电子电路设计方法
电子电路的设计与调试方法
电子电路的设计与调试方法电子电路设计与调试是电子工程师日常工作的重要部分。
它涉及到电子元件的选择、电路图的绘制、电路板的设计与制作以及电路的调试和优化等环节。
在这篇文章中，我将详细介绍电子电路设计与调试的方法和步骤。
一、电子电路设计方法：1. 确定电路的功能和性能要求：首先要明确电路的功能和所需的性能指标，包括输入输出电压范围、电流要求、频率特性等。
在设计之前，需要对电路的整体框架进行合理的规划和选择。
2. 确定元件的选择和参数设计：根据电路的功能要求，选择合适的电子元件，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
同时根据电路的特性要求，进行参数设计，如电阻电容的大小、电感的匹配等。
3. 绘制电路图：在确认了电路的功能需求和元件选择以后，需要绘制电路图。
电路图应该包括所有的元件连接方式，电源线的方向和连接方式，以及元件之间的连接关系。
4. 进行电路仿真：使用电路仿真软件，对设计的电路进行验证。
通过仿真软件，可以模拟电路的工作情况，并能够分析电路的性能指标，如频率响应、输出电压波形等。
二、电子电路调试方法：1. 准备好所需的仪器和设备：在进行电子电路调试之前，需要准备好所需的仪器和设备，如示波器、信号发生器、万用表等。
这些仪器和设备可以帮助我们进行电路的测量和分析。
2. 检查电路连接：在调试之前，需要仔细检查电路的连接，确保没有接错线或者松动的连接。
同时，需要确认电源的正负极是否正确连接。
3. 逐个部分检测和调试：可以将电路分为不同的部分，逐个进行检测和调试。
首先，可以先测试电源模块，确认输出电压是否达到指定范围。
然后，逐个测试各个模块的输入和输出信号，确认信号的正常传递和变换。
4. 使用示波器观察信号波形：示波器是电子电路调试中最常用的仪器之一，可以显示电路中的信号波形。
通过观察信号波形，可以分析电路中的问题，如信号失真、幅度衰减、频率偏差等。
5. 根据问题进行修改和优化：根据调试过程中发现的问题，可以对电路进行修改和优化。
电子电路设计中的数字集成电路设计方法
电子电路设计中的数字集成电路设计方法数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）设计方法在电子电路设计领域中扮演着至关重要的角色。
数字集成电路广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、消费电子产品等。
本文将介绍几种常用的数字集成电路设计方法，并讨论其特点与应用。
一、全定制设计方法全定制设计方法是一种基于传统工艺的数字集成电路设计方法，它通过精确地定义电路的每个元件参数，将电路设计为完全定制化的形式。
在全定制设计方法中，设计师需要手动绘制电路原理图，并进行详细的手工布局和连线。
这种方法具有高度的灵活性和设计自由度，可以满足各种特定应用的需求。
然而，全定制设计方法需要投入大量人力与时间，成本较高，因此更适用于小批量、高性能的电路设计。
二、半定制设计方法半定制设计方法是介于全定制设计和可编程门阵列设计之间的一种设计方法。
在半定制设计方法中，设计师通过使用逻辑门库和标准元件库，将电路的逻辑功能和部分布局进行自定义，而其他部分则采用标准单元的形式。
这种方法兼具了全定制设计的灵活性和可编程门阵列设计的高效性，能够在满足设计需求的同时，有效地减少设计时间与成本。
半定制设计方法广泛应用于中小规模、低功耗的数字集成电路设计。
三、可编程门阵列（Programmable Gate Array，简称PGA）设计方法可编程门阵列设计方法是一种基于Field Programmable Gate Array （FPGA）的数字集成电路设计方法。
在可编程门阵列设计方法中，设计师通过在FPGA上进行逻辑配置，将电路设计实现为可编程的形式。
这种方法具有高度的灵活性和可重构性，能够适应快速变化的设计需求。
然而，相比于全定制设计和半定制设计方法，可编程门阵列设计方法在性能和功耗上存在一定的折中。
可编程门阵列设计方法主要应用于中小规模、低功耗的数字集成电路设计，以及快速原型验证与系统开发。
四、可重构计算机设计方法可重构计算机设计方法是一种基于可重构计算机架构的数字集成电路设计方法。
电子电路设计的基本步骤和技巧
电子电路设计的基本步骤和技巧电路设计是电子工程师必备的核心技能之一，实际电子电路的设计过程十分繁琐，需要经历从问题定义、芯片选择、原理设计、电路仿真、布线布板到实际测试的各个环节。
下面将详细介绍电子电路设计的基本步骤和技巧。
一、问题定义1. 确定设计需求：明确电路应用的具体功能和性能需求，包括输入输出特性、工作电压、功耗、环境温度等。
2. 制定设计规范：根据需求确定电路设计的性能指标，如增益、带宽、噪声等。
二、芯片选择1. 选择芯片类型：根据电路应用需求，确定需要使用的集成电路类型，如运放、比较器、开关等。
2. 考虑芯片参数：根据设计规范，选择各项重要参数合适的芯片，如输入输出电压范围、温度特性、功耗等。
三、原理设计1. 绘制电路原理图：使用电路设计软件，根据设计需求和选定的芯片，绘制出电路的原理图。
2. 确定电路拓扑结构：根据电路功能需求，选择合适的电路拓扑结构，如放大电路、滤波电路、控制电路等。
3. 选择电路参数：根据设计规范，选择合适的电阻、电容、电感等元件参数，确保电路性能满足设计需求。
四、电路仿真1. 参数仿真：使用电路仿真软件，对电路进行参数化仿真，验证电路设计的基本功能和性能。
2. 信号仿真：利用仿真软件，对电路的输入输出信号进行仿真，验证电路的工作波形和频率特性。
3. 稳定性仿真：通过仿真，检测电路的稳定性，确保电路在不同工况下的性能稳定。
五、布线布板1. 设计布局：根据电路原理图，进行电路布局设计，合理安排电路元件和信号走线的位置。
2. 完成布线：将电路原理图中的元件、信号线等转化为实际的导线和连接器，注意避免信号干扰和交叉耦合。
3. 进行布板：将布线设计转化为实际的电路板，通过 PCB 设计软件进行电路板的布局和布线。
六、实际测试1. 制作样品：根据布板设计，制作电路板样品，注意焊接质量和连接准确性。
2. 进行测试：将样品接入实际测试平台，进行电路功能验证、性能测试和稳定性测试。
电子电路设计方法PPT教学课件
集成电路的选择
• 集成电路的种类繁多，选用方法一般是“先粗后 细”，即先根据主体方案考虑应选用什么功能的 集成电路，再进一步考虑它的具体性能，然后再 根据价格等因素选用什么型号。选择的集成电路 不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满 足功耗、电压、温度、价格等多方面的要求。
阻容元件的选择
• 电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很 重要的，不同的电路对电阻和电容性能要求也不 同，有些电路对电容漏电要求很严格，还有些电 路对电阻和电容的精度要求很严，设计时要根据 电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并 要注意功耗、容量、频率、耐压范围是否满足要 求。
分立元器件的选择
• 分立元器件包括二极管、三极管、场效应管和晶 闸管等，选择器件的种类不同，注意事项也不同。 例如三极管，在选用时应考虑是NPN管还是PNP 管，是大功率管还是小功率管，是高频管还是低 频管，并注意管子的电流放大倍数、击穿电压、 特征频率、静态功耗等是否满足电路设计的要求。
元器件的参数计算
• ⑵ 尽量把总电路图画在同一张图上，如果 电路比较复杂，一张图画不下，应把主电 路画在同一张图上，而把一些比较独立或 次要的部分(例如直流稳压电源)画在另一张 或者几张图上，并用适当的方式说明各图 之间的信号联系。
• ⑶ 电路图中所有的连线都要表示清楚，各元器件 之间的绝大多数连线应在图上直接画出。连线通 常画成水平线或竖线，一般不画斜线。互相连通 的交叉线，应在交叉处用圆点标出。连线要尽量 短。电源一般只标出电源电压的数值(例如+5V， +15V，-15V)。电路图的安排要紧凑、协调，疏 密恰当，避免出现有的地方画得很密，有的地方 却空出一大块。总之，要清晰明了，容易看懂， 美观协调。
电子电路的安装
电子电路设计常用调试方法与步骤
电压测量法
总结词
通过测量电子电路中关键点的电压值，判断电路是否正常工作。
详细描述
电压测量法是常用的调试方法之一，通过使用万用表测量电子电路中关键点的电压值，与正常值进行比较，判断 电路是否正常工作。这种方法可以帮助定位电源故障、元件损坏等问题。
电阻测量法
总结词
通过测量电子电路中元件的电阻值，判断元件是否正常工作 。
万用表
总结词
万用表是电子电路设计中常用的基本测 量工具，用于测量电压、电流和电阻等 参数。
VS
详细描述
万用表通过测量电子元件的电压、电流和 电阻值，帮助设计人员检查电路是否正常 工作。它具有操作简单、携带方便、测量 精度高等优点，是电子工程师必备的调试 工具之一。
示波器
总结词
示波器用于观察电子信号的波形，能够实时显示电路中的电压、电流等参数随时间变化 的情况。
信号干扰
信号干扰可能来源于电磁波、电源波动、接地不良等。
解决方案：采取屏蔽、滤波、隔离等措施，减少信号干扰对电路的影响，同时合 理布线，避免信号线与干扰源近距离接触。
时序问题
时序问题可能导致电路无法正常工作 ，如时钟信号不同步、数据传输延迟 等。
解决方案：检查电路中各元器件的时 序关系，确保时钟信号和数据传输的 同步性和稳定性。
详细描述
示波器通过捕获信号波形并显示在屏幕上，帮助设计人员分析信号的质量、幅度、频率 等参数，进而找出电路中的问题。示波器在调试高速数字电路和模拟电路中具有重要作
用。
逻辑分析仪
总结词
逻辑分析仪是一种用于分析数字信号的测量 工具，能够同时捕获多个数字信号线上的逻 辑状态。
详细描述
逻辑分析仪通过捕获数字信号的状态，帮助 设计人员分析数字电路的工作原理和时序关 系。它对于调试复杂的数字系统，如微处理 器、数字信号处理器等具有重要作用。
电子电路设计的一般方法与步骤
电子电路设计的一般方法与步骤电子电路设计的一般方法与步骤一、总体方案的设计与选择1.方案原理的构想在设计一个复杂的系统时，需要进行原理方案的构思。
这就是要确定用什么原理来实现系统要求。
为此，需要对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究，找出其关键问题，并提出实现的原理与方法。
同时，应该广泛收集与查阅有关资料，提出尽可能多的方案以便作出更合理的选择。
所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论，并通过试验加以确认。
2.总体方案的确定原理方案选定以后，便可着手进行总体方案的确定。
为了把总体方案确定下来，必须把每一个框图进一步分解成若干个小框，每个小框为一个较简单的单元电路。
总之,应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发，恰当地分解框图。
二、单元电路的设计与选择1.单元电路结构形式的选择与设计按已确定的总体方案框图，对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。
因此，必须根据系统要求，明确功能框对单元电路的技术要求，必要时应详细拟定出单元电路的性能指标，然后进行单元电路结构形式的选择或设计。
满足功能框要求的单元电路可能不止一个，因此必须进行分析比较，择优选择。
2.元器件的选择1)元器件选择的一般原则在选择元器件时，应根据单元电路的要求，选择性能稳定、质量可靠、价格合理的元器件。
同时，还要考虑元器件的电气参数是否符合要求，以及元器件的封装形式和安装方式是否适合设计要求。
在选择元器件时，还要考虑其供应渠道是否可靠，以及是否有足够的库存量。
在电子元器件领域，元器件的品种规格繁多，性能、价格和体积各异，新品种不断涌现。
因此，我们需要经常关注元器件信息和新动向，多查阅器件手册和有关的科技资料，熟悉常用的元器件型号、性能和价格，以便为单元电路和总体电路设计提供有利的信息。
在选择合适的元器件时，需要进行分析比较，首先考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求，然后考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。
随着微电子技术的飞速发展，集成电路的应用越来越广泛。
电子电路的基本原理与设计
电子电路的基本原理与设计电子电路是现代电子技术的基础，广泛应用于通信、计算机、自动控制等领域。
本文将介绍电子电路的基本原理和设计步骤，详细阐述电路的组成、特性以及常见的设计方法。
一、电子电路的基本原理1. 电流、电压和电阻电流是电子在电路中的流动，用安培（A）表示；电压是电子在电路中的压力差，用伏特（V）表示；电阻是电路中阻碍电子流动的元件，用欧姆（Ω）表示。
2. 电路的基本组成电路由电源、负载和导线组成。
电源提供电流和电压，负载消耗电力，导线连接电源与负载。
3. 电路的特性电路具有电流功率、电压和电阻等特性。
电流功率代表电流和电压的综合表现；电压等于电流乘以电阻；电阻是过载中电流和电压之间的关系。
二、电子电路的设计步骤1. 确定设计要求根据电路使用的条件和功能要求，确定电路的输入、输出端口、工作范围以及性能指标等。
2. 选择电路拓扑结构根据设计要求选择合适的电路拓扑结构，如放大器、滤波器、稳压器等，以达到对输入信号进行处理或对输出信号实现控制的目的。
3. 选择合适的元器件根据电路的功能和特性要求，选择合适的电源、传感器、放大器、电阻、电容和电感等元器件。
4. 进行电路分析利用基本电路原理，对电路进行分析，计算电路中的电流、电压和功率等参数，确定电路的工作状态。
5. 进行电路仿真使用电路仿真软件，对设计的电路进行模拟，验证电路的性能和稳定性。
6. 进行实际电路构建根据仿真结果，选取合适的元器件进行实际电路的构建，包括布线、焊接等步骤。
7. 进行电路测试和调试对实际构建的电路进行测试和调试，验证电路的性能和稳定性，并对可能出现的问题进行排除和修复。
8. 进行电路性能评估通过测量和分析电路的输出结果，对电路的性能进行评估，评估参数包括增益、频率响应、失真度等。
9. 进行电路优化和改进根据性能评估结果，对电路进行优化和改进，提高电路的性能和可靠性。
三、常见的电子电路设计方法1. 基于经验公式设计根据经验公式和规则，选择合适的元器件，设计电路的参数，如放大器的增益、滤波器的截止频率等。
电子电路的设计与分析
电子电路的设计与分析电子电路是现代社会中不可或缺的基础设施，它应用广泛，包括各种电子设备、通信系统、计算机等。
电子电路的设计与分析是确保电路正常运行的重要环节，下面将详细介绍电子电路设计与分析的方法和步骤。
一、电子电路设计电子电路设计是指根据电子设备或系统的需求，在信号处理、控制、电源供应等方面进行电路结构和元件的选择与配置，并通过系统的分析和仿真来确认电路方案的合理性。
1. 确定设计要求首先，我们需要明确电子设备或系统的功能和性能要求，并将其转化为电路设计的指标，例如工作频率、电压、功率等。
2. 选择元件根据设计要求，选择合适的元件，包括电容器、电感器、二极管、晶体管等。
要考虑元件的参数和特性，如频率响应、线性度、功耗等。
3. 绘制电路图根据选定的元件，利用电路设计软件绘制电路图，将各个元件按照功能连接起来，形成完整的电路结构。
4. 进行系统分析和仿真通过电路设计软件进行系统分析和仿真，验证电路的性能和可靠性。
可以通过仿真结果来调整和优化电路方案，使其更符合设计要求。
5. PCB设计在电路图设计完成后，进行PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的设计。
包括布线、布局、绘制PCB图样等工作。
二、电子电路分析电子电路的分析是指对已设计的电路进行性能分析和故障排查，以确保电路工作正常并满足设计要求。
1. 参数分析对已设计的电子电路进行参数分析，包括电流、电压、功率等参数的计算和分析，以评估电路性能和稳定性。
2. 信号分析对输入输出信号进行分析，包括信号幅度、频率、相位等特性的评估，确定信号是否经过滤波、放大、解调等处理。
3. 频率响应分析通过对电路的频率响应进行分析，可以评估电路在不同频率下的增益、相移等特性，以确定电路的带宽和稳定性。
4. 故障分析在电子电路设计与分析过程中，可能会出现一些故障，如电流过大、电压不稳定等。
通过仪器设备和测试方法，对电路进行故障排查并修复。
总结：电子电路的设计与分析是确保电子设备正常工作的关键环节。
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3、电路设计步骤 （1）确定电路结构、偏置方案 （2）确定偏置元件参数
（3）确定影响交流参数的元件值
（4）电容值确定
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电子电路设计方法
4、 电路设计的一些原则和经验公式
（1）小信号放大或前置放大器设计时需要考虑晶体管噪声系数。 通常，高频小信号晶体管工作电流为0.5mA~2mA时噪声最 小，一般取1mA以下。
考虑思路。
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电子电路设计方法
从Ri计算式看，一般取R2为Ri下限值的3倍即可满足输入电阻要 求，取R2=15 kΩ，则R1=45 kΩ
按IR1>>IB，取IR1=10IB=0.1mA，则 R2=30kΩ
综合考虑，R2可取标称值20kΩ ，R1可取为60kΩ。
为 使 工 作 点 容 易 调 整 ， R1 可 由
36 kΩ固定电阻和50 kΩ电位器串 联构成。
，因此
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电子电路设计方法
（3）电压增益有关元件值的确定：RC、RE1 由IC=1mA得
取 =20V/V，由AV计算式可得
RC、RE1的具体取值也有两个考虑思路。
从Ri 入手。先取定一符合要求的 Ri ，按Ri 计算式可以确定RE1，然后 可确定RC和RE2。
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计计算算时各须级电考路虑电前压后增级益电时，路后的级影电响路。输入电阻是本级电路负载
。 计算输出电阻时，前级电路输出电阻是本级电路的信号源内阻 。
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（二）负反馈放大电路
■ A 为基本放大器
■ F 为反馈网络
■ ∑ 为相加点
环路增益，负反馈时 AF > 0，Af < A
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电Hale Waihona Puke 电路设计方法5、设计举例设计一阻容耦合单级放大电路
已知条件：VCC= +12V，RL=3kΩ，Vi=10mV，RS=600 Ω 性能指标要求： >15V/V，Ri > 3kΩ ， fL<50Hz
（1）电路结构及晶体管选择 选用9013，β按100计算。
（2）静态工作点设置：RE、R1、R2
因此，RC、RE1、RE2的标称值
可 分 别 取 为 3.9kΩ 、 56Ω 和 2.2kΩ 。
（4）电容的确定
（5）验算
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电子电路设计方法
二、多级放大电路与负反馈分析设计
（一）多级放大电路
常用耦合方式：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等。 阻容耦合：工作点独立。 直接耦合：运算放大器内部电路
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电子电路设计方法
电子电路设计方法
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电子电路设计方法
电 子 电 路 设 计 的 一 般 流 程
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电子电路设计方法
1、数学方法：根据理论课知识笔算 2、CAA：计算机辅助分析（OrCAD、Multisim等） 3、物理实验：
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电子电路设计方法
从输出信号摆幅考虑。先取定一
使 输 出 信 号 摆 幅 较 大 的 VC ， 由 此 可 确定RC，然后由增益式确定RE1和RE2
。
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电子电路设计方法
取Ri =5kΩ，由Ri理论式可得RE1=48Ω，RC=2.94kΩ， RE2=2.252kΩ。
取 VC=2/3VCC=8V ， 可 以 获 得 4V 左 右 的 输 出 信 号 摆 幅 。 则 RC=4kΩ， RE1=60Ω， RE2=2.24kΩ
被测信号幅度较小，考虑噪声系
数、取IC=1mA。 取VB =1/4VCC =3V，得
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电子电路设计方法
当IR1 >> IB 时，VBB≈VB=3V，由VBB式可得
因此,
R1、R2取太小会使（Ri >5 kΩ ）
难以满足，取太大会使工作点稳定
要求（IR1>>IB）难以满足。 因此，R1、R2的具体取值有两个
（2）由静态电流IE式可以看出，要使静态工作点较稳定，应取 VBB>>VBE。对硅晶体管，一般取VBB为3V~5V。
（3）要保证VB足够稳定，应使IR1 >> IB ，常取IR1为（5~10）IB。
（4）为获得较大的输出信号摆幅和电压增益，基极静态电压不能
太高，工程设计中一般取VB或VBB为（1/3~1/4） VCC。
反馈深度， = A / Af ，反映带反馈后增益缩小的程度。 深反馈：反馈放大器增益完全决定于反馈网络 。
过高：如Q1，稍大的输 入信号正半周将使晶体管进 入饱和区，因而ic波形将出 现顶部压缩、输出电压vce波 形将在底部压缩，这称为饱 和失真。
太低：如Q2 ，稍大的输入信号负半周将使晶体管进入截止区 ，因而ic波形将出现底部压缩、输出电压vce波形将在顶部压缩，这 称为截止失真。
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电子电路设计方法
一、共射放大电路分析与设计
1、电路分析计算
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电子电路设计方法
直流分析
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电子电路设计方法
小信号参数计算
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电子电路设计方法
交流分析
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RE1使增益下降，输入电阻增加，增益稳定性提高。
电子电路设计方法
2、静态工作点与失真
静态工作点选得过高或 过低都易产生非线性失真。
电子电路设计方法
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2020/11/28
电子电路设计方法
特点：自主选题，自行设计电路，自己确定实验方案、 组装实验电路，独立进行调试的探究型实验。
目的：以少量实验项目为纽带，通过全程自主操作，学 习电子电路的设计方法、组装技术与调试技术，认 识电子元器件，掌握电子仪器的使用，学习并掌握 电子电路的计算机辅助设计（EDA软件使用）。
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电子电路设计方法
（5）由于射极电阻RE1的负反馈作用，增大RE1能提高电路的输入
电阻、提高电压增益的稳定性，但将使电压增益值下降。
另一方面，当电压增益给定时，增大RE1就需要提高RC，而这 将降低晶体管的集电极静态电压VC、影响输出信号摆幅。
因此，RE1、RC的确定需要根据电压增益AV的大小及稳定性、 输入电阻要求、输出信号摆幅等进行综合考虑。
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电子电路设计方法
实验选题
实验一 晶体管共射放大电路设计研究 实验二 差分放大器的设计与调试 实验三 多级低频小信号放大器的设计与调试 实验四 负反馈放大路设计与调试 实验五 集成运算放大器基本运算电路研究 实验六 集成运算放大器非线性应用电路研究
2人1套设备，每人从以上项目中选择一个。