eda设计实验报告(编辑修改稿)

eda设计实验报告(编辑修改稿)内容摘要：

495 Lf H 由表格可以清楚地看出，加入电压串联负反馈后输入电阻增大，输出电阻减小，电压增益显著减小，而通频带变宽。 2） 电压增益显著减小的原因分析 由模电中所学知识可知，1f fAA AK ，其中， fA 是负反馈放大电路的放大倍数， EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 27 页 共 50 页 A 是电路断开反馈时的放大倍数， fK 是反馈网络的反馈系数。 所以，当 11fK，就 有 1fA。 3） 验证 1f fA K 由上图， 0 . 7 0 7 , 0 . 6 8 1 ,i f i fV m V V m V V V    可以求出00 . 6 8 1 0 . 0 4 8 6 40 . 0 1 4ff V mVK VV   1 fK 而 0 f iVA V，可以知道当引入的负反馈更深时，两者的值就越接近。 这是由于1f fAA AK ，当 11fK 时， 1f fA K。 4） 比较引入反馈前后输出失真的情况 由上面的分析可知，引入负反馈前，输出开始失真时的输入信号幅度为 8mV；引入反馈后，输出开始失真时的输入信号幅度为 160mV，可见，失真在引入负反馈后变得更难了，引入的负反馈改善了电路的性能，但这是以牺牲电压增益来实现的。 实验中遇到的问题和解决的办法 遇到问题： 引入电压串联负反馈后 ，不能达到 ifVV ； 解决办法：调节 fR 的值 ，使得两级放大器可以实现深度负反馈。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 28 页 共 50 页 实验体会 通过本实验中对于无反馈与带反馈电路的设计与分析比较，我深刻体会到负反馈电路在模拟电路的分析与设计中的作用，并重温和巩固了负反馈方面的知识。 知道了负反馈所起到的作用，即用电压的增益来换电路的非线性失真的减小。 实验四 阶梯波发生电路的设计 一、实验目的 1. 设计一个能产生周期性阶梯波的电路，要求阶梯波周期在 40ms左右，输出电压范围 10V，阶梯个数 4个。 (注意：电路中均采用模拟、真实器件，不可以选用计数器、 555定时器、 D/A 转换器等数字器件，也不可选用虚拟器件。 ) 2. 对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。 3. 改变电路元器件参数，观察输出波形的变化，确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。 二、实验要求 1. 给出阶梯波发生器实验原理图。 2. 介绍电路的工作原理。 3. 给出电路的分段测试波形和最终输出的阶梯波，并回答以下问题： (a) 调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的周期。 (b) 调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的输出电压范围。 （ c） 调节电路中那些元器件值可以改变阶梯波的阶梯个数。 三、实验步骤 设计负阶梯波发生器，先考虑产生一个方波，其次，经过微分电路输出得到上下都有的尖脉冲，然后经过限幅电路，只留下所需的正脉冲，再通过积分电路，实现累加而输出一个负阶梯。 对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变，在下一个尖脉冲到来时，积分器在原来的基础上进行积分，因此，积分器 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 29 页 共 50 页 就起到了积分和累加的作用。 当积分累加到比较器的比较电压时，比较器翻转，比较器输出正电压，使震荡控制电路起作用，方波停振。 同时，这个 正电压是电子开关导通，积分电容放电，积分器输出对地短路，恢复到起始状态，完成一次阶梯波输出。 积分器输出由负值向零跳变的过程，又使比较器发生翻转，比较器输出变为负值，这样震荡控制电路起不了作用，方波输出，同时是电子开关断开，积分器进行累加，如此循环，就形成了一系列阶梯波。 其原理框图如 下 图。 方波发生电路 通过调整器件参数值使得周期为 40ms, 振荡控制电路 方波发生 微分电路 限幅电路 积分累加电路 比较器 电子开关电路 电 源 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 30 页 共 50 页 所以每个台阶的时长为 8ms,也就是说每个尖脉冲的周期为 8ms， 所以 方波的周 期为8ms。 需要调整相关元件的值，使得方波的周期控制在 8ms 左右。 通过调整元器件参数，并对输出波形进行检测， 可以 发现：电路中电阻 R1 的大小影响最终周期的大小， R1 阻值越大，周期也就越大。 接下来就是一边不断增大 R1 的阻值，一边观察输出波形周期。 直到 R1 阻值增大到 ，方波周期达到 8ms，当然 会存在 一定误差。 最后得到的方波波形如 下 图。 由上图可以知道： T=T2T1=，满足设计要求。 尖脉冲发生电路 加上尖脉冲发生电路后的电路如 下 图。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 31 页 共 50 页 如 上 图所示，在原有方波发 生电路的基础上增加一个电阻和一个电容便可以构成尖脉冲发生电路。 增加的阻容电路是一个微分电路，可以改变方波的形状，形成尖脉冲。 脉冲越尖，脉冲信号就越理想。 因此，通过不断调整电阻、电容的参数值，通过观察输出波形的尖锐程度，以确定较为合适的阻容值 ， 最后得到的尖脉冲信号如 下 图。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 32 页 共 50 页 由于尖脉冲是方波经过微分变换的来，所以周期应该同方波一致，从图中也可以看出周期大约为 ,与上面的方波周期一致。 限幅电路 尖脉冲发生电路得到的尖脉冲在正负两个平面内都存在。 但是 我们要得到的 是 下降阶梯波，而后面的积分 累加电路是一个反相电路，所以在此处我们必须通过增加一个限幅电路，将上半平面内的尖脉冲过滤掉。 这里利用了二极管的“正向导通，反向截止”的原理，利用还有二极管的限幅电路来滤除下半部分的尖脉冲。 增加限幅电路后具体的总电路图如下图。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 33 页 共 50 页 下 图为经过限幅电路后的波形，由图中可以看出，经过限幅电路后，下半部分的波形已被 彻底 滤除，而且脉冲的周期还保持在 . 积分累加电路 由模电 知识 可知，一个尖脉冲经过积分累加电路便可以形成一个下降的阶梯，因此增加了一个积分累加电路后的电路输出波形应该由若干个下降 的阶梯波组成。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 34 页 共 50 页 具体电路如 下 图。 该电路的输出波形如 下 图。 从图中可以看出，每个阶梯的周期仍约为 ，波形较为准确。 最终的阶梯波发生电路 将上述电路增加一个电压比较器，并配合电子开关等辅助原件，便可以得到最终的阶梯波发生电路。 电压比较器的作用是形成周期性的下降阶梯波波形。 具体的电路如 下 图。 EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 35 页 共 50 页 测试输出端波形，得到如 下 图的最终阶梯波波形。 3 对输出阶梯波相关参数的检测 对阶梯波周期的检测 每个阶梯的周期 ： EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 36 页 共 50 页 上 图给出的是每个台阶的周期测量，可以看出，每个台阶的周期 大约为 ,与要求的 8ms 很 接近。 阶梯波 周期： EDA 设计（Ⅰ）实验报告 第 37 页 共 50 页 由 上 图可知，阶梯波的周期约为 ，而 题目。