恒流源差分放大电路
恒流源式差分放大电路multisim仿真
题目一恒流源式差分放大电路Multisim仿真在Multisim中构建恒流源式差分放点电路，如图1．1．1所示，其中三极管的β1=β2=β3 =50，r bb’1= r bb’2 =r bb’3=300Ω，调零电位器Rw的滑动端调在中点。
图1.1.1恒流源式差分放大仿真电路1.1利用Multisim的直流工作点分析功能测量电路的静态工作点，结果如下：图1.2 恒流源式差分放大电路的静态分析可得：U CQ1=U CQ2=4.29661V (对地)U BQ1=U BQ2= -15.40674 Mv (对地)则I CQ1=I CQ2=（Vcc-U CQ1）/R C1=(12-4.29661)/100 mA=0.077 mA =77μ A1.2加上正弦输入电压，由虚拟示波器可以看到U C1与u1同相。
1.3计算分析当Ui=10mV时，利用虚拟仪器表可测得U0=1.549V,Ii=154.496 nA，图1.4 恒流源式差分放大电路虚拟仪器表则A d=-U0/Ui=-1.549/10*10-3=-154.9Ri=Ui/Ii=10/154.496*103kΩ=64.73 kΩ在两个三极管的集电极之间接上一个负载电阻R L=100 kΩ，此时可测得U0=516.382mV。
前面已测得当负载电阻开路时U0’=1.549V,则R0=（U’0/U0-1）R L=（1549/516.384-1）*100 kΩ=199.97 kΩ1.4 实验结论：在三级管输出特性的恒流区，当集电极电压有一个较大的变化量ΔU CE时，集电极电流i c基本不变。
此时三级管c、e之间的等效电阻r ce=Δu CE/Δi c的值很大。
用恒流源三级管充当一个阻值很大的长尾电阻Re，既可在不用大电阻的条件下有效的抑制零漂，又适合集成电路制造供工艺代替大电阻的特点，因此，这种方法在集成运放中被广泛采用。
题目二电子灭鼠器的设计2.1设计电路：利用Protel 99SE设计一个红外线灭鼠器的电路。
有恒流源的差分放大电路
有恒流源的差分放大电路
恒流源是一种非常重要的电子元件，因为它能够确保电路在不同温度和电路器件变化的情况下维持一个恒定的电流。
恒流源广泛应用于差分放大电路中，这种电路是一种重要的模拟电路，可以用于信号处理、放大、滤波等应用。
差分放大电路是由两个输入引脚和一个输出引脚组成的电路。
当两个输入引脚电压之差改变时，输出引脚输出的电阻也会发生变化。
恒流源的作用就是使输出电阻维持不变，从而使差分放大电路的工作更加稳定、可靠。
恒流源的实现方法包括基于二极管的电路、基于场效应管的电路等。
其中，基于场效应管的电路是应用最广泛的一种。
这种电路通常由一个MOSFET管和一个稳压管组成。
稳压管用于维持一个电压Vgs，MOSFET管的漏极电流就成为了恒定的电流源。
差分放大电路的设计要考虑的要点包括增益、输入电阻、输入偏置电压等。
恒流源可以有效地提高增益和输入电阻，并且能够减小输入偏置电压的影响。
因此，在差分放大电路的设计中，恒流源起着至关重要的作用，可以提高电路的性能和可靠性。
总之，恒流源是差分放大电路中不可或缺的组成部分。
它可以提高电路的稳定性和可靠性，保证电路在不同环境下维持一个稳定的工作状态。
在差分放大电路的设计中，应充分考虑恒流源的作用，选择合适的实现方法以达到最佳性能。
恒流源差动放大电路
恒流源差动放大电路
长尾式差动放大电路，由于接入R e ，提高了
共模信号的抑制能力，且R e 愈大，抑制能力愈强。
若R e 增大，则R e 上的直流压降增大，为了保证管
子的正常工作，必须提高电源电压，这是不合算
的。
为此希望有这样一种器件，它的交流电阻r
大，而直流电阻R 小。
恒流源就有此特性。
∞→∆∆=I U r I U R =
将长尾式中的R e 用恒流源代替，即得恒流源差动放大电路，如下图所示。
恒流源电路的等效电阻，与放大电路的输出电阻相同，其等效电路也如下图所示，按输入短路，输出加电源U o ，求出I o ，则恒流源的等效电阻为
o o o I U r =3
30)()(33R I I r I I U b ce b o o ++-=β
)()//(302133=+++R I I R R r I b be b 02133//3I R R R r R I be b ++-=
ce be be ce be r R R R r R R R r R r R R R r R I U r )//1()////()//1(2133
2132
1330003+++≈+++++==β
80=β KΩ=100ce r KΩ=1be r KΩ==621R R KΩ=53R
MΩ≈5.43o r
113323s B E CE BE EE R I R I U U U +++=
32121E E E I I I ≈=。
恒流源差分放大电路
恒流源差分放大电路1. 介绍恒流源差分放大电路是一种常见的电路设计，用于实现在输入信号变化时输出恒定电流的功能。
该电路由差分放大器和恒流源组成，其结构简单、功耗低、带宽大等特点使其在模拟电路设计中得到广泛应用。
本文将详细探讨恒流源差分放大电路的原理、设计方法以及典型应用场景。
2. 原理恒流源差分放大电路的原理基于差分放大器的工作原理和恒流源的特性。
差分放大器是一种基本的放大电路，具有良好的共模抑制能力和增益稳定性。
恒流源则能够提供稳定的电流输出，使得电路在输入信号变化时输出电流保持不变。
恒流源通常由两个P型或N型晶体管和电流源电路组成，其中晶体管的栅极作为输入端，漏极作为输出端，电流源负责提供稳定的电流。
在差分放大器中，输入信号经过差动放大器的放大作用后，分别与恒流源连接，形成两个输出电流。
这两个输出电流的差值正比于输入信号的差值，而与输入信号的绝对值无关，从而实现了恒定的输出电流。
3. 设计方法恒流源差分放大电路的设计需要考虑多个因素，包括增益、共模抑制比、带宽、电源电压等。
下面将介绍一种常用的设计方法。
3.1 选择差分放大器选择合适的差分放大器是设计恒流源差分放大电路的第一步。
常用的差分放大器包括二极管差分放大器和晶体管差分放大器。
二极管差分放大器具有简单的结构和低功耗的特点，适用于低频电路设计；晶体管差分放大器具有高增益和大带宽的特点，适用于高频电路设计。
3.2 设计恒流源恒流源的设计是恒流源差分放大电路设计的关键。
常用的恒流源包括电流镜、活性负载和电流镜负反馈等。
选择恒流源时需要考虑电流的稳定性、功耗以及制造工艺等因素。
3.3 考虑偏置电路偏置电路用于提供稳定的工作点，使得差分放大器和恒流源能够正常工作。
常用的偏置电路包括电流源、电阻分压、电容耦合等。
选择合适的偏置电路能够提高电路的工作性能。
3.4 调整电路参数根据设计需求和性能指标，对电路参数进行调整。
常用的参数包括电阻、电容、晶体管尺寸等。
带恒流源的差分放大电路
--
+
e
-
- 恒流源
+
+
-
带恒流源的差 分放大电路
D
模拟电子技术
4. 集成运算放大器 恒流源的作用:
1. 恒流源相当于阻值很大的电阻。 2. 恒流源不影响差模放大倍数。 3. 恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数 减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相 当于阻值为无穷的电阻，所以共模抑制比是无穷。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
集成运算放大器典型结构
输入
输入级
中间级 输出级
输出
1）输入级
偏置电路
具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的
输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。
2）偏置电路 为各级电路提供直流偏置电流，并使整个运放的
静态工作点稳定且功耗较小。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器 差分电路 输入级 中间级
+
+-
++
--
-
恒流源
模拟电子技术
+
-
4. 集成运算放大器
+
+
1
iC
–
–
rce = uCE
晶体管恒流源构成原理：
1) 当晶体管工作在放大区时，iC 基本上与 uCE 无关，只取决于iB。 2) 当 iB 恒定，则 iC 恒定，晶体管相当于一个电流源。
模拟电子技术
4. 集成运算放大器
选择R1和R2使IBQ3+恒定-， 则IC3恒定。
输出级
+ -
-
恒流源
+
+
模拟电子技术
实验3 差分放大电路设计实验
模拟电路课程设计报告题目：差分放大器设计专业年级：2012级通信工程组员：20121342104 王开鹏20121342105 王娜20121342107 王象指导教师：方振国2014年11月27日差分放大器设计一、实验内容设计一具有恒流源的单端输入一双端输出差动放大器。
VCC =12V，VEE=－12V，R L =20kΩ，Uid=20Mv。
性能指标要求R id>25kΩ，A vd≥25，K CMR>60Db。
二、实验原理图3.3.31、恒流源差分放大器在生产实践中，常需要对一些变化缓慢的信号进行放大，此时就不能用阻容耦合放大电路了。
为此，若要传送直流信号，就必须采用直接耦合。
差分式直流放大电路是一种特殊的直接耦合放大电路，要求电路两边的元器件完全对称，即两管型号相同、特性相同、各对应电阻值相等。
为了改善差分式直流放大电路的零点漂移，利用了负反馈能稳定工作点的原理，在两管公共发时极回路接入了稳流电阻R E和负电源V EE，R E愈大，稳定性愈好。
但由于负电源不可能用得很低，因而限制了R E阻值的增大。
为了解决这一矛盾，实际应用中常用晶体管恒流源来代替R E，形成了具有恒流源的差分放大器，电路如图3.3.3所示。
具有恒流源的差分放大器，应用十分广泛。
特别是在模拟集成电路中，常被用作输入级或中间放大级。
图3.3.3中，V1、V2称为差分对管，常采用双三极管，如5G921、BG319或FHIB等，它与信号源内阻R b1、R b2、集电极电阻R Cl、R C2及电位器RP共同组成差动放大器的基本电路。
V3、V4和电阻R e3、R e4、R共同组成恒流源电路，为差分对管的射极提供恒定电流I o。
电路中R1、R2是取值一致而且比较小的电阻，其作用是使在连接不同输入方式时加到电路两边的信号能达到大小相等、极性相反，或大小相等、极性相同，以满足差模信号输入或共模信号输入时的需要。
晶体管V1与V2、V3与V4是分别做在同一块衬底上的两个管子，电路参数应完全对称，调节RP 可调整电路的对称性。
模电第13讲 差分放大电路
Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号 的共模负反馈作用： 如 T(℃)↑→IC1↑ IC2 ↑→UE↑→ IB1 ↓IB2 ↓→ IC1 ↓ IC2 ↓ ℃ 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。 抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化。
3. 放大差模信号
差模信号：数值相等， 差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号， 的输入信号，即
' RL = Rc ∥ RL ≈ 6.67kΩ ,
V
I CQ1 = I CQ2 = I CQ ≈ I EQ ≈
' CC
RL = ⋅ VCC = 5V Rc + RL
V EE − U BEQ = 0 . 265 mA 2 Re
' ' U CQ1 = V CC − I CQ R L ≈ 3 . 23 V
差模放大倍数
∆uOd
RL = −∆iC ⋅ 2( Rc ∥ ) 2
∆uOd Ad = ∆uId
RL β ( Rc ∥ ) 2 Ad = − R b + rbe
R i = 2 ( R b + rbe ) ， R o = 2 R c
4. 动态参数：Ad、Ri、 Ro、 Ac、KCMR 动态参数：
共模抑制比K 共模抑制比 CMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。 的能力和抑制共模信号的能力。
第十三讲差分放大电路一零点漂移现象及其产生的原因二长尾式差分放大电路的组成三长尾式差分放大电路的分析四差分放大电路的四种接法五具有恒流源的差分放大电路六差分放大电路的改进0的现象
第十三讲 差分放大电路
一、零点漂移现象及其产生的原因 二、长尾式差分放大电路的组成 三、长尾式差分放大电路的分析 四、差分放大电路的四种接法 五、具有恒流源的差分放大电路 六、差分放大电路的改进
课件10-具有恒流源的差分放大电路[4页]
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模拟电子技术基础2
ห้องสมุดไป่ตู้
具有恒流源的差分放大电路
等效电阻 为无穷大
模拟电子技术基础3
差分放大电路的改进
加调零电位器 RW
1) RW的作用？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写 出Aud、Ri的表达式。
用调零电位器 RW来实现输入 为零时，输出也为零。假定 其动端在中点位置，则
模拟电子技术基础
具有恒流源的差分放大电路
南京信息职业技术学院
具有恒流源的差分放大电路
Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端 输出时的Auc越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。
但为使静态电流不变，Re 越大，VEE越大，以至于Re太 大就不合理了。
需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到得到趋于 无穷大的Re。
Aud
Rb
rbe
Rc
(1
)
RW 2
Ri 2(Rb rbe ) (1 )RW
模拟电子技术基础4
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天水师范学院TIANSHUINORMALUNIVERSITY《模拟电子技术基础》《模拟电路综合设计》设计报告题目：恒流源差分放大电路学院：电子信息与电气工程学院专业：电子信息工程班级： 1 6级电信一班姓名：秦汉柱学号：20161060132指导老师：刘秉科2017 年12月30日目录一、设计目的 (3)二、实验预习与思考 (3)三、恒流源 (3)1、恒流源的作用 (3)2、恒流源的分类 (4)四、差分放大电路 (4)五、设计原理 (4)1、电路组成 (4)1、第一级差分放大电路 (5)3、第二级共射极放大电路 (6)4、第三级功率放大器 (7)六、仪器与元器件 (7)七、测试方法 (8)八、仪器表的操作使用 (9)八、电路焊接及调试过程分析 (10)（1）、电路焊接 (10)（2）、电路调试及输出 (10)九、设计总结和体会 (11)(1)设计总结 (11)（2）心得体会 (11)一、设计目的1、加深对差分放大电路的工作原理、分析方法的理解与掌握；2、学习具有恒流源差分放大电路的测试方法；3、了解恒流源在差分放大电路中的作用；二、实验预习与思考1、恒流源的作用？常见的恒流源有哪几种？2、差分放大电路的电路组成、工作原理、主要指标理解及计算？3、设计任务和要求？（1）、基本要求预设一个具有恒流源的单端输入—单端输出差分放大器。
+UCC=+6V，UEE=-6V。
（2）、扩展要求电路要有创新三、恒流源1、恒流源的作用由于普通差分电路存在温度漂移问题,引进长尾电路,也就是在差分对管发射极接入电阻RE,这个电阻对于共模信号（温度上升、下降引起的）有负反馈作用,因为温度上升时IC1,IC2同时上升,产生的增量发射极电流在其上面产生压降,使三极管UBE1、UBE2下降,IB1、IB2下降使IC1、IC2下降.对于差模信号没有负反馈作用.因为IC1增加多少,IC2就减少多少.恒流源式差分电路其实就是把RE换成一个三极管恒流源,由于恒流源稳定电流的作用更强,效果比RE更好,也不需要把电源电压弄的很高.（长尾电路为了效果好,往往要加大RE的数值,但是也要提高电源电压）2、恒流源的分类镜像电流源、微电流源、高输出阻抗电流源、比例电流源本设计用比例电流源作重点介绍：在镜像电流源的基础上，在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2，即可组成比例电流源。
由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管，因此可以认为UBE1≈IE2R2，则IE1R1≈IE2R2如果两管的基极电流可以忽略，由上式可得可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。
以上两种电流源的共同缺点是，当直流电源VCC变化时，输出电流IC2几乎按同样的规律活动，因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。
此外，若输入级要求微安级的偏置电流，则所有电阻将达兆欧级，在集成电路中无法实现。
四、差分放大电路（1）、差分放大电路的基本形式有三种：基本形式、长尾式和恒流源式（2）、差分放大电路的输入输出接法有四种：双端输入、双端输出，双端输入、单端输出，单端输入、双端输出，单端输入、单端输出。
五、设计原理1、电路组成该电路为一个三级电路，第一级为单端输入-单端输出差分放大电路，其中T1、T2是差分放大对管，T3、T4对管和R1、R2、R3构成恒流源。
第二级由晶体管T5、T6、电阻R6组成共射极放大电路。
第三级由晶体管T7、T8和二极管D1、D2组成甲乙类双电源互补对称功率放大电路作为整个电路的输出级。
1、第一级差分放大电路差分放大电路广泛地应用于模拟集成电路中，它具有很高的共模抑制比。
诸如由电源波动、温度变化等外界干扰都会引起工作点不稳定，它们都可以看做是一种共模信号。
差分放大电路能抑制共模信号的放大，对上述变化有良好的适应性，使电路有较高的稳定度。
电路中的恒流源作为电路的有源负载电阻可提高差模电压放大倍数，同时减小共模电压放大倍数；单端输入电路小信号等效电路如图主要技术指标的计算（1）、静态时，Vi1=0，由Vcc、-Vee、R1、T3和R2决定电路的基准电流IREF,即IREF=Vcc+Vee−VBE3R1+R2由于VBE3=VBE4，所以电流源电源的电流IO=IE4=IE3R2 R3(2)、当输入端加入差模电压Vid时，Vi1=Vid,T1电流增加，T2电流减小，可以写出i1=IO/2+idi2=IO/2-id（3）、差模电压的增益在电路中，令Vi1=Vid,Vi2=0,图中r0为实际电流源的动态输出电阻，其阻值一般很大，容易满足r0>>re的条件，这样可认为r0支路相当于开路，输入信号电压vid近似地均匀分在两管的输入回路上，图中体现了射极耦合的作用，差模电压增益即Avd=V0Vid=−βRcrbe接入负载时Avd=β(R // Rc）2rbe（4）、共模电压增益双端输出的共模电压增益等于0单端输出的共模电压增益表示两个集电极任一端对地的共模输出电压与共模输入电压之比可得即Avc1=Voc=−βRcAvc1=-Rc/2r0由式看出，r0越大，电流源I0越接近理想情况，Avc1越小，说明抑制共模信号的能力越强。
放大电路的性能越好。
（5）、共模抑制比K CMR=Avd=β∗r OK CMR越大，抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压V O1=A vd1V id（1+VicK CMR V id）3、第二级共射极放大电路共射极放大电路是电流负反馈工作点稳定电路，它的放大能力可达到几十到几百倍，频率响应在几十赫兹到上千赫兹范围。
不论是单级或多级放大器它的基本任务是相同得，就是对信号给予不失真的，稳定的放大。
ui直接加在三极管T的基极和发射极之间，引起基极电流iB作相应的变化。
通过三极管VT的电流放大作用，VT的集电极电流iC也将变化。
iC的变化引起V的集电极和发射极之间的电压uCE变化。
实现了电压放大作用。
4、第三级功率放大器功率放大器与和电压放大器所要完成的任务是不同的，电压放大器主要要求是在负载得到不失真的电压信号时，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电用等，输出功率并不一定大。
而功率放大器则不同，它主要要求是获得到不失真(或较小失真)的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。
由于要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效率指标。
电路中，V T7和V T8管分别为NPN 型管和PNP 型管，当输入信号处于正弦信号正半周时，V T8截止，V T7承担放大作用，有电流通过负载RL; 当输入信号处于正弦信号负半周时，V T7 截止，V T8承担放大作用，仍有电流通过负载RL,输出电压u。
为完整的正弦波。
这种互补对称电路实现了在静态时晶体管不取电流，由于电路对称，所以输出电压u4o=0,而在有信号时，V T7和V T8 轮流导电，组成推挽式电路。
六、仪器与元器件2N3904和2N3906都属于三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。
晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP 和NPN两种。
七、测试方法用Multisim仿真设计结果，并调节电路参数以满足性能指标要求，给出所有的仿真结果。
电路如图所示仿真如图所示八、仪器表的操作使用（1）数字万用表的使用用万用表测电压直流电压的量测：首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“V Ω ”。
数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再量测工业电器。
把旋钮选到比估计值大的量程(注意：表盘上的数值均为最大量程，“V-”表示直流电压档，“V～”表示交流电压档，“A”是电流档)，接着把表笔接电源或电源两端;保持接触稳定。
如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。
交流电压的量测：表笔插孔与直流电压的量测一样，不过应该将旋钮打到交流档“V～”处所需的量程即可。
交流电压无正负之分，量测方法跟前面相同。
无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分用万用表测量电流：首先选择量程，万用表直流电流档标有“mA”有1mA、1omA、100mA三档量程。
选择量程，应根据电路中的电流大小。
然后万用表应与被测电路串联。
应将电路相应部分断开后，将万用表表笔接在断点的两端。
最后正确读数，直流电流档刻度线仍为第二条，如选100mA档时，可用第三行数字，读数后乘10即可。
电阻的测量：将量程开关拨至Ω的合适量程，红表笔插入V/Ω孔，黑表笔插入COM孔。
如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示.1.这时应选择更高的量程。
测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。
因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。
（2）信号发生器的使用开机：插入110V/220V交流电源线后，按下开关，整机开始工作。
按频率选择档位按钮，选择合适的频段档位。
在按此按钮时，频率显示窗口5位LED 数码管的后一位循环显示1-7个档位号。
按波形选择按钮五位LED 窗口第一位从1-3循环显示：“1”表示正弦波“2”表示方波“3”表示三角波按“确认”键，仪器按设置状态工作，并同时在LED窗口上显示输出函数信号的频率及幅度。
根据需要调节“调频”和“调幅”旋钮，使输出的函数信号的频率和幅度均满足您自己的需要，并用附带测试电缆接于本仪器输出端与您的仪器之间。
“OUT”输出所需要的函数波形。
八、电路焊接及调试过程分析（1）、电路焊接1．右手持电烙铁。
左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。
焊接前，电烙铁要充分预热。
烙铁头上要吃锡，即带上一定量焊锡。
2．将烙铁头紧贴在焊点处。
电烙铁与水平面大约成60℃角。
以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。
烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。
3．抬开烙铁头。
左手仍持元件不动。
待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。
4．用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。
（2）、电路调试及输出查电路的焊接情况，连线是否接错，是否出现虚焊、假焊，如果有上述情况，应该将其改正，直到满足要求。
检查无误后，将电路连接至直流电源，最初电压可调至6v ，如果电路工作正常则可以进行电路调试输出、测试数据九、设计总结和体会(1)设计总结在用Multisim软件进行仿真后，发现不出波形经过计算发现电路参数不合适，对一些元器件进行调试和修改参数，例如对电阻的阻值修改，电路才正常工作。