哈工大模电自主设计实验_仪用放大器
哈尔滨工业大学模拟集成电路课程设计
一、功能描述设计二级运算放大器，采用电阻和电容进行补偿。
其中负载电容C L=10pF。
运算放大器满足如下要求：A vo≥3000,增益带宽积GBW≥5MHz，SR>10V/μs,相位裕度PM达到60°，输入共模范围（ICMR）为 1.5～4.5V，输出摆幅范围为0.5～4.5V，P diss≤2mW。
假定已知NMOS参数为。
PMOS管参数为。
二、电路设计1.电路设计过程（1）电路图图1总体电路图（2）电路设计过程2.仿真验证进入目录training/ic/spice_labs,启动cadence环境平台，新建two_stage_amp的cellview，按照之前的电路绘制要求放置mos管（mos元件选择chrt35dg_SiGe中的nmos5p0、pmos5p0），设置宽长比。
放置其他元件并连线，检查无误并保存。
电路绘制完成后建立电路symbol，确认无误后保存。
电路如图1所示,symbol如图2所示。
图2电路图symbol（1）采用闭环仿开环的方式对运放进行直流、交流、瞬态以及噪声分析。
建立一个仿真电路图，命名为cut_two_stage_amp，电路图结构如下图所示。
为了便于对变量的值进行控制和修改，图中的变量都没有进行赋值，而是在Analog Design Environment中进行统一赋值，便于进行电路调试。
电路绘制完成后，打开Analog Design Environment，设置变量值和仿真参数，仿真需要设置四项、分别为直流、交流、瞬态和noise。
设置完成后的ADE如图4所示（只显示进行设置的部分）。
图4闭环仿开环ADE①直流仿真对电路运行直流仿真，使用calculator的OP功能查看电路中各个器件工作点，使用VDC查看输出电压值，直流仿真输出结果如图5所示。
图5直流仿真结果可以看出，运放中的mos管均满足饱和区条件，处于饱和区，静态功耗1.39mW，满足设计要求，当输入为2.5V时，输出也约为2.5V。
实验报告——设计放大电路
课程名称：电路与电子实验Ⅱ指导老师： yyy 成绩：__________________ 实验名称：集成功放及其应用实验类型：模电同组学生姓名：一、实验目的二、实验原理三、实验接线图四、实验设备五、实验步骤六、实验数据记录七、实验数据分析八、实验结果或结论一、实验目的1．了解仪表放大器与运算放大器的性能区别；2．掌握仪表放大器的电路结构、设计和测试方法；3．学习仪表放大器在电子设计中的应用。
二、实验内容1 ．用通用运算放大器设计一个仪表放大器2 ．用INA128 精密低功耗仪器放大器设计一个仪表放大器3 ．仪表放大器应用：实现电子秤量电路功能三、实验原理●基本放大器性能比对●输入电阻Ri：放大电路输入电压与输入电流之比。
（输入电阻越大，信号电压损失越小，输入电压越接近信号源电压）K：差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比的绝对值。
（一般要求：●共模抑制比CMR放大差模信号，抑制共模信号，即共模抑制比越大越好）●电子秤电路●用单个通用运算放大器设计一个差分放大电路，并与力传感器、零点与增益调节电路、万用表一起构成电子秤。
表1本实验选择该电路图做实验差动放大电路放大倍数为200倍，后面增益调节电路放大倍数7.5倍至12.5倍。
测量时实验箱上COM1与COM2须连接在一起。
●用单片集成仪表放大器INA128构成放大电路，并与力传感器、零点与增益调节电路、万用表一起构成电子秤。
INA128放大电路放大倍数为1000倍，后面增益调节电路放大倍数1.5倍至2.5倍。
测量时实验箱上COM1与COM2须连接在一起。
INA128仪用放大器的电源绝对不能接错！●零点与增益调整电路倍放大后，输出为0.5V，如果想在数字万用表上显示100的数值，可以通过零点与增益调节电路将0.5V直流信号放大两倍，使Vout输出1V的电压信号，万用表选择2V档量程，则在万用表上显示1.000，与被称物体的实际重量相一致，唯一的区别是小数点不对。
哈工大模电设计预习报告(试验成功)
模电设计预习报告
---- 班号：1108102
学号：1111010110
姓名：孙贺龙
一、设计任务
设计一个方波--三角波发生器
二、设计条件
根据实验室提供的试验台条件来完成设计任务。
实验仪器设备和主要元器件如下：EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台
集成运算放大器实验插板一块
直流稳压电源一台
双踪示波器一台
数字万用表一块
主要元器件运放μA741、电阻、电容、导线等
（EEL—69模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座；集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容，可任意选用
三、设计要求
①振荡频率范围：500~1000赫兹；三角波幅值调节范围：2~4伏。
②根据题目要求，选定电路结构。
③计算和确定电路中的元件参数。
④调试电路，以满足设计要求。
⑤写出设计总结报告。
四、设计内容
1.电路原理图（含管脚接线）
2.计算与仿真分析
3.元器件清单
EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板一块
直流稳压电源一台
双踪示波器一台。
哈工大电工自主设计实验_2
两位数密码组合逻辑电路
电工自主设计实验
(一)实验目的
1.掌握74LS04、74LS74、74LS08等元件的逻辑功能和使用方法；
2.通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析和设计方法。
(二)实验电路图
VCC
(三)仪器设备名称、型号
1.模拟数字电子技术试验箱
2.双路直流稳压电源
3.电阻、导线若干
(四)理论分析或仿真分析结果
(五)详细实验步骤及实验结果数据记录
⑵按照逻辑图连接好电路
⑶别对六个输入端施加高低电平，观察输出端小灯的情况
⑷列出真值表：
结论：逻辑表达式为：
(六)实验结论
1.应用74LS04、74LS74、74LS08等元件可以实现两位数密码的设置，在生活中具有广泛应用。
(七)对实验的改进及优化
应该在实验的基础上加上一个清零开关。
此密码器设计比较简单，输入正确的密码前，小灯保持不亮，表明输入密码错误。
但输入正确的密码后，小灯一直保持亮的状态，所以在后续的设计优化过程中考虑增加一个清零开关。
(八)本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
通过实验我了解了74LS138、74LS00、74LS20等元件的逻辑功能和使用方法，同时，通过实验，更加熟悉了组合逻辑电路的分析和设计方法。
在进行组合逻辑电路的设计时，应首先将给定的逻辑问题抽象成逻辑函数，列出其真值表，再根据真值表写出逻辑函数式并对其进行化简变换，最终根据化简变换后的逻辑函数式画出逻辑电路图。
参考文献
[1]杨世彦.电工学电子技术.机械工业出版社.2008
[2]邹其洪.电工电子实验与计算机仿真.电子工业出版社.2008。
哈工大 数电自主设计
设计题目：宽带步进放大器1.实验目的设计并制作一个宽带步进放大器。
指标要求：（1）电压增益大于20dB，输入电压有效值大于100mV。
（2）最大输出电压正弦波有效值大于1V。
（3）3dB通频带0-3MHz，在0-1MHZ通频带内增益起伏小于1dB。
（4）电压放大倍数可实现手动连续控制，可以实现步进增益。
通过宽带步进放大器的设计，进一步熟悉模拟电路，数字电路的相关知识。
2.总体设计方案或技术路线要想达到上述指标要求，可以设计以下放大器系统。
本系统由两个部分构成：AD603模拟电路、ARM控制电路与编程。
为了做出宽带步进放大器，我们使用STM32型号的ARM输出电压可变的控制信号。
AD603是可调增益的模拟宽带放大器，通过改变输入控制电压的差值Ug可以改变电压放大倍数。
因此，对STM32进行编程可以实现0 ~20dB步进电压增益。
3.实验电路图（1）AD603构成的外围放大电路图1 AD603外围电路（2）STM32控制电路部分图2 STM32控制电路（3）实验源程序4. 仪器设备名称、型号表1 实验仪器5.理论分析或仿真分析结果（1）AD603放大电路要实现信号通频带为0～3MHz，最大电压增益20dB，则带宽增益积为：3M*10^(20/20)=30MHz。
由于AD603自身可以实现-20dB~20dB的增益，我们通过控制D/A输出直流电压来控制AD603实现增益调节。
AD603的内部由梯形电阻网络构成和固定增益放大器构成，具体电路结构如下:图3 AD603内部电路加在输入端的信号被衰减后，由固定增益放大器输出，衰减量由加在增益控制接口的参考电压决定，而这个参考电压来自于ARM进行运算并控制数模芯片输出控制电压得来，所以可以实现精确的数控。
AD603可以提供由直流到30MHZ的工作带宽，符合工作要求。
AG(dB)=40Ug+10,式中Ug是控制电压，它的值在（-0.5～0.5V），所以AG在（-10～30dB)。
模电自主设计实验哈工大模电实验课
可调频可调幅的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计姓名：胡车班号：1001101 学号：17 日期:2012-6-1一、实验目的1、掌握函数发生器的主要性能。
2、掌握函数发生器的基本测试方法。
3、学会函数发生器的设计。
4、学会函数发生器的调试方法。
5、设计一方波-三角波-正弦波函数发生器。
性能指标：(1)、频率范围：1-2500HZ(2)、方波Uo1pp≦14.1V 三角波Uo2pp≦7.0V 正弦波Uo3pp≦13,1V二.总体设计方案或技术路线本实验通过集成运算放大器uA741或者LM324组成下图所示的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。
本试验先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过二阶有源滤波器电路产生正弦波。
其电路组成图框如下图。
电路工作原理如下：运算放大器A1与R1、R4、R5比电压较器，方波可通过此电路获得，三角波发生器有滞回比较器与积分器闭环组成，积分器A2的输出反馈滞回比较器A1，作为滞回比较器的输入。
2、三角波-正弦波产生电路（电路原理图在第三项给出，不在此处给出）电路工作原理：如电路图所示低通滤波器由两个RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性，此电路通过低频，衰减或抑制高频信号。
三.实验电路图此电路图由比较器、积分器与二阶有源滤波器组成分别可产生方波、三角波与正弦波，其中可通过电位器与单刀双掷开关进行幅度与频率调整。
各元件参数如下：R1=2K R4=200K R5=100K R6(max)=R8(max)=1O0KR3=R7=R9=5.1K R10=R11=47K(或者39K)C1=C2=C3=0.1uF四. 仪器设备名称、型号1、电路实验板 2块2、双踪示波器 1台3、双路直流稳压电源 1台4、数字万用表 1台5、芯片u741 3只（或者6、芯片LM324 1只）五.理论分析或仿真分析结果仿真图一：通过滞回器产生方波通过积分器产生三角波仿真图二：调节电位器进行调频与调幅仿真图三：三角波通过二阶低通滤波器产生正弦波仿真图四：调节电位器进行调幅、调频六、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、按照设计好的元器件参数与电路图连接电路，连接好导线，接通电源。
哈工大2012学年_模电自主设计实验报告
模拟电子技术课程大作业姓名：学号：院系：控制科学和工程系题目：音频功率放大器的设计和实现音频功率放大器的设计和实现1.实验目的设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的条件下，音频功率放大器满足如下要求：1、最大输出不失真功率P OM≥8W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围。
2.总体设计方案该音频功率放大器可由图1所示框图实现。
前置放大级主要实现对输入信号进行放大，从而和功率放大器的输入灵敏度进行匹配。
音调控制级主要实现对输入信号的提升或衰减作用，以满足不同听众的需求。
功率放大级是此音频功率放大器的核心部分，它决定了输出功率的大小。
下面介绍各模块的实现方法。
话筒输入Vo前置放大音调控制功率放大RL图1 音频功率放大器组成框图1.前置放大器由于输入信号非常微弱且音频宽度过大，需要前置放大器有较高的输入阻抗，较低的输出阻抗，噪声小，频带宽。
为达到预期的效果，有两种选择。
一是由分立元件搭建的放大电路，二是采用合适的集成放大电路。
由于集成放大电路性能稳定，外围电路简单，便于调试，本前级放大电路选择集成放大电路实现。
2.音调调节级音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。
此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量，使音质得到改善，从而提高放音系统的放音效果。
在高保真放音电路中，一般采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。
一个良好的音调控制电路，要求有足够的高、低音调节范围，同时有要求在高、低音从最强调到最弱的整个过程中，中音信号（一般指1kHz）不发生明显的幅值变化，以保证音量在音调控制过程中不至于有太大的变化。
哈工大电路自主设计
姓名：班级：学号: 成绩：教师签字：自主设计实验线性无源二端口网络的研究一、实验目的（1）学习测试二端口网络参数的方法（2）通过实验来研究二端口网络的特性及其等值电路 二、实验原理及电路图（1）二端口网络是电路技术中广泛使用的一种电路形式。
就二端口网络的外部性能来说，重要的问题是要找出它的两个端口（通常也就是称为输入端和输出端）处的电压和电流之间的相互关系，这种相互关系可以由网络本身结构所决定的一些参数来表示。
不管网络如何复杂，总可以通过实验的方法来得到这些参数，从而可以很方便的来比较不同的二端口网络在传递电能和信号方面的性能，以便评价它们的质量。
（2）由图1分析可知二端口网络的基本方程是： U 1=AU 2-BI 2I 1=CU 2-DI 2式中A 、B 、C 、D 称为二端口网络的T 参数。
其数值的大小决定于网络本身的元件及结构。
这些参数可以表征网络的全部特性。
它们的物理概念可分别用以下的式子来说明：输出端开路：A= C=输出端短路：B= D=可见A 是两个电压比值，是一个无量纲的量，B 是短路转移阻抗；C 是开路转移导纳，D 是两个电流的比值，也是无量纲的。
A 、B 、C 、D 四个参数中也只有三个是独立的，因为这个参数间具有如下关系：A ·D-B ·C=102'20'10'=IU U 02'20'10'=I U I 02'2'1'=-U I U S S02'2'1'=-U I I SS2’2图1如果是对称的二端口网络，则有A=D（3）由上述二端口网络的基本方程组可以看出，如果在输入端1-1'接以电源，而输出端2-2'处于开路和短路两种状态时，分别测出、、、、及则就可得出上述四个参数。
但这种方法实验测试时需要在网络两端，即输入端和输出端同时进行测量电压和电流，这在某些实际情况下是不方便的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、信号源输出电压太小导致示波器波形不稳定产生误差；
2、信号源的频率在实验时产生波动，不稳定产生的误差
3、实验器件实际值与标称值不同引起的误差
实验心得：
1、对于集成运放运算电路实验，在做实验前先进行软件仿真了解其基本特性是很有必要的。这使得自己在自己动手实践时对实验结果有一定的预期。不仅可以提高实验效率，也可以有效减小实验失误；
利用上图推导仪用放大器的差模电压放大倍数:
在第一级电路中，V1,V2分别加到A1和A2的同向端，R1和两个R2组成的反馈网络，引入了负反馈，两运放A1、A2的两输入端形成虚短和虚断
由求差电路关系可得 ，
故有：
三、实验仪器名称及型号
直流稳压电源
数字示波器
电子技术试验箱及实验箱子版
LM3.6 = 11.03 = = 0.55V
=249kHz
通频带为：0~249kHz
3、最大不失真电压的测量
保持输入信号频率与1中相同，增大信号幅度至输出波形出现非线性失真。记录此时的输入、输出电压的大小：
=480mV
= 7.4V
最大不失真输入电压：480mV
最大不失真输出电压：7.4V
实验电路图如下图所示：
1、电压增益测量
按电路图连接电路。输入一幅值一定的正弦信号，并用示波器通道分别检测输入信号与输出信号。记录 和 的大小，并计算差模放大倍数
=50mV =-0.782V =1kHz
= =-15.6
的理论值
= =-15.3
2、通频带的测量
保持输入信号幅值与1中相同，增大信号频率至放大倍数变为中频带的0.707倍。记录此时的输入信号频率：
电子学自主设计实验
仪用放大器电路的研究
二零一二年六月
仪用放大器电路的研究
一、实验目的
1、了解仪表放大器与运算放大器的性能区别
2、掌握仪表放大器的电路结构及设计方法
3、掌握仪表放大器的测试方法
二、实验原理
仪表放大器时一种高增益放大器，其具有差分输入、单端输出、高输入阻抗及高共模抑制比等特点。仪表放大器采用运算放大器构成，但在性能上与运算放大器有很大的差异。其电路构成主要分为两类：第一类由单运算放大器（例如集成运放LM324）组合而成，设计出不同的仪表放大器电路，第二类以单片集成芯片（例如：INA128）为核心。本实验主要研究由单运放组合而成的仪用放大器。其电路基本组成结构如下图所示：
2、在做基于运放的实验时，接线要小心谨慎，特别是对于偏置电压的接入，一定要判断清楚恒压源的正负极性才能接入。一旦接反很容易烧掉运放；
五、心得体会
仪用放大器性能分析：
仪表放大器采用运算放大器构成，但在性能上与运算放大器有较大的差异。仪用放大器由3个运算放大器排成两级：一个由两运放组成的前置放大器，后面为一个差分放大器。前置放大器提供高输入阻抗、低噪声和增益。差分放大器抑制共模噪声，而且能在需要时提供一定的附加增益。
由三运算放大器构成的仪表放大器具有以下特点：输入缓冲电路增加了输入阻抗，差分电压按 的增益系数被放大，而共模信号以单位增益通过输入缓冲器，即不增加共模增益和误差；改变滑动变阻器的阻值即可调整差分增益；另外，由于仪表放大器在结构上的对称性，输入放大器的共模误差将被输出级的减法器消除。
本实验过程中主要利用以上设计出的仪表放大器测量如下性能：
1、电压增益测量：从信号源输入正弦波，改变输入信号幅度或频率，用示波器监视输出波形；
2、通频带的测量：在保持输入电压不变的情况下，测量当电压放大倍数变为中频带的0.707倍时的频率大小；
2、最大不失真电压的测量：测量输出波形不失真情况下的最大输入电压，及此时输出电压的大小。