东南大学信息学院 模电实验六

实验六多级放大器的频率补偿和反馈实验目的：1. 掌握多级放大器的设计，通过仿真了解集成运算放大器内部核心电路结构；2. 掌握多级放大器基本电参数的定义，掌握基本的仿真方法；3. 熟悉多级放大器频率补偿的基本方法；4. 掌握反馈对放大器的影响。

实验内容：1. 多级放大器的基本结构及直流工作点设计基本的多级放大器如图 1 所示，主要由偏置电路，输入差分放大器和输出级构成，是构成集成运算放大器核心电路的电路结构之一。

其中偏置电路由电阻R1 和三极管Q4 构成，差分放大器由三极管Q3、NPN 差分对管U2 以及PNP 差分对管U1 构成，输出级由三极管Q2 和PNP 差分对管U3 构成。

实验任务：图 1. 基本的多级放大器○1 若输入信号的直流电压为2V，通过仿真得到图1 中节点1，节点2 和节点3 的直流工作点电压；V1（V）V2（V）V3（V）14.42956 14.42958 8.38849○2 若输出级的NPN 管Q2 采两只管子并联，则放大器的输出直流电压为多少？结合仿真结果给出输出级直流工作点电流的设置方法。

V1（V）V2（V）V3（V）14.43772 14.43775 51.16179m解：将①和②对比可以发现，V3的数值产生明显的变化。

Q2之所以采用单只管子，是因为这样可以增大输出直流电压，使得工作点更稳定，提高直流工作点。

2. 多级放大器的基本电参数仿真实验任务：○1差模增益及放大器带宽将输入信号V2 和V3 的直流电压设置为2V，AC 输入幅度都设置为0.5V，相位相差180°，采用AC 分析得到电路的低频差模增益A v dI，并提交输出电压V(3)的幅频特性和相频特性仿真结果图；在幅频特性曲线中标注出电路的-3dB 带宽，即上限频率f H；在相频特性曲线中标注出0dB 处的相位。

解：低频差模增益AvdI=99.4077dB电压V（3）的幅频特性和相频特性仿真结果图：由仿真图：上限频率=40.7572Hz0dB处的相位=-173.4347○2共模增益将输入信号V2 和V3 的直流电压设置为2V，AC 输入幅度都设置为0.5V，相位相同，采用AC 分析得到电路的低频共模增益A v c，结合○1中的仿真结果得到电路的共模抑制比K CMR，并提交幅频特性仿真结果图。

电路实验实验报告第二次实验实验名称：弱电实验院系：信息科学与工程学院专业：信息工程：学号：实验时间：年月日实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路：图1-1 电容伏安特性实验电路波形图：图1-2 电容电压电流波形图思考题：请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。

解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π，()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=；()mA wt RU I I R R C sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。

2.电感伏安特性实验电路：图1-3 电感伏安特性实验电路波形图：图1-4 电感电压电流波形图思考题：1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。

对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。

2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。

解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=； ()mA wt RU I I R R L sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。

二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题：1.根据实验数据，选定节点，验证KCL 的正确性。

模电实验报告东南大学
《模电实验报告：东南大学》
模拟电子技术是电子工程中的重要分支，它涉及到模拟信号的处理和传输，是电子工程师必须掌握的重要知识之一。

为了帮助学生更好地理解和掌握模拟电子技术，东南大学开设了模拟电子技术实验课程，通过实验操作来加深学生对模拟电子技术的理解。

在这篇报告中，我们将介绍东南大学模拟电子技术实验的内容和实验结果。

东南大学模拟电子技术实验课程包括基本电路实验、放大电路实验、滤波电路实验等内容。

在基本电路实验中，学生将学习和掌握基本的电子元件的使用方法，包括电阻、电容、电感等元件的特性和应用。

在放大电路实验中，学生将学习和掌握放大电路的设计和调试方法，了解放大电路的工作原理和特性。

在滤波电路实验中，学生将学习和掌握滤波电路的设计和调试方法，了解滤波电路的工作原理和特性。

在实验过程中，学生将亲自动手搭建电路，调试电路，观察电路的工作状态，并记录实验结果。

通过实验操作，学生将更加深入地理解模拟电子技术的理论知识，提高实际操作能力和问题解决能力。

通过模拟电子技术实验，学生将获得以下几方面的收获：一是对模拟电子技术的理论知识有了更深入的理解；二是提高了实际操作能力和问题解决能力；三是培养了团队合作意识和沟通能力。

这些收获将对学生未来的学习和工作产生积极的影响。

总之，东南大学模拟电子技术实验课程为学生提供了一个良好的学习平台，通过实验操作来加深学生对模拟电子技术的理解，提高实际操作能力和问题解决
能力。

相信通过这门课程的学习，学生将更加深入地理解和掌握模拟电子技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

数字规律电路试验第六次试验报告试验题目试验日期广告流水灯2023 年12 月19 日一、试验题目广告流水灯。

用时序器件、组合器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水灯由8 个LED 组成，工作时始终为1 暗7 亮，且这一个暗灯循环右移。

1)写出设计过程，画出设计的规律电路图，按图搭接电路；2)验证明验电路的功能；3)将1 秒连续脉冲信号加到系统时钟端，观看并记录时钟脉冲CP、触发器的输出端Q2、Q1、Q0 的波形。

二、试验原理用时序规律电路产生模8 的计数，再用译码器输出凹凸电平，最终LED 灯与译码器的8 个输出引脚相连，实现流水灯。

三、设计过程给出74161 的状态转移真值表0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 11 0 0 1 1 0 1 01 0 1 0 1 0 1 11 0 1 1 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 1 01 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 0 0观看状态转移真值表可知，的一个周期是的两个周期，也就是说在猎取模8 计数时，可以直接承受，故分别与73138 译码器的CBA 相连，Multisim 仿真如下面包板实现电路如下：左边为74161 芯片，右边为74138 芯片电路板接线如下：红线为高电平，黑线为低电平，绿线为时钟Pocketlab 接线如下四、测试方法及测试结果红线高电平接p1,绿线时钟接p0,黑线接地，翻开pocketlab 开关，设置p0 为时钟，p1 输出高电平，run.观看到流水灯现象。

再依据如下的接线方式，将Q2 Q1 Q0 分别接入p4 p5 p6,设置p4 p5 p6 为输入，观看规律的波形图。

信源编译码实验抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的模拟信号进行抽样，且抽样速率达到一定的数值时，那么根据这些抽样值就可以准确地还原信号。

也就是说传输模拟信号的采样值就可以实现模拟信号的准确传输。

电路图可以看出，抽样脉冲先对原始信号进行自然或者平顶抽样，将得到的抽样信号进行传输到接收端，接收端进行滤波即可恢复到原始波形，但是要注意，满足抽样脉冲的频率大于等于原始信号的两倍才可以准确恢复。

5.2自然抽样验证各参数的设置如下：信号类型频率幅度占空比原始信号2000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/82K正弦波3K 2K 1.5倍抽样脉冲2K正弦波4K 2K 2倍抽样脉冲2K正弦波8K 2K 4倍抽样脉冲2K正弦波16K 2K 8倍抽样脉冲出，当抽样脉冲频率小于4k取样信号的频谱发生混叠，无法准确的恢复出原始信号，但是当频率大于4k时将不会发生混叠，随着频率增大，恢复的越来越好。

1K三角波16K 2K 复杂信号恢复1K三角波16K 6K 复杂信号恢复频率才可以较准确的恢复出原始信号，当然还会有混叠，所以无法真正的恢复出原始信号。

从中可以看出，虽然恢复出了原始信号，但是仍有一定的失真。

从频谱图也可以看出，出现一定的混叠。

5.3频谱混叠现象验证设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz 20 /抽样信号8000Hz / 4/8使用示波器观测原始信号3P2，恢复后信号6P4。

当3P2为6k时，记录恢复信号波形及频率；当3P2为7k时，记录恢复信号波形及频率；记录3P2为不同情况下，信号的波形，6k 2k原始信号恢复信号7k 2K2k低通滤波器之后，高频分量被去掉，所以基本恢复为2k正弦波。

但是通频带之内仍然有低频的杂波分量，所以信号的毛刺比较明显。

5.4抽样脉冲占空比恢复信号影响设置原始信号为：“正弦”，1000hz ，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz ，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K 信号类型 频率 幅度 占空比 原始信号 1000Hz 20 / 抽样信号 8000Hz / 4/8 维持原始信号不变，不断改变占空比记录波形如下：占空比 第一个零点1/864k2/832k4/816k从图中可以看出，第一个过零点的值为抽样频率乘以占空比的倒数，也就是说当占空比增大时，第一个过零点的值逐渐减小，另外占空比越大，恢复的信号幅度越大，这是因为占空比越大使得发送的信号功率越大。

一、实验目的1. 熟悉模拟电子技术实验的基本操作流程；2. 掌握模拟电子技术实验的基本测量方法；3. 理解模拟电子电路的基本原理，提高电路分析能力；4. 培养实验操作技能，提高动手实践能力。

二、实验内容1. 常用电子仪器的使用：示波器、万用表、信号发生器等；2. 晶体管共射极单管放大器实验；3. 射极跟随器实验；4. 差动放大器实验。

三、实验原理1. 常用电子仪器使用：示波器、万用表、信号发生器等是模拟电子技术实验中常用的测量工具，掌握这些仪器的使用方法对于进行实验至关重要。

2. 晶体管共射极单管放大器：晶体管共射极单管放大器是一种基本的模拟放大电路，其原理是利用晶体管的电流放大作用，将输入信号放大。

3. 射极跟随器：射极跟随器是一种具有高输入阻抗、低输出阻抗、电压放大倍数接近1的放大电路，常用于信号传输和阻抗匹配。

4. 差动放大器：差动放大器是一种能有效地抑制共模干扰的放大电路，广泛应用于测量、通信等领域。

四、实验步骤1. 常用电子仪器使用：熟悉示波器、万用表、信号发生器的操作方法，并进行基本测量。

2. 晶体管共射极单管放大器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

3. 射极跟随器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

4. 差动放大器实验：（1）搭建实验电路，包括晶体管、电阻、电容等元件；（2）调整电路参数，使晶体管工作在放大区；（3）使用示波器观察输入信号和输出信号，分析电路放大效果。

五、实验数据及分析1. 常用电子仪器使用：根据实验要求，使用示波器、万用表、信号发生器等仪器进行测量，并记录数据。

2. 晶体管共射极单管放大器实验：（1）输入信号频率为1kHz，幅值为1V；（2）输出信号频率为1kHz，幅值为5V；（3）放大倍数为5。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：模拟电路实验第 6 次实验实验名称：比较器电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验六 比较器电路一、实验目的1、 熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合；2、 掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法，研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响；3、 了解集成电压比较器LM311的使用方法，及其与由运放构成的比较器的差别；4、 进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。

二、实验原理 三、预习思考1、 用运算放大器LM741设计一个单门限比较器，将正弦波变换成方波，运放采用双电源供电，电源电压为±12V ，要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10，请根据LM741数据手册提供的参数，计算输入正弦波的最高频率可为多少。

答：查询LM74的数据手册，可得转换速率为0.5V/us,电源电压为10V ±左右，计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求， 方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 2、 画出迟滞比较器的输入输出波形示意图，并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。

答：Ch1接输入信号，ch2接输出信号，两通道接地，分别调整将两个通道的零基准线，使其重合。

用示波器的游标功能，通道选择ch1,功能选择电压，测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。

参数 条件最小值典型值 最大值 输入失调电压(mv) 25,50A S T C R K ︒=≤2.0 7.5 输入失调电流(nA) 25A T C ︒= 6.0 50 输入偏置电流(nA) 25A T C ︒= 100 250 电压增益(V/mV) 25A T C ︒= 40 200 响应时间(ns)25A T C ︒=200饱和电压(V) 10,50IN OUT V mV I mA ≤-=0.75 1.5 选通开关电流(mA)25A T C ︒=1.53.0输出漏电流(nA)10,35,25,35IN OUT A STROBE GRND V mV V V T C I mA V V V︒-≥-=====-0.2 50输入电压范围(V) -14.513.8 -14.715.04、 完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。

东南大学电工电子实验中心实验报告模拟电子电路第四次实验（系）：一专 业:验室：电工电子中1心103实验组别:课程名称: 实验名称:波形的产生、分解与合成名:学 号:同组人员: 实验时间: 2019年5月15日评定成绩:审阅教师:根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图,计算元件参数: 方波发生器实验目的波形的产生、分解与合成1. 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法， 电路参数的计算方法，各参数对电路性能的影响；2. 掌握由运算放大器组成的RC 有源滤波器的工作原理，熟练掌握RC 有源滤波器的基本参数的测量方法和工程设计方法； 3. 掌握移相电路设计原理与方法4. 掌握比例加法合成器的基本类型、选型原则和设计方法。

5. 掌握多级电路的级联安装调试技巧；6.熟悉FilterPro 、MultiSim 软件高级分析功能的使用方法。

实验内容设计并安装一个电路使之能够产生方波， 并从方波中分离出主要谐波，再将这些谐波合成为原始信号或其他周期信号。

(1) 设计一个方波发生器，要求其频率为 500Hz,幅度为5V;(2) 设计合适的滤波器，从方波中提取出基波和3次谐波；(3) 设计移相电路，使高次谐波与基波之间的初始相位差为零。

(4) 设计一个加法器电路， 将基波和3次谐波信号按一定规律相加，将合成后的信号与原始信号比较，分析它们的区别及原因。

三、 电路设计⑴ 理,I 分析工作原这里取 R= Rs=10k? , R=9k?, C 1=0.1 成,VCC=6V, VEE=-6V ，此时 f=500Hz仿真结果仿真分析由上图可以看出，输出波形为频率为 求。

II 滤波器设计思路我们知道，方波信号可以分解为：这里我们分别采用两个波和取 R=20k , R 1 = 10k 故A Uf1胃=3, 1 一… ………、，— ............... ..此时Q -------------- 可以尽量大，这样通带宽度越窄，选择性也尽量好3 A Uf2RC ln 2RC ln(12?)2RC ln(12劄500Hz,幅度为5V 的方波，符合实验设计要1) 500Hz 滤波器一提取基波 电路设计仿真结果由上图可以发现该滤波器提取的正弦波波形很清晰，频率符合要求O1 2 RC--------------------------- 531Hz2 * 3k * 0.1 F2)1500Hz 滤波器一提取三次谐波 电路设计1 12 RC 2 * 1.1k__* 0.1 F仿真结果1447 Hz仿真分析由上图发现，输出正弦波频率约为1500Hz,波形不如基波好看，出现部分失真。

东南大学,第六次实验三相交流电路及其功率测量,实验报告
一、实验目的
主要是研究三相交流电路及其功率测量。

二、实验内容
本次实验共分为三部分：
（1）电路热模拟：
我们首先利用多媒体实验系统，对相对应的三相交流电路进行热模拟，以熟悉其基本构成电路和特性。

通过观察各个阻抗的变化情况，以及电流、电压和功率的变化，结合其电路图，分析出三相交流电路的特性。

（2）实验测量：
利用数字多用表，接通三相交流电路图，对实际电路进行测量，观察α短路负载电压与β短路负载电压之比，并测量三相交流各相电压、电流、有功功率、总功率、有功功率因数与无功功率等参数，以及三相交流电路各相功率角。

（3）比较分析：
通过比较实验前后的热模拟及实验测量结果，对其有功功率因数的变化情况，进行合理的分析，以便加深对三相交流电路的认识。

三、实验结果
通过实验，我们获得了以下结果：
1. α短路负载电压与β短路负载电压之比为1∶0.5
2. 三相交流各相电压为U1=350V，U2=-175V，U3=-175V
3. 三相交流各相电流为I1=2A，I2=-1A，I3=-1A
4. 有功功率为P=840W，有功功率因数为0.909，总功率为Q=0W，无功功率为
S=840VA
5. 三相交流各相功率角分别为β1=-90°，β2=-27.3°，β3=-162.7°。

四、实验结论
通过本次实验，我们明确了三相交流电路的基本特性以及有关各参数的测量及分析，从而深入理解三相交流电路的本质及其工作机制，并且认识到功率因数对交流电路运行状态的影响。

东南大学电工电子实验中心实 验 报 告课程名称: 模拟电路实验第 一 次实验实验名称: 模拟运算放大电路(一) 院 (系): 专 业: 姓 名:学 号:实 验 室: 实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩: 审阅教师:实验一 模拟运算放大电路(一)一、实验目的:1、 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。

2、 熟练掌握运算放大电路的故障检查与排除方法,以及增益、传输特性曲线的测量方法。

3、 了解运放调零与相位补偿的基本概念。

二、实验原理:1、反向比例放大器反馈电阻R F 值一般为几十千欧至几百千欧,太大容易产生较大的噪声及漂移。

R 的取值则应远大于信号源v i 的内阻。

若R F = R ,则为倒相器,可作为信号的极性转换电路。

2、电压传输特性曲线F V R A =-R双端口网络的输出电压值随输入电压值的变化而变化的特性叫做电压传输特性。

电压传输特性在实验中一般采用两种方法进行测量。

一种就是手工逐点测量法,另一种就是采用示波器X-Y方式进行直接观察。

示波器X-Y方式直接观察法:就是把一个电压随时间变化的信号(如:正弦波、三角波、锯齿波)在加到电路输入端的同时加到示波器的X通道,电路的输出信号加到示波器的Y通道,利用示波器X-Y图示仪的功能,在屏幕上显示完整的电压传输特性曲线,同时还可以测量相关参数。

具体测量步骤如下:(1) 选择合理的输入信号电压,一般与电路实际的输入动态范围相同,太大除了会影响测量结果以外还可能会损坏器件;太小不能完全反应电路的传输特性。

(2) 选择合理的输入信号频率,频率太高会引起电路的各种高频效应,太低则使显示的波形闪烁,都会影响观察与读数。

一般取50～500Hz 即可。

(3) 选择示波器输入耦合方式,一般要将输入耦合方式设定为DC,比较容易忽视的就是在X-Y 方式下,X 通道的耦合方式就是通过触发耦合按钮来设定的,同样也要设成DC。

(4) 选择示波器显示方式,示波器设成X-Y 方式,对于模拟示波器,将扫描速率旋钮逆时针旋到底就就是X-Y 方式;对于数字示波器,按下“Display”按钮,在菜单项中选择X-Y。

东南大学模拟电子电路实验实验报告学号姓名2018年 6 月6 日实验名称运算放大器及应用电路成绩【背景知识小考察】考察知识点：迟滞比较器在图3-8-12所示迟滞比较器中，若v I和V REF位置对调，请写出迟滞比较器的两个门限电压表达式，并画出传输特性。

【一起做仿真】一、运放基本参数1. 电压传输特性根据仿真结果给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的低频电压增益A v d0。

图3-8-14 电压传输特性仿真电路仿真设置：Simulate → Analyses →DC Sweep, 设置需要输出的电压。

LM358P线性工作区输入电压范围：-109.7444μV~162.6198μV。

运放的直流电压增益Avd0=99.5896k。

当输入差模电压为0时，输出电压等于多少？若要求输出电压等于0，应如何施加输入信号？为什么？答：输入差模电压为0时，输出电压=-3.3536V ；要使输出电压等于0，应使V +=33.6712μV 。

原因：在运放的线性工作区内，此题中可认为差模电压与输出电压成正相关，设输出电压为Y ，输入电压（即输入差模电压）为X ，线性比例系数K 。

因此可认为满足以下关系：Vk K B X Y V B V Y X BX K Y μ6712.335986.993536.3-03536.33536.30≈===-=⇒-==+⋅=，所以要使。

，时，当2. 输入失调电压当R1=1 k Ω, R2=10 Ω, 进行直流工作点仿真，并完成表3-8-1。

当R1=10 k Ω, R2=100 Ω, 进行直流工作点仿真，并完成表3-8-2。

当R1=100 k Ω, R2=1 k Ω, 进行直流工作点仿真，并完成表3-8-3。

图3-8-15 输入失调电压仿真电路表3-8-1：R1=1 k Ω, R2=10 Ω表3-8-2：R1=10 kΩ, R2=100 Ω表3-8-3：R1=100 kΩ, R2=1 kΩ根据上述仿真结果，给出运放的的输入失调电压V IO。

综合课程设计实验报告课程名称：微波方向综合课程设计实验名称：微波元件设计、仿真与测试院（系）：信息科学与工程学院专业班级：040101姓名：XXXX学号：******指导教师：20XX年XX月XX日一、实验目的1. 了解定向耦合电路的原理和设计方法；2. 学习使用Microwave office 软件进行微波电路的设计、优化、仿真；3. 掌握定向耦合器的制作及调试方法。

二、实验原理定向耦合器是一个四端口网络（如图1所示），其中端口1是输入端，端口2是直通端，端口3是耦合端，端口4是隔离端。

分支线定向耦合器（3dB ）是一种常用的微带定向耦合器，如图 2.2所示，图中连接四个端口的微带线阻抗为0Z ；串联分支的微带线阻抗为0/2S Z Z =，长度为/4g λ；并联分支的微带线阻抗为0P Z Z =，长度为/4g λ。

图1 分支线定向耦合器由奇偶模分析可知，当信号从1端口输入时，分支线定向耦合器的2端口为直通端、3端口为耦合端、4端口为隔离端，2、3端口之间输出信号的幅度相同、相位相差900。

三、实验内容和设计指标实验内容：1. 了解微带分支线定向耦合器的工作原理；2. 根据指标要求，使用Microwave office 软件设计一个微带分支线定向耦合器，并对其参数进行优化、仿真。

设计指标：在介电常数为4.5，厚度为1mm 的FR4基片上（T 取0.036mm ，Loss tangent 取0.02），设计一个中心频率为f 、相对带宽为10%，用于50欧姆系统阻抗的3dB 微带分支线定向耦合器。

要求：工作频带内各端口的反射系数小于-20dB ，输入端与隔离端的隔离度大于25dB ，直通端与耦合端的传输损耗小于3.5dB 。

定向耦合器的参考结构如图3.1所示，在设计时要保证四个端口之间的距离大于10mm ，以便于测试。

左右端口的距离应为40或50mm 。

微带分支线定向耦合器的结构 在进行设计时，主要是以定向耦合器的S 参数作为优化目标进行优化仿真。

实验二正弦波压控振荡器实验实验目的 .1. 通过实验，进一步加深理解LC 振荡电路的基本工作原理，熟悉振荡电路的起振条件及影响频率稳定度的因素。

2. 理解压控振荡电路的工作原理，加深对压控特性的理解。

实验仪器与器材双踪示波器（大于40MHZ ） 1台 万用表 1只 IST －B 智能信号测试仪 1台 高频信号发生器 1台实验电路压控振荡器（VCO ）的一般特性如下图 3.1 所示，当不加控制电压时，其输出频率为自 由振荡频率；当控制电压u C 增加时，输出振荡频率升高；当控制电压u C 减小时，输出振荡 频率降低。

Co因此，控制电压与输出频率的关系可表示为(这里认为是线性器件)：式3.1中，ω0为自由振荡频率，K 0为压控灵敏度，V c (t )为控制电压。

压控灵敏度定义为 单位控制电压引起VCO 振荡频率的调控增量，用K o 表示，单位Hz/V 。

通常，采用变容二极管作为 VCO 器件。

变容二极管是利用 PN 结的结电容随反向电压 而变化这一特性而设计制作成的一种压控电抗元件。

变容二极管的符号和结电容变化的曲线 如图 3.2 中所示。

0.15μH100pFC由于变容二极管的结电容较小，通常为几十pF，所以变容管构成的VCO 振荡频率在高频段。

以变容管为VCO 的原理图如图3.3 所示。

将变容二极管接入LC 振荡器的振荡回路中，让变容管的可调电容参与振荡频率，就构成了变容二极管VCO。

图3.3(b)和(a)分别为振荡交流通路和变容二极管电压控制电路。

由图中可知该振荡器为Clapp 振荡器，变容二极管与2.2μH 电感并接以后参与LC 回路，调节振荡频率。

必须注意的是变容二极管必须处于反偏工作状态，因此图中控制电压u C 为正的调变电压加在变容二极管负极，而变容二极管的正极通过2.2μH电感接地，如图3.3(c)所示的变容二极管控制电路。

该VCO的输出频率范围为100MHz~110MHz。

2.2μH20pF u CjCV在本实验中，所采用VCO 电路图如图3.4所示。

实验六多级放大器的频率补偿和反馈实验目的：1. 掌握多级放大器的设计，通过仿真了解集成运算放大器内部核心电路结构；2. 掌握多级放大器基本电参数的定义，掌握基本的仿真方法；3. 熟悉多级放大器频率补偿的基本方法；4. 掌握反馈对放大器的影响。

实验内容：1. 多级放大器的基本结构及直流工作点设计基本的多级放大器如图 1 所示，主要由偏置电路，输入差分放大器和输出级构成，是构成集成运算放大器核心电路的电路结构之一。

其中偏置电路由电阻R1 和三极管Q4 构成，差分放大器由三极管Q3、NPN 差分对管U2 以及PNP 差分对管U1 构成，输出级由三极管Q2 和PNP 差分对管U3 构成。

实验任务：图 1. 基本的多级放大器○1 若输入信号的直流电压为2V，通过仿真得到图1 中节点1，节点2 和节点3 的直流工作点电压；○2 若输出级的NPN 管Q2 采两只管子并联，则放大器的输出直流电压为多少？结合仿真结果给出输出级直流工作点电流的设置方法。

解：将①和②对比可以发现，V3的数值产生明显的变化。

Q2之所以采用单只管子，是因为这样可以增大输出直流电压，使得工作点更稳定，提高直流工作点。

2. 多级放大器的基本电参数仿真实验任务：○1差模增益及放大器带宽将输入信号V2 和V3 的直流电压设置为2V，AC 输入幅度都设置为0.5V，相位相差180°，采用AC 分析得到电路的低频差模增益A v dI，并提交输出电压V(3)的幅频特性和相频特性仿真结果图；在幅频特性曲线中标注出电路的-3dB 带宽，即上限频率f H；在相频特性曲线中标注出0dB 处的相位。

解：低频差模增益AvdI=99.4077dB电压V（3）的幅频特性和相频特性仿真结果图：由仿真图：上限频率f H=40.7572Hz0dB处的相位=-173.4347○2共模增益将输入信号V2 和V3 的直流电压设置为2V，AC 输入幅度都设置为0.5V，相位相同，采用AC 分析得到电路的低频共模增益A v c，结合○1中的仿真结果得到电路的共模抑制比K CMR，并提交幅频特性仿真结果图。