模电自主设计实验
模电综合设计实训报告
模电综合设计实训报告一、实验目的本次实验旨在通过模拟电路的设计和实现，加深对模拟电路原理的理解，并掌握相关的设计方法和技巧。
具体目标如下：1. 了解模拟电路的基本概念和常用器件的特性；2. 掌握模拟电路的基本设计方法和步骤；3. 进一步了解运放的工作原理和相关应用；4. 实践并巩固模拟电路的设计和调试能力。
二、实验设备本次实验所用的器件和设备有：1. 电源供应器2. 可变电阻器3. 电容器4. 电感器5. 非线性电阻器6. 示波器7. 麦克风8. 背光液晶显示器三、实验内容及步骤本实验主要分为三个部分：集成运放的基本特性测试、信号处理电路（语音放大电路）设计和实现、以及显示电路设计和实现。
1. 集成运放的基本特性测试首先进行了对集成运放的基本特性进行测试。
通过分别连接电源和示波器，验证了运放的放大倍数、输入电阻、输入偏置电流等性能参数。
实验结果表明运放的性能参数较为理想，符合设计需求。
2. 信号处理电路（语音放大电路）设计和实现在此部分，我们需要设计一个能够将麦克风输入的语音信号放大的电路。
首先进行了信号处理电路的设计，确定了运放的增益、电容和电阻等参数。
然后进行了电路的实现，连接了麦克风、运放等器件，并使用示波器对输出信号进行检测。
经过调试和优化，成功实现了对输入语音信号的放大。
3. 显示电路设计和实现最后一部分是设计一个显示电路，可以将放大后的信号通过背光液晶显示器进行显示。
我们根据液晶显示器的特性和需求，选择了适当的电阻和电容值，成功地将放大的信号传递到了显示器上，并完成了整体的电路设计。
四、实验结果与分析经过实验，我们成功地完成了模拟电路的综合设计实训任务。
基于对模拟电路原理和器件特性的理解，我们完成了集成运放的基本特性测试、语音放大电路的设计和实现，以及显示电路的设计和实现。
通过实验，我们进一步加深了对模拟电路设计方法和步骤的理解，并掌握了一些相关的设计技巧。
此外，我们还学会了使用示波器等仪器进行电路参数测量和信号观测。
模电自主设计实验-张富强
姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩串联型晶体管稳压电源的设计1.实验目的1．研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2．掌握串联型晶体管稳压电路的稳压方法。
3．了解稳压电路的一般研究思路。
2.总体设计方案或技术路线小功率直流整流电路基本上是由整流电路、滤波电路和稳压电路组成的，如图所示：其整体电路框图为：该实验使用低频交流输入，由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的电压量，再通过滤波电路滤去一部分电压分量，就可以得到较为平缓的直流电压。
但这样的直流输出电压，还会随交流电压的波动或负载的变化而变化。
因此还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
（1）整流电路的设计利用二极管的单向导电原理组成整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动的直流电压。
在小功率直流电源中，常见的整流电路有单相半波、全波、桥式、和倍压整流电路。
而我们所用的是单相桥式整流电路。
其电路图如下所示：其工作原理为：在1V的正半周，D2、D3导通，D1、D4截止，通过D1、D3给1R提供电流，方向由上向下；在1V的负半周，D1、D4导通，D2、D3截止，通过D1、D4给1R提供电流，方向仍然是由上向下，由此得到整流波形。
(2)滤波电路的设计整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分。
为获得较为理想的直流成分，需要利用具有储能作用的电抗性元件，如电容，电感组成的滤波电路来滤除整流电路中输出电压中的脉动成分，以获得较好的直流电压。
实验中使用电容滤波电路来进行滤波。
（3）稳压电路的设计虽然经整流和滤波后输出的直流电压含有的纹波已经很小了，但在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
实验中使用串联型晶体管稳压电路。
其原理图如图所示：串联型稳压电路主要有基准电位、比较电压器、调整器和取样电路组成。
其基本电路结构如图所示：其中R1、Rp、R2组成的分压器是取样电路，从输出端取出部分电压UB2作为取样电压加至三极管T2的基极。
模拟电路设计实验报告
模拟电路设计实验报告实验目的：本次实验旨在通过设计和搭建模拟电路，加深对模拟电路设计原理的理解，并掌握模拟电路设计的基本方法和技巧。
实验器材：1. 电源：直流可变电源、示波器；2. 元器件：电阻、电容、二极管、晶体管等；3. 工具：数字万用表、示波器探头等。
实验内容：1. 单管反馈放大电路设计：搭建单管反馈放大电路，并通过调整电路中的参数来验证电路的放大功能；2. 二极管扩频电路设计：设计并搭建二极管扩频电路，并观察其在不同频率下的性能表现；3. 滤波电路设计：搭建不同类型的滤波电路，如低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器，研究其频率特性和滤波效果。
实验步骤：1. 单管反馈放大电路设计：- 根据电路图搭建单管反馈放大电路；- 调节电路中的元器件数值，如电阻和电容值，以达到不同的放大倍数；- 通过示波器观察输入输出电压波形，分析电路的放大效果。
2. 二极管扩频电路设计：- 设计二极管扩频电路的电路图，并进行搭建；- 使用示波器测量不同频率下电路的输出波形，观察频率响应曲线；- 分析电路在不同频率下的扩频性能，评估电路设计的合理性。
3. 滤波电路设计：- 搭建低通、带通和高通滤波器电路，分别进行实验；- 使用数字万用表和示波器测试不同频率下的输出波形，比较滤波器的频率特性和滤波效果；- 分析实验结果，总结不同类型滤波器的特点和应用范围。
实验结果与分析：1. 单管反馈放大电路实验结果显示，在一定范围内随着反馈电阻的增大，电路的整体增益也会随之增大，但是增益的稳定性会有所下降；2. 二极管扩频电路实验结果表明，二极管扩频电路在一定频率范围内具有较好的扩频效果，但是在过大或过小的频率范围内效果会逐渐降低；3. 不同类型滤波器的实验结果显示，低通滤波器适用于去除高频噪声信号，高通滤波器适用于去除低频干扰信号，带通滤波器则可以选择特定频率范围内的信号传输。
结论与建议：通过本次模拟电路设计实验，我们深入理解了模拟电路设计原理，掌握了设计模拟电路的基本方法和技巧。
模电自主设计实验—同相滞回电压比较器的研究报告
模电自主设计实验—同相滞回电压比较器的研究报告实验目的：通过实验研究同相滞回电压比较器的工作原理和性能，加深对其内部电路结构和特性的理解，提高电路设计和分析能力。
实验原理：同相滞回电压比较器是一种常见的模拟电路，用于对两个输入电压进行比较，输出高电平或低电平。
其基本原理是通过对输入电压进行放大，然后与一个参考电压进行比较，根据比较结果输出高电平或低电平。
实验器材与材料：1.同相滞回电压比较器芯片（LM393）2.电源（+12V，-12V）3.示波器4.信号源5.电阻、电容等元件实验步骤：1.将同相滞回电压比较器芯片（LM393）连接到电源并接地，根据数据手册连接芯片的引脚。
2.将输入电压源和参考电压源连接到芯片的输入引脚，并设置合适的电压值。
3.连接示波器到芯片的输出引脚，以观察输出信号波形。
4.调整输入电压源的电压值，逐步改变输入电压，观察示波器上的波形。
5.记录不同输入电压下的输出电平，分析其特点和变化规律。
6.比较实验结果与理论预期，检验实验结果的准确性。
实验结果与讨论：通过对同相滞回电压比较器的实验研究，我们观察到与输入电压和参考电压的关系对输出电压有明显影响。
当输入电压高于参考电压时，输出为高电平；当输入电压低于参考电压时，输出为低电平。
在输入电压接近参考电压附近时，输出会出现翻转现象，即输入电压经过比较后产生切换效应。
与理论预期相比，实验结果基本一致。
在进行实验时，我们还发现了一些实际电路中的问题，如杂散电容和电源波动等对电路性能的影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了同相滞回电压比较器的工作原理和性能。
实验结果与理论预期基本一致，验证了同相滞回电压比较器的准确性和可靠性。
此外，还发现了实际电路中可能存在的问题，为电路设计和优化提供了一定的参考。
改进方向：在今后的实验中，我们可以进一步研究同相滞回电压比较器的性能参数，如响应时间、功耗等，以及对其进行电路优化和性能提升。
此外，可以与其他电路进行组合，实现更复杂的功能。
模电设计报告
模拟电子设计实验报告姓名：班级：学号：一．实验名称：多种波形发生器设计实验目的:1.进一步加深理解波形发生电路的工作原理。
2.熟悉多种波形发生器的工程设计方法。
3.进一步熟悉multisim的使用方法。
实验内容：采用集成运算放大器741为核心器件自行设计能产生频率为1.6khz,幅度为±6v的正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波的多种波形发生器。
并用虚拟电子平台仿真实现。
要求：输出各种波形工作频率范围20HZ~20KHZ 连续可调；正弦波幅值±6v，失真度小于1.5%；方波幅值±10v;各种输出波形均值均连续可调；实验原理：由滞回比较器作为电路的起始端，通过稳压管的稳压作用产生幅值和稳压值相同的方波，通过R1,R2,调节周期。
再通过一积分电路，产生三角波，积分电路前加一滑动变阻器，可通过改变滑动变阻器产生锯齿波。
后面再加以低通滤波器，三角波经低通滤波生成正弦波。
原理图:仿真图：方波：三角波：锯齿波：正弦波：二．有源滤波器设计实验目的：1 进一步理解有运放组成的R C有源滤波器的工作原理。
2 熟悉掌握二阶BC有源滤波器的工程设计方法。
3 掌握滤波器基本参数的测量方法。
4 进一步熟悉Multisim高级分析命令实验内容：1自行设计一低通滤波器，截止频率为fo=2KHz,Q=0.7,f>>fo处的衰减速率不低于-30dB/102 自行设计一高通滤波器，截止频率f0=500hz，Q=0.8，f=0.5f0处的衰减幅度不低于30db/10倍频3 自行设计一带通滤波器，中心频率fo=100Hz,Q=1,通频带放大倍数Au=2,通带允许的最大波动为+-1dB并用虚拟电子平台Multisim仿真实现。
低通滤波器：高通滤波器：带通滤波器:三．繁用电表设计实验目的：1 掌握集成有运算放大器组成繁用表的工作原理。
2 设计由集成运算放大器741组成的交直流电压表，电流表和欧姆表的实际测量电路。
全版模电实验教案实验
全版模电实验教案实验一、实验目的与要求1. 实验目的(1) 理解模拟电子技术的基本概念和原理。
(2) 熟悉常用模拟电子元器件的特性和使用方法。
(3) 掌握基本模拟电路的设计和调试方法。
(4) 培养实验操作能力和科学思维。
2. 实验要求(1) 学生应提前预习实验内容，了解实验原理和步骤。
(2) 实验过程中，学生应严格遵循实验规程，注意安全。
二、实验原理与内容1. 实验原理(1) 放大电路的基本原理和分析方法。
(2) 滤波电路的原理和设计方法。
(3) 振荡电路的原理和调试方法。
(4) 稳压电路的原理和设计方法。
2. 实验内容(1) 验证放大电路的原理，测量放大倍数。
(2) 设计并搭建滤波电路，测试滤波效果。
(3) 搭建振荡电路，观察振荡频率和波形。
(4) 设计并调试稳压电路，实现输出电压的稳定。
三、实验器材与步骤1. 实验器材(1) 模拟电子实验板。
(2) 各种模拟电子元器件（电阻、电容、晶体管等）。
(3) 测试仪器（示波器、万用表等）。
2. 实验步骤(1) 根据实验原理，设计实验电路图。
(2) 按照电路图，搭建实验电路。
(3) 调试电路，使各参数达到预期值。
(4) 利用测试仪器，测量并记录实验数据。
(5) 分析实验结果，验证实验原理。
四、实验注意事项1. 严格遵守实验室规章制度，注意安全。
2. 正确使用测试仪器，避免损坏。
3. 实验过程中，遇到问题应及时请教教师。
4. 实验结束后，及时整理实验器材，保持实验室整洁。
五、实验报告要求1. 报告内容(1) 实验目的、原理和内容概述。
(2) 实验步骤、实验数据和图表。
(3) 实验结果分析，包括实验现象和原理的验证。
(4) 实验中遇到的问题及解决方法。
2. 报告格式(1) 文字表述清晰，条理分明。
(2) 数据准确，图表规范。
(3) 页面整洁，格式规范。
3. 报告提交时间(1) 实验结束后一周内提交。
六、实验评价与考核1. 实验评价(1) 实验操作的正确性。
哈工大 模电自主设计 锯齿波发生器
占空比可调的锯齿波发生电路学院：专业：姓名：学号：占空比可调的锯齿波发生电路一．实验目的1．掌握占空比可调的锯齿波发生电路的工作原理2．掌握占空比调节的方法二．总体设计方案1.滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，R都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰。
因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰能力差。
滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因此也就具有一定抗干扰能力。
从反相输入端输入的滞回比较器电路如图(a)所示，滞回比较器电路中引入了正反馈。
(a)电路 (b)电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出，u0=±U Z。
集成运放反相输入端电位u N= u I，同相输入端电位根据“虚短”u N=u P，求出的u I就是阈值电压，因此得出当u I<-U T，u N<u P，因而uo=+U Z，所以u P=+U T。
u I>+U T，uo=-U Z。
当u I>+U T，u N>u P，因而uo=-U Z，所以u P=-U T。
u I<-U T，uo=+U Z。
可见，uo从+U Z跃变为-U Z和uo从-U Z跃变为+U Z的阈值电压是不同的，电压传输特性如图(b)所示。
在我们所设计的锯齿波发生器中，滞回比较器由运放U1和电阻R1,R3,R4所组成。
通过由稳压管D1,D2和限流电阻R3构成的输出限幅电路，从而输出方波波形。
其中调节电阻R2可改变锯齿波的幅值和一定范围的频率。
调节滞回比较器的稳幅输出D1,D2值，可调整方波输出幅值，可改变积分时间，从而在一定范围内改变锯齿波的频率。
2.积分电路如图所示的积分运算电路中，由于集成运放的同相输入端通过R’接地，u N=u P =0为“虚地”。
电路中电容C的电流等于流过电阻R的电流输出电压与电容上电压的关系为u o=-u c而电容上电压等于其电流的积分，故在求解t1到t2时间段的积分值时式中u o(t1)为积分起始时刻的输出电压，即积分运算的起始值，积分的终值是t2时刻的输出电压。
模拟电子电路实验设计
模拟电子电路实验设计实验报告第二组电子1101班小组成员:张杨乔天玉姓名:张杨学号:201118046通频带扩展放大电路一、要求：利用负反馈和放大电路级联技术，使某分压偏置放大电路的上限截止频率扩展2倍，且该放大电路的电压增益最大值不小于30倍。
二、设备原件：电阻、电容、三极管若干、信号发生器、直流稳压电源、示波器等。
三、电路图四、工作原理：该设计采用三极管具有放大作用的原理，把小信号逐级放大，在运用三极管的共射级具有负反馈作用，使增益减少，从而扩大通频带，题目中要使通频带扩大两倍，且放大电路的电压增益最大值不小于30倍，则放大电路的增益至少60倍。
设计分压偏置时应注意，在设计电阻Rb1和Rb2时，应先确保让I R b2和I B之间满足I Rb2远远大于I B的关系，保证其静态工作点，在射级上串联R e有助于防止工作点的漂移，在测量该电路的幅频特性时，就是测出它的上限频率f H和下限频率f L然后再计算出通频带f B,其计算公式为f H-f L=f B ；五、实验理论基础：在设计时，找准运用的模式，设计偏置电路时R b1和Rb2使其满足3:1或4:1或5:1的关系串联的Re 电阻要满足回路中I Rb2远远大于I B的电流，第一级放大是测其静态工作点使其满足理论中V CE=1/2V CC,再依照第一级的方式连接第二级，将第一级断开测试第二级的静态工作点，若不满足，则调节电阻的比列，就这样到达题目要求的倍数时，再从集电极引一电阻引到第一级的射级够成负反馈。
调节好后，在示波器上描绘出来，有两个图，一个没有反馈的时候，一个是有反馈的时候，比较其通频带的大小。
六、测试数据分析：第一级：Rb11=470k, Rb12=100k,Re=1k,Rc1=4.7k,Vcc=15v;则其静态工作点为：V B=Vcc*R b12/(R b11+R b12)= 2.63V;I E=(V B1-V BE)/Re=2mA;Vc E≈βVcc-Ic1(Re+Rc1)=4.5V;测试中得到的静态工作点是7.35V，从而满足条件，则在示波器中显示出来的输入电压为2.25V，输出为12V，则放大的倍数Av=- 输出/输入=-5.3;第二级：Rb21=470k, Rb22=100k , Re2=2k, Rc2=10k;将第一级断开测试第二级的静态工作点，得到VcE=7.1V,满足条件，在示波器上显示一二级共同的输出电压为7V，则放大的倍数为3.1；通过此方法得出第三级，第四级的放大倍数；第三级的数据为，Rb31=470k, Rb32=100K Re3=1.5k, Rc3=10k，得出第三级的放大倍数为40倍；第四级的数据为，Rb41=300k, Rb42=100K Re4=3k Rc4=4.7k,得出放大倍数为60倍；可在示波器上显示如图：连接到这步后，进行反馈，则要放负载，负载的大小根据我们的实验要求选择电阻，即放入电阻依次测试，得到满足的电阻为68K，再进行试验得到反馈回来的增益为35倍（注：该数据由于实验误差，放大的倍数为约数），在从小到大调节频率，从60Hz到最大，分析数据，看在一定的范围内，是否有变化。
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全波精密整流电路设计
一 实验目的
1、设计全波精密整流电路
2、理解使用运算放大器设计整流电路相对于二极管整流电路的优势
3、对比了解不同整流电路的优缺点
二 总体设计方案或技术路线
1、双运放全波精密整流器的电路原理图如图1所示
图1
2、利用二极管的单向导电性来组成整流电路。
由于二极管的伏安特性在小信号时处于截止或处于特性曲线的弯曲部分，使小信号检波不到原信号或使原信号失真太大。
把二极管置于运算放大器的负反馈环路中，就能大大削弱这种影响，提高非线性电路精度。
反相输入精密全波整流器的输入u i 与输出电压u o 有如下关系：
当u i >0时，u o =u i ；u i <0时，u o =-u i 对于图1所示双运放精密整流器
当u i >0时，u o1 <0,则VD 1截止，VD 2导通，对于A 1形成一个反向比例运算器有:
1
112
o i R u u u R ==-
对于反相求和放大器A 2输出u o 为：1
0543
(
)2i i i i u u u R u u u R R =-+⨯=-+= 当u i <0时，u o1 >0 ，则VD 1导通，VD 2截止由于A 2的反向端输入电压与A 1的反向端电压
均为零，所以
10
u=，A2运放只有一路输入u i，则有4
5i i
R
u u u
R
=-=-；
整流的精度主要决定于电阻R4、R5、R3的匹配精度。
这种电路，在运算放大器的输出动态范围内，整流不会出现非线性失真引起的误差。
若使u o2得到相应的放大数值，需要改变R5 阻值。
3、单级运放的精密整流器的电路原理图如图2所示
图2
4、单级运放的精密整流器的电路原理
图2电路与普通反相比例放大器的区别只有一点，即在运放A的输出端o与反馈电阻之间加进了一只二极管VD，而二极管VD的导通与否也就决定了运放A是否工作在闭环(负反馈)状态。
当输入信号电压u i为负时．运放输出电压u o1为正，二极管VD 1截止，VD 2 导通，．因
此电路相当于反相比例放大器．其输出电压u o=一(R2／R1)·u i，则u o =-1
2
u i；当u i为正时，
u o1为负，VD 2截止，VD 1 导通，此时运放A及二管VD对u i不起作用，u i通过电阻R1R2 R3送
到u o，故u o= 2
23i
R
u R R
+=
1
2i
u。
三仪器设备名称、型号
模拟、数字电子技术实验箱1台“集成运算放大器应用”实验插板1块直流稳压电源1台双踪示波器1台
函数信号发生器1台UA741集成运算放大器2个四仿真结果
双运放全波整流电路：
U i和U01仿真结果
U i和U02仿真结果
单运放全波整流电路无负载时输入与输出波形仿真：
单运放全波整流电路负载不为零时输入与输出波形仿真：
五详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）1、按照双运放精密全波整流电路原理图接线，输入正弦电压的频率f i=100Hz，幅值从
100mV~5V调节，实测并记录电路的输出电压幅值。
图2
双运放精密全波整流电路u i -u o2数据记录表1
u i 100mV 500mV 1V 2V 3V 4V 5V u o2
55mV
261mV
520mV
1.03V
1.55V
2.05V
2.57V
2、 用双踪示波器观测其电压传输特性。
观察u o1、u o2的波形，在u i =100mV 且f i =100Hz 情
况下测量并且画出其波形。
3、 在精密整流器的输入端加u i =1V 且f i =1kHz 的正弦信号，并且画出输出电压的波形。
如
下图所示
双运放精密全波整流电路波形记录
u i =100mV f i =100Hz u i =1V f i =1kHz
u o2
/V
55mV
520mV
u i -u o2
波形
4、保持R 1 、 R 2、 R 3 、R 4 、R 6不变，改变电阻R 5的阻值，重复上述步骤2，将结果填入表2中
ipp u
o1pp u
o2pp u
R 5 = 100k Ω 1V 932mV 2.51V R 5 = 1k Ω 1V 1.01V 24.8mV R 5 = 10k Ω
1V
1.02V
250mV
5、按照单运放精密全波整流电路原理图接线，按下表输入电压设置输入信号u i ，记录输出波形和幅值。
u i =100mV f i =100Hz u i =1V f i =1kHz
u o /V 30mV 55mV
u i
-u o
波形
6、在单运放和双运放整流器输出端接入5.1kΩ电阻，设置输入正弦电压的频率f i=100Hz，幅值为1V，观察并记录输出波形
加负载R=5.1kΩ时单运放与双运放整流电路u i -u o2数据记录表3
u i=100mV
单运放双运放
f i=100Hz
u o /V u om1 = 27mV u om2 =16mV 55mV
u i -u o
波形
六.实验结论
1. 在输出端得到单向电压，实验了全波整流
2.反相精密整流电路虽然匹配电阻多,可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波.
3.对于二极管整流电路，二极管的正向压降随温度的变化而变化．所以整流电路的特性也受影响
4.与单运放精密整流来说双运放具有以下缺点(1)线路较复杂，所需元器件也较多；(2)参
数间匹配要求较严格；(3)调试不够容易。
但是单运放整流电路在接入负载之后即出现两个峰值，达不到整流目的。
此时对负载和要求远大于（123R R R ++）或者加跟随器或同相放大器隔离。
七 实验中出现的问题及解决对策
开始时可以CH2跟踪显示信号源波形，在输出端接入CH1时怎么也调不出波形，在经过仔细检查电路发现并没有问题但是示波器就是不好使，然后将将CH1接信号源是竟然也不显示波形，经检测是CH1接线坏了，更换后即能正常显示。
八 本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
经过此次自主设计，加深了对课本知识的理解，将课本知识转化实际的可实现的电路从理论准备，到实践准备，到系统设计，到最后撰写报告、定稿，我的收益颇丰，既有对已有知识和技能的巩固，既增强了对新知识的理解和掌握，，使我了解了设计的步骤，获得了设计过程中的一些经验，也增强了自己的思维能力和动手能力，也让自己有了很大的成就感。
对实验室的意见：提供更多其他种类的芯片让自主实验可以有更多的选择空间。
九 参考文献
《模拟电子技术基础》 高等教育出版社 《电子技术基础实验教程》 机械工业出版社。