K）11001097四、實驗總結1.歸納整理數(shù)據(jù)，實驗所得的數(shù)據(jù)與理論值相比較。2.比較兩個放大器，總結各自的特點。3.學會場效應管輸入電阻時用測輸出電壓的測量方法。3.5 實驗五 OTL功率放大器一、實驗目的 1.看懂實驗給出的原理圖，理解其工作原理。 2.掌握電路調試，性能指標。 圖3.14 OTL功率放大器原理圖二、試驗原理 如圖3.14所示，為放大器OTL式的電路。有三個不同的三級管組成，它們構成一個互補推挽OTL放大器電路。T1屬于管工作狀態(tài),T2，T3提供了偏見。RW2調整,可以使馬上開始工作在一個靜態(tài)電流,為了克服扭曲。靜態(tài)輸出終點UA = 1/2 ucc

41、時潛在的需求,可以通過調整RW1,又因為RW1結束點,所以電路介紹了腳。T1可以放大正弦交流信號Ui,作用于T2、T3,經(jīng)T3傳導(T2),作為電源,然后通過放點等,達到實驗的要求正弦波。C2和R提高了上半軸的幅度,得到的動態(tài)范圍往往較大。Pom 理想情況下,Pom=UC*C2/8RL,測量電阻的電壓的有效值,就可獲得實際的POM=UO2/RL。 2.效率=POM/PE 100% PEvcc供給的平均功率理想情況下,最大功率達到78.5%，所需的電源已經(jīng)給出，平均電流的大小為Idc,按需要求出PE,電路的負載功率也可以相應的求出來,最終可以得到實際效率。3.輸入靈敏度此時的電壓值使其輸出的功率

42、不會出現(xiàn)失真情況三、實驗內(nèi)容 在整個測試過程中,電路不能發(fā)生自激的現(xiàn)象。 1.根據(jù)圖3.14連接實驗電路,電源系列直流毫安表,電位計RW2設置為最低,RW1中間位置。提供一個5v電源,用手觸摸管子看電流的變化情況,電流上升說明管道溫度大幅上升,應立即斷開電源檢查造成這樣的原因,沒有問題就可以開始調試。 (1)調整輸出電壓UA中性: 改變電位器的參數(shù)值，目的為使UA原來的1/2。 (2)按要求調整各級靜態(tài)工作點 調節(jié)RW2組值大小,讓給出的電流Ic2 = Ic3 = 5 10ma。從減少失真,應適當增加輸出靜態(tài)電流,但目前太大,可以使效率降低,所以大約是5 10馬。因為毫安計在電源進線,因此,測

43、量電流放大器。因為模擬實驗的電流T1 ，Ic1顯示的非常小。正確的得到想要的結果,有必要減去Ic1的參考值。在調好電流，就測出各級的靜態(tài)工作點實驗值，令IC25.103, IC34.58mAUA2.5V記入表3.16。表3.16不同級管的各級電壓測量T1T2T3UB(v)UC(v)5UE(v) 02.電路最大輸出功率的測量,電路效率的測試 (1)測量POM 接上電源，查看輸出波形。令Ui的參數(shù)值不斷上升,使得輸出電壓不失真輸出最大化,測量出負載RL 電壓UOM，則：POMUOM2/RL 電壓UOM= 0.428 mv (2)測量n 令其實驗的輸出電壓不失真時，可以從表中讀出電流值，就得到電源給

44、的平均電流,值的大小會有一些誤差，得公式為PEUCC*Idc， 由于最大功率可 知即可求出效率： n=POM/PE 平均電流Idc mv (3)輸入靈敏度測試 由定義知，測出功率POPOM輸入電壓值Ui就可以求出來。 輸入電壓值Ui= 15 mv 四、實驗報告 1分析實驗得到的數(shù)據(jù)，計算電路的靜態(tài)工作點、求最大功率與效率 2討論實驗中發(fā)現(xiàn)的問題及解決辦法，與同學交流OTL電路的運用。4 集成運算放大電路集成運算放大器的基本應用一、實驗目的 1.通過實驗研究集成運放組成的同向比例運算、反相比例運算，加法、減法、等基本運算電路的功能； 2.知道運算放大器在應用時應考慮的一些常見問題問題。 二、實驗

45、原理 集成運算放大器具有高電壓，且能放大的直接耦合的多級放大器電路。對一些特殊電路能夠靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關系。在線性應用程序可以形成規(guī)模,如加、減、模擬運算電路。 反相比例運算電路 原理圖如圖4.1所示。對于理想運放，可寫出輸出與輸入的關系式的比例關系為: Uo=-Rf*Ui/R1。 輸入級偏置電流會引起的運算誤差，為了減小誤差可以在同相端應接入平衡電阻為： R2=R1|Rf 。圖4.1 反相比例運算電路原理圖實驗輸出波形如圖4.2所示。圖4.2反相比例運算電路的輸入和輸出波形 實驗內(nèi)容：反相比例運算電路。 圖4.1連接實驗電路，接通+（-）12電源，首先進行消震。輸入頻率為500Hz，

46、電壓0.5的正弦波交流信號源，測出相應的輸出電壓Uo，示波觀察Uo和Ui的波形位置關系關系，記入表4.1中。Ui(V)Uo(V)Av實測值 計算值51010 反相加法電路 原理圖如圖4.2所示，可以寫出輸出電壓和輸入電壓之間的關系式Uo = -（Rf*Ui1/R1 + Vf*Ui2/R2） R3=R1|R2|RF。 圖4.2 反相加法電路原理圖 實驗內(nèi)容：反相加法運算電路。 按圖4.2連接電路，輸入直流信號源，測量出表中給定的輸入電壓：Ui1.Ui2及輸出電壓Uo2表4.2 反相加法運算電壓放大倍數(shù)測量 Ui1(mV) Ui2(mV) Uo(V)4.3 同相比例運算電路 圖4.3是同相比例電路

47、，寫出輸出電壓與輸入電壓之間的比例關系式：Uo=(1+RF/R1)*UiR2=R1|RF圖4.3 同相比例運算電路圖實驗內(nèi)容：同相比例運算放大器表4.3 同相比例運算電壓放大倍數(shù)測量Ui(V) Uo(V) Av 實測值 計算值11114.4 減法運算電路4.4 減法運算電路 原理圖4.4為為減法運算電路，令R1=R2，R3=RF時，有如下數(shù)量關系關系:Uo=R3.(Ui2-Ui1)/R1。圖4.4減法運算電路實驗內(nèi)容：減法運算電路采用輸入信號，步驟同上，記入表4.4中表4.4 減法運算電壓放大倍數(shù)測量 Ui1(V)Ui2(V)Uo(V) 實驗報告 1.對實驗數(shù)據(jù)進行加工處理，分析實驗產(chǎn)生的誤差

48、，判斷其原因 。 2.學會處理實驗中出現(xiàn)的問題，對一些現(xiàn)象作出解釋。總 結 從一月份我開始了我的畢業(yè)論文工作，到今天我的論文寫作也基本完成了。一開始我還不知道怎么入手寫論文，整天對著課題發(fā)呆，而后慢慢的開始找到了感覺，這一過程的經(jīng)歷深深地刻在了我的腦海里?，F(xiàn)在畢業(yè)設計和論文都完成了，心里感覺舒坦了很多，期間有太多的體會了，有苦有樂，但我覺得這是值得每個大學生去擁有的一次經(jīng)歷，因為它讓我學到了很多東西。我的研究課題是模擬電子課程輔助實驗軟件，這個電子工作平臺軟件是一種電子電路模擬仿真軟件，一般叫稱為虛擬電子工作臺，現(xiàn)在在高校中運用的較多。它具有這樣一些特點：EWB軟件教程簡單，容易掌握，只需稍加

49、練習，基本就能掌握其各項功能及使用方法。軟件的圖形界面簡單，整體感覺比較直觀，且采用計算機模擬實現(xiàn)，軟件的元器件種類豐富，而且在分析電路時有多種選擇，選擇最佳方法，如動態(tài)、瞬時和線性等電路。EWB軟件采用圖形方式創(chuàng)建電路。避免了使用文本方式輸人電路時遇到的困難，有很多電路供使用者自己去修改和完善。該軟件容易上手，入門者可以用來練手。所以在電子教學中得到廣泛的應用。目前EWB軟件應經(jīng)升級為Multisim，功能更為強大，在我國許多高校都引進了這種軟件，將EWB運用電子技術教學,可以使教師在同一時間解釋理論，利用EWB運用軟件模擬，演示，讓學生理解起來更簡單，使得他們對電子這門課有更多的認識。EW

50、B運用兼容性也更好，EWB運用的容量小，可以直接復制到另一臺機器上使用，即用即裝，真正做到了廣為人用的地步。在電子行業(yè)中，經(jīng)常能夠聽到知名人士對該軟件的好評。畢業(yè)設計和論文充分體現(xiàn)了理論與實踐完美結合在一起，既要求學生要掌握文化知識也要求學生掌握實際動手能力。從我個人來說，我為了能把論文寫好，參考查閱了很多書籍，時間久了竟慢慢的掌握了這一門的很多知識，最終順利的完成了畢業(yè)設計。致謝從去年知道我要做的畢業(yè)論文課題名稱，到現(xiàn)在畢業(yè)論文馬上就要完稿并上交，之間的時間已經(jīng)有大半年了，可現(xiàn)在回想起來仿佛就在昨天。開始到現(xiàn)在，我收集資料，整理相關數(shù)據(jù)，思考論文怎么進行，甚至停滯不前，最終在反復地修改和續(xù)寫

51、中完成了論文。期間，我得到了許多幫助和支持，現(xiàn)在我想對幫助過我的老師和同學的表達我的感謝之情，并送上真誠的祝福。首先，我要感謝我的指導老師李老師。仍記得在選課題時，李老師認真分析了我和其他同各自的長處，為我能夠正確地選出合適自己的課題給予我很大的幫助，這就為我以后寫出好的論文奠定了基礎，在此特地感謝老師。在初期，老師都會很詳細的指導我該怎么做，不僅讓我既培養(yǎng)了決絕問題的能力，也增加了我們師生的友誼。在中期的時候李老師會特地找我，關心我論文的進展，詢問我有沒有不會的，感覺到老師的熱心關懷。而且每當我遇到疑問的時候，我去請教李老師，李老師不管自己有多忙都會停下來為我解決問題，不厭其煩的給我講解，使得我的初稿很快就完成了，為此再次謝謝李老師的關懷與幫助。在后期，李老師對我的論文進行了認真批改，逐句逐字的閱讀，過程中給我提出了很多寶貴的意見，讓我在截稿之前還可以再做一次修改，使我的論文寫得更好。當然，李老師也有嚴格的一面，他對我的要求很高，文章里不能出現(xiàn)一點錯誤，即使一些標點都要用對，這讓我對李老師的嚴謹，對工作的認真態(tài)度產(chǎn)生了敬佩之情，這深深地影響了我，我將深深以老師的要求來嚴格自己。在這里我再一次的謹向李老師致以深深的敬意。其次我還要感謝我的同學譚亞楠，陳奇和馬瑞。我在開始找資料的時候譚亞楠同學特地