1、一 單級放大器設(shè)計與仿真實驗一、預(yù)習(xí)要求1）仔細(xì)閱讀電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）復(fù)習(xí)單管共發(fā)射極放大電路的組成、工作原理和基本分析方法。二、設(shè)計目的1）逐步掌握電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）學(xué)會使用電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0模擬分析電子電路（直流分析、交流分析等）。3） 過此次實驗，將仿真結(jié)果與實際操作結(jié)果相比較。進(jìn)一步掌握共發(fā)射極放大電路的性能。三、電路原理圖圖16-1 單級放大器仿真電路圖四、設(shè)計內(nèi)容與步驟1電路圖的創(chuàng)建首先單擊Webw32程序項，進(jìn)入圖形編輯畫面，

2、繪制所設(shè)計的共發(fā)射極放大器電路圖。（注意：函數(shù)發(fā)生器、示波器和數(shù)字多用表的連接，各元器件參數(shù)的設(shè)置。）實驗電路圖繪制完成后，設(shè)置輸入信號Vip。（輸入信號：f=5kHz,Vi=3mV。這里的Vi為有效值，而函數(shù)發(fā)生器中的幅度參數(shù)指的是信號波形的峰值，在設(shè)置時注意換算。Vip=1.414Vi）2直流工作點分析雙擊電阻Rb1的圖標(biāo)，在隨后出現(xiàn)的面板里按實驗要求改變Rb的值。直流工作點分析的詳細(xì)步驟看該軟件簡介。通過直流工作點分析所測得的數(shù)據(jù)計算出管子的各靜態(tài)參數(shù)值（VBEQ=VB-VE,VCEQ=VC-VE,VRC=VCC-VC,ICQ=VRC/RC）。填寫下表16-1。表16-1給定參數(shù) 實 測

3、計 算 Rb1 VB Vc VE VBEQVCEQVRCICQ 10k 100k 510k3放大倍數(shù)的測試雙擊電阻RL的圖標(biāo)，在隨后出現(xiàn)的面板里按實驗要求改變RL的值。然后將界面右上角的開關(guān)置“1”，雙擊數(shù)值多用表的圖標(biāo)，用數(shù)值多用表分別測量出不同負(fù)載RL情況下的Vo，再分別計算出放大器的電壓放大倍數(shù)Av=Vo/Vi，并用示波器觀察輸出電壓的波形。最后填寫表16-2。（Rb1取值100k）表16-2給 定 參 數(shù) 實 測 計 算 RL Vi Vo Av=Vo/Vi 3mV 5.1k 3mV 3k 3mV 4 比較分析將直流工作點分析和放大倍數(shù)的測試這兩項的仿真結(jié)果與實際操作結(jié)果列表進(jìn)行比較，分

4、析產(chǎn)生誤差的原因。實驗結(jié)論：分析電阻Rb1 對靜態(tài)工作點的影響、負(fù)載電阻RL 對電壓放大倍數(shù)的影響。五、設(shè)計報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電路的設(shè)計特點。設(shè)計總結(jié)報告具體應(yīng)包含的內(nèi)容：2、最后，總結(jié)并寫下在進(jìn)行操作和調(diào)試中的心得體會。二 射極跟隨器設(shè)計與仿真實驗一、預(yù)習(xí)要求1) 進(jìn)一步預(yù)習(xí)電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2) 學(xué)習(xí)放大器各項參數(shù)的測試方法。3) 復(fù)習(xí)射極跟隨器的相關(guān)知識。二、設(shè)計目的1）熟練掌握電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）通過對射極跟隨器的仿真，進(jìn)一步掌握射極跟隨器的工作原理與特點。

5、3）通過此次實驗，掌握在微機(jī)上運行電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的實驗方法。三、設(shè)計內(nèi)容及步驟1、按下圖連接仿真實驗電路圖。2、斷開信號源，用數(shù)字多用表直流檔測量晶體管各電極對地的電位，將測試數(shù)據(jù)填入下表： 測量值 計算值 VBEQ VCEQ VEQ IEQ= VEQ/Rc3、測量電壓放大倍數(shù)連接信號源，在Vs端加入頻率為5kHz，幅度為3v的正弦信號，連接負(fù)載電阻RL，用示波器觀察Vi和VL處的波形，用數(shù)字多用表的交流檔測量出Vi和VL的值，填入下表： 測量值 計算值 Vi VL Av= VL/ Vi4、測量輸入、輸出電阻1）輸入電阻連接負(fù)載電阻RL，因為：V

6、i=VsRi/(Rs+Ri) Ri=ViRs/(Vs-Vi) 所以用數(shù)字多用表的交流檔測量出Vi和Vs,就可以計算出Ri。將測試數(shù)據(jù)填入下表： 測量值 計算值 Vs Vi Ri=ViRs/(Vs-Vi)2) 輸出電阻Ro因為：VL=VoRL/(Ro+RL) Ro=(Vo- VL ) RL/ VL 其中VL 為連接負(fù)載電阻RL的輸出電壓，Vo為不連接負(fù)載電阻RL的輸出電壓。所以用數(shù)字多用表的交流檔測量出Vo和VL,就可以計算出Ro。將測試數(shù)據(jù)填入下表： 測量值 計算值 Vo VL Ro=(Vo- VL ) RL/ VL四、設(shè)計報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電路的設(shè)計特點。設(shè)計總結(jié)報告

7、具體應(yīng)包含的內(nèi)容：2、最后，總結(jié)并寫下在進(jìn)行操作和調(diào)試中的心得體會。三 差動式放大器設(shè)計與仿真實驗一、預(yù)習(xí)要求1）熟悉電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）復(fù)習(xí)差動式放大器的工作原理等相關(guān)理論知識。二、設(shè)計目的1）熟悉電路的工作原理和電路的性能、特征。2）通過對電路的仿真，鞏固差動式放大器的相關(guān)理論知識。3）熟練掌握用電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0測試差動式放大器的方法。三、設(shè)計內(nèi)容及步驟1、繪制仿真實驗電路圖，如下圖所示：2、測試靜態(tài)工作點將Vi1和Vi2斷開，用數(shù)字多用表直流檔測量三極管T1和T2的靜態(tài)工作點，測試數(shù)據(jù)填入

8、下表中：對地電壓Vc1Vc2VE1VE2VB1VB2測量值（V）3、測量差模電壓放大倍數(shù)將Vi1和Vi2連接好，并設(shè)置其大小使Vi1=+0.05V、Vi2=-0.05V，用數(shù)字多用表直流檔測量差動式放大電路單端和雙端輸出電壓，并計算出電壓放大倍數(shù)。將數(shù)據(jù)記錄在下表中。輸入差模信號 測量值 計算值 Vo1 Vo2 VdVod1Vod2Avd1Avd2AvdVid1=+0.05VVid2=-0.05V(Vod1= Vo1- Vc1；Vod2= Vo2- Vc2；Avd1= Vod1/Vid；Avd2= Vod2/Vid；Avd= Vod/Vid；Vid= Vid1- Vid2)4、測量共模電壓放大

9、倍數(shù)改變Vi1和Vi2，使得Vi1=Vi2=+0.05V，即實現(xiàn)共模輸入。用數(shù)字多用表直流檔測量差動式放大電路單端和雙端輸出電壓，并計算出電壓放大倍數(shù)。將數(shù)據(jù)記錄在下表中。輸入共模信號 測量值 計算值 Vo1 Vo2 VocVoc1Voc2Avc1AvcAvcVid1=+0.05VVid2=+0.05V(Voc1= Vo1- Vc1；Voc2= Vo2- Vc2；Avc1= Voc1/Vic；Avc2= Voc2/Vic；Avc= Voc/Vic；Vic= Vic1= Vic2=0.05V)4、 設(shè)計報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電路的設(shè)計特點。設(shè)計總結(jié)報告具體應(yīng)包含的內(nèi)容：2、最

10、后，總結(jié)并寫下在進(jìn)行操作和調(diào)試中的心得體會。四 兩級阻容耦合放大器設(shè)計與仿真實驗一、預(yù)習(xí)要求1）進(jìn)一步熟悉電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）預(yù)習(xí)多級放大器的電壓增益以及頻率特性的有關(guān)知識。3）估算電路的靜態(tài)工作點（80）以及電壓增益的大小。二、設(shè)計目的1）了解多級阻容耦合放大器的一般組成方法。2）通過對電路的仿真，鞏固多級放大器的相關(guān)理論知識。3）了解多級放大器的電壓增益與各單級電壓增益的關(guān)系。4）學(xué)會放大器頻率特性的測試方法。三、設(shè)計內(nèi)容及步驟1、繪制仿真實驗電路圖，如下圖所示：三極管型號：2N22182、測試靜態(tài)工作點將信號源斷開，用數(shù)字多用表直流檔

11、或直流工作點的分析測量三極管T1和T2的靜態(tài)工作點，測試數(shù)據(jù)填入下表中：對地電壓Vc1Vc2VE1VE2VB1VB2測量值（V）3、測量放大器的電壓放大倍數(shù)將信號源連接好，并設(shè)置頻率為5kHz，幅度為0.5mv的正弦信號，用數(shù)字多用表交流檔測量輸入電壓Ui和各級輸出電壓Uo1、Uo2，并計算出各級電壓放大倍數(shù)Av1、Av2、Av。將數(shù)據(jù)記錄在下表中。給定參數(shù)測量值計算值RLUiUo1Uo2Av1Av2Av3k4、測量放大器的幅頻特性利用交流頻率分析（Analysis/AC Frequency）, 選擇輸出電壓節(jié)點分析、起始頻率（FSTART=10Hz）、終點頻率（FSTOP=100MHz）、掃

12、描形式（Sweep type）選擇decade、顯示點數(shù)(Number of Points)選擇100。在所得的幅頻特性圖中測量電路的上限截至頻率fH和下限截至頻率fL（輸出電壓下降到中頻段輸出電壓的0.707倍時所對應(yīng)的頻率值），數(shù)據(jù)記錄在表中。fHfL帶寬WB四、設(shè)計報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電路的設(shè)計特點。設(shè)計總結(jié)報告具體應(yīng)包含的內(nèi)容：2、最后，總結(jié)并寫下在進(jìn)行操作和調(diào)試中的心得體會。五 運算放大器的線性應(yīng)用（設(shè)計）1、 預(yù)習(xí)要求1） 進(jìn)一步預(yù)習(xí)電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2） 復(fù)習(xí)運算放大器的線性應(yīng)用的相關(guān)知識。2、 設(shè)計目的1

13、）熟練掌握電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用。2）通過對運放加減法電路的仿真，鞏固運放線性應(yīng)用的相關(guān)知識。3）通過此次實驗，掌握用電路仿真軟件Electronics Workbench 5.0測試電路參數(shù)的方法。三、設(shè)計內(nèi)容及步驟根據(jù)實驗要求設(shè)計出反向加法器、減法器、加減混合運算電路的原理圖，再在EWB的圖形編輯界面中繪制出各實驗電路圖（運放采用op07），在Vi1和 Vi2加入直流電壓源，雙擊該電壓源，在彈出的方框內(nèi)，按照要求，輸入Vi1和 Vi2的值。在輸出端接數(shù)字多用表，將電路圖保存后，將開關(guān)置“1”，雙擊數(shù)字多用表，在彈出的方框內(nèi)讀出Vo的大小，填入表

14、中。然后雙擊電壓源改變Vi1和 Vi2的值重復(fù)上述步驟，讀出新的Vo填入表中。1 反向加法器的仿真 Vo=-10(Vi1+Vi2) 表17-1直流輸入Vi1 (V) 0.3 -0.3 0.4直流輸入Vi2 (V) 0.2 0.2 -0.1直流輸出Vo (V)2 減法器的仿真 Vo=-10(Vi1-Vi2)=10(Vi2-Vi1) 表17-2直流輸入Vi1 (V) 1 0.2 0.4直流輸入Vi2 (V) 0.5 - 0.2 -0.1直流輸出Vo (V)3 加減混合運算的仿真 Vo=10Vi1+5Vi2-2Vi3 表17-3直流輸入Vi1 (V) 0.4 0.2 0.3直流輸入Vi2 (V) 0

15、.2 -0.5 0.2直流輸入Vi3 (V) 1 1 -0.5直流輸出Vo (V)四、設(shè)計報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)電路的設(shè)計特點。設(shè)計總結(jié)報告具體應(yīng)包含的內(nèi)容：2、最后，總結(jié)并寫下在進(jìn)行操作和調(diào)試中的心得體會。綜合設(shè)計部分籃球競賽30S計時器設(shè)計一、 設(shè)計任務(wù)與要求1. 具有顯示30S計時功能。2. 設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零、啟動和連續(xù)功能。3. 計時器為30S遞減計時器，其計時間隔為1S。4. 計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)編碼器、十進(jìn)制加/減計數(shù)器的工作原理。2設(shè)計可預(yù)置時間的定時電路。3分析與設(shè)計時序控制

16、電路。4. 畫出籃球競賽30S計時器的整機(jī)邏輯電路圖。5仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用三、設(shè)計原理與參考電路1籃球競賽30S計時器總體方框圖如圖1所示為總體方框圖。該圖包括秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時序控制電路（簡稱控制電路）和報警電路等5個部分。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成30S計時功能，而控制電路具有直接控制計數(shù)器的啟動計數(shù)、暫停/繼續(xù)計數(shù)、譯碼顯示電路的顯示和滅燈等功能。為了保證滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，在設(shè)計控制電路時，應(yīng)正確處理各個信號之間的時序關(guān)系。在操作直接清零開關(guān)時，要求計數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈。當(dāng)啟動開關(guān)閉合時

17、，控制電路應(yīng)封鎖時鐘信號CP（秒脈沖信號），同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30S字樣；當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)拔開在暫停位置上時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)拔在連續(xù)位置上時，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。另外，外部操作開關(guān)都應(yīng)采取去抖動措施，以防止機(jī)械抖動造成電路工作的不穩(wěn)定。圖1 籃球競賽30S計時器框圖2單元電路設(shè)計 8421BCD碼30進(jìn)制遞減計數(shù)器是由74LS192構(gòu)成。如圖2所示，30進(jìn)制遞減計數(shù)器的預(yù)置數(shù)為N=（0011 0000）8421BCD（30）D。它的計數(shù)原理是，每當(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)出負(fù)跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。當(dāng)高

18、、低位計數(shù)器全處于0，同時在CPD=0期間，高位計數(shù)器0，之后LD1，計數(shù)器在CPD時鐘脈沖作用下，進(jìn)入下一輪減數(shù)。 開關(guān)A實現(xiàn)電路的啟動和清零的功能；開關(guān)B實現(xiàn)電路的暫停和繼續(xù)功能。開關(guān)A打到清零端，實現(xiàn)計數(shù)器異步置數(shù)，數(shù)碼顯示為30字樣；這時再將開關(guān)A打到啟動端、開關(guān)B打到連續(xù)端，電路實現(xiàn)遞減計數(shù)；期間將開關(guān)B打到暫停端，可以實現(xiàn)暫停功能，計數(shù)器停止計數(shù)，如果再將開關(guān)B打到連續(xù)端，計數(shù)器將在暫停前的基礎(chǔ)上繼續(xù)計數(shù)；當(dāng)30S計數(shù)結(jié)束后，電路會發(fā)出警告，發(fā)光二極管會亮。控制電路的工作原理請讀者自行分析。秒脈沖產(chǎn)生電路可以由555組成的多諧振蕩器或晶振電路來實現(xiàn)。在本次仿真中，我們就直接用一個時

19、鐘脈沖發(fā)生器來代替，其參數(shù)設(shè)置：頻率為1Hz，幅值為5V。圖2 8421BCD碼30進(jìn)制遞減計數(shù)器表1 74LS192的真值表四、實驗仿真及調(diào)試在EWB平臺上建立下圖所示的籃球競賽30S計時器的仿真原理圖，然后將開關(guān)A打到清零端，實現(xiàn)計數(shù)器異步置數(shù)，數(shù)碼顯示為30字樣；這時再將開關(guān)A打到啟動端、開關(guān)B打到連續(xù)端，電路實現(xiàn)遞減計數(shù)；期間將開關(guān)B打到暫停端，可以實現(xiàn)暫停功能，計數(shù)器停止計數(shù)，如果再將開關(guān)B打到連續(xù)端，計數(shù)器將在暫停前的基礎(chǔ)上繼續(xù)計數(shù)；當(dāng)30S計數(shù)結(jié)束后，電路會發(fā)出警告，發(fā)光二極管發(fā)光。電子秒表設(shè)計一、 設(shè)計任務(wù)與要求1. 具有顯示0.0S-9.9S的計時功能。2. 設(shè)置外部操作開關(guān)

20、，控制計時器的啟動、暫停和繼續(xù)功能。3. 計時器為9.9S遞增計時器，其計時間隔為0.1S。4. 系統(tǒng)的時鐘由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)譯碼器、十進(jìn)制加/減計數(shù)器的工作原理。2復(fù)習(xí)、時鐘發(fā)生器等單元電路的工作原理及應(yīng)用。3學(xué)習(xí)電路調(diào)試的基本方法。4. 畫出電子秒表的整機(jī)邏輯電路圖。5熟悉仿真軟件Electronics Workbench 5.0的使用三、設(shè)計原理與參考電路1電子秒表總體方框圖如圖1所示為總體方框圖。該圖包括秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路和控制電路等4個部分。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成0.0S-9.9S的計時功能，而控制電路具

21、有直接控制計數(shù)器的清零、啟動、暫停/繼續(xù)計數(shù)、譯碼顯示電路的顯示和滅燈等功能。控制電路由基本RS觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器兩部分組成，其中基本RS觸發(fā)器主要完成電子秒表的啟動和停止功能、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的主要職能是為計數(shù)器提供清0信號。秒脈沖發(fā)生器是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器構(gòu)成。圖1 電子秒表框圖2單元電路設(shè)計（1）基本RS觸發(fā)器 圖2為用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。屬于電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位、復(fù)位的功能。他的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出Q作為與非門5（見仿真原理圖）的輸入控制信號。圖2基本RS觸發(fā)器將復(fù)位開關(guān)接地（復(fù)位），則門1輸出1；門2輸出Q0，復(fù)位開關(guān)復(fù)位后、Q狀態(tài)保持不變。再按動（接地），則Q由0變?yōu)?，門5開啟，為計數(shù)器啟動做好準(zhǔn)備。由1變?yōu)?，送出負(fù)脈沖，啟動單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。此時如果將啟動/暫停/繼續(xù)開關(guān)接地，則計數(shù)器將開始計數(shù)；如果斷開啟動/暫停/繼續(xù)開關(guān)，則計數(shù)器將