模拟集成电路设计原理实验指导书
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项目一 稳压电源一、实训目的1、了解新元器件的作用并理解电源电路的工作原理。
2、掌握万用表、调压器及交流毫伏表的正确使用。
3、掌握稳压电源测试电路的组建及相关点数据的测试。
二、实训仪器万用表、交流毫伏表、调压器和白色水泥电阻(10Ω和15Ω)。
三、实训内容(一)原理图1、降压电路2、桥式整流电路3、滤波电路4、调整电路5、基准电路6、比较放大电路7、取样电路 (二)线路板图(三)接线示意图(四)实训要求1、调试空载输出电压为12V±0.2V(输入220VAC)。
2、测试电压调整率,在输出1A时输入电压198V及242V时,测输出电压,并记录、计算调整率。
3、测试电流调整率,在输入AC 220V时,输出电流在空载和1A时测输出电压,并记录,计算。
4、测试输出纹波电压(在输入为220V、负载电流为1A的额定工作状态下)。
四、调试步骤1、按接线示意图连接电路(空载和加载两种情况)。
2、在空载时(输出端不加白色水泥电阻),调压器接220V电压,调调压器使其输出电压为220V(万用表700V/AC挡测量),记入数据(此数据为基准)。
3、测变压器输出电压(万用表20V/AC挡测量),记录。
4、取下保险丝,测整流后电压、即A点与GND之间(万用表20V或200V/DC挡测量),记录用。
5、装上保险丝,测输出端电压,调节RP1使输出电压为12V(万用表20V/DC挡测量),记录数据(此数据为基准)。
6、接入负载,测输出电压(万用表20V/DC挡测量,电源输入为220V),记录。
7、调节调压器使电源输入分别为198V、242V,测输出电压,记录。
8、计算电压调整率 S V =220220)242( 198U UU-×100% (取较大值)。
9、求在电源输入电压为220V时,空载时输出电压与加负载时输出电压,即输出电流为1A时的电流调整率 S I =空空A 1 U UU-×100%。
集成电路分析与设计实验指导书电子科学与技术实验中心2015.2本课程实验分为数字集成电路设计实验与全定制设计实验两部分。
实验1—4为基于Cadence的数字集成电路设计实验部分,主要内容为通过一个简单数字低通滤波器的设计、综合、仿真,让学生熟悉数字集成电路前段实际设计流程,以培养学生实际设计集成电路的能力。
具体为:实验1Matlab 实现数字低通滤波器算法设计。
实验2Linux 环境下基本操作。
实验 3 RTL Compiler 对数字低通滤波器电路的综合。
实验4NC 对数字低通滤波器电路的仿真。
其中,实验 1 主要目的是为了展示算法分析的方法和重要性。
使用Matlab 实现数字滤波器的算法设计和HDL 代码生成。
由于Matlab 工具可以在Windows 环境下工作,而其他集成电路EDA 工具均需要在linux 下工作,故建议本实验在课堂演示和讲述,学生课下练习。
实验2 的主要目的是学习linux 下的基本操作。
包括目录管理、文件管理、文件编辑以及文件压缩等在使用集成电路EDA 工具时所需要的操作。
本实验是实验3 和实验4 的基础,建议在实验室完成。
实验3 的主要目的是学习综合工具RTL Compiler 的使用。
其中包括RTL Compiler 命令行模式启动,设计读入,IP 库引入,设计约束设定,设计综合,综合结果报表及分析,综合结果输出等完整综合过程。
通过实验学习利用综合工具对设计(本实验中为数字滤波器)时序、面积、功耗的权衡及优化。
实验 4 的主要目的是学习仿真工具NClaunch 的使用。
主要完成目标滤波器功能仿真(RTL 级,即仿真HDL 代码)、综合后仿真(门级,即仿真门级网表,由sdf 文件反标电路延迟信息)。
通过实验学习数字电路的仿真方法。
实验5—6为基于Empyrean的全定制集成电路设计实验。
实验5为基础设计实验,以反相器设计为例学习由电路设计——仿真——版图设计——电路与版图一致性验证的整个全定制集成电路设计流程。
模拟电路实验指导书1000字模拟电路实验指导书实验目的:通过实验学习模拟电路的基本知识,掌握模拟电路的设计和测试方法。
一、实验内容1. 用电阻和电压表组成电压分压器,在不同档位和频率条件下测量输出电压和输入电压的关系。
2. 用电容和电阻组成的RC电路,观察电容充电和放电过程的波形,并测量波形参数。
3. 用放大器和电容器组成简单的低通和高通滤波器,测量其截止频率。
4. 用电感和电容组成的谐振电路,测量共振频率及谐振幅度。
二、实验设备1. 模拟电路实验箱2. 电阻、电容、电感及其线圈3. 信号源4. 示波器5. 功率计6. 数字万能表及电压表三、实验步骤1. 用电阻和电压表组成电压分压器将电阻串联起来,连接输入信号源和地线,将电压表连接输出端和地线,调整信号源,改变档位,并记录输出电压和输入电压之间的关系。
2. 用电容和电阻组成的RC电路将电容串联在一个电阻上,连接输入信号源和地线,将示波器连接电容两端,调整信号源的频率,记录电容充电和放电的波形及参数。
3. 用放大器和电容器组成简单的低通和高通滤波器将放大器连接到信号源、电容和负载电阻上,调整信号源的频率,记录输出电压和输入电压随频率变化的关系,并测量截止频率。
4. 用电感和电容组成的谐振电路将电感和电容串联,连接输入信号源和地线,将示波器连接到电感和地线上,调整信号源频率和输出信号源的振幅,记录谐振电路的振幅和共振频率。
四、实验注意事项1. 在实验前,请确认实验箱、仪器和试验元件的连接正确。
2. 实验中应注意安全,仪器操作时请遵守相关规定。
3. 实验前应确认所需仪器、元件是否完好。
4. 实验完成后应将仪器归位、清理试验元件,并关闭实验箱电源,确保实验室安全。
五、实验结果的处理1. 记录实验数据,编制图表或流程图,总结实验内容。
2. 对于实验中记录的数据进行统计分析,进一步理解、比较实验结果,发现规律和不足之处,提出改进建议。
3. 在实验报告中对实验结果进行归纳总结,并提出相应的结论。
实验五集成运算电路一、实验目的应用集成运算放大器分别组成比例、加法和积分运算电路,并验证其运算功能。
二、实验器材1.1台编号为RTMD-4 的模拟电路实验箱2.1块编号为UT70A 的数字万用表3.1台编号为SS-7802A 的双踪示波器4.1台编号为GFG-8255A 的函数信号发生器5.1块编号为LM358 的集成块三、实验内容1.反相比例运算2.同相比例运算3.反相加法运算4.反相积分运算四、实验原理集成运算放大器是一种具有高开环电压放大倍数的直接耦合多级放大电路,当在其外部接入由不同的线性或非线性元、器件组成的输入和负反馈电路时,可以在输入信号与输出信号之间灵活地实现各种特定的函数运算关系。
运算放大器应用在信号的运算方面,可以组成比例、加法、积分等模拟信号运算电路。
图7-1反相比例运算电路原理图图7-2同相比例运算电路原理图图7-3 反相加法运算电路原理图 图7-4 反相积分运算电路原理图五、实验过程1. 实验准备(a) 熟悉编号为LM358 的集成块: LM358内部含有两个运算放大器,其管脚定义如图7-5所示, 第8号管脚是正电源管脚,应连接 +10V 电源;第4 号管脚是负电源管脚,应连接 -10V 电源。
(b) 为了方便电路连线,对原理图中每个信号均进行管脚编号。
例如:在图7-1中,输出信号U o 的编号为1,表示 U o 对应集成块LM358的第1号管脚。
(c) 打开模拟电路实验箱的盖子,接好实验箱的电源线,断开电源开关,在实验箱上放好集成运算电路扩展面板,在扩展面板上配好1片LM358 。
+U CCU OU +–U –图7-5 双运算放大器 LM358 的管脚图2. 反相比例运算的实验过程(1)按照图7-1连线(a) 在图7—1中,用到了1个运算放大器,需要1片编号为LM358的集成块,用导线将LM358的第8 管脚和+10 V 电源相连,第4 管脚和-10 V 电源相连,再用导线将实验箱的地线与实验电路板的地线相连,做到共地连接。
集成电路设计课程设计实验指导书3《集成电路设计》课程设计实验指导书西安邮电⼤学微电⼦学系⽬录⽬录 (2)1 设计流程及主要⽂档要求 (3)1.1 课程设计采⽤设计流程 (3)1.1.1 功能定义 (3)1.1.2 系统设计 (3)1.3 电路设计 (4)1.4 功能仿真验证 (4)1.5 综合 (4)1.6 静态时序分析 (4)1.7 时序仿真 (4)1.2 主要⽂档要求 (4)1.2.1 技术规范 (4)1.2.2 总体设计⽅案 (5)1.2.3 验证⽅案 (5)1.2.4 综合报告 (5)1.2.5 功能仿真报告、时序仿真报告 (5)1.2.6 静态时序分析报告 (6)2 可选题⽬ (7)1 设计流程及主要⽂档要求1.1 课程设计采⽤设计流程本课程设计采⽤图1.1所⽰设计流程。
图1.1 集成电路设计流程1.1.1 功能定义根据题⽬要求定义所设计电路的功能、接⼝和指标。
编写技术规范。
1.1.2 系统设计根据技术规范进⾏系统划分。
编写总体设计⽅案根据技术规范规划整体验证并设计验证激励的Verilog HDL代码。
验证⽅案。
1.3 电路设计根据总体设计⽅案设计完成电路设计。
⽤Verilog HDL描述设计结果。
1.4 功能仿真验证根据验证⽅案对完成的电路设计进⾏功能仿真—(验证)。
编写功能仿真报告。
1.5 综合⽤综合⼯具对电路设计结果进⾏综合。
提交综合报告。
1.6 静态时序分析对综合后的⽹表和延时⽂件,使⽤静态时序分析⼯具对电路进⾏静态时序分析。
提交静态时序分析报告。
1.7 时序仿真对综合后的⽹表和延时⽂件,根据验证⽅案对电路进⾏时序仿真。
提交时序仿真报告。
1.2 主要⽂档要求1.2.1 技术规范技术规范描述电路的功能、性能指标。
⾄少包括以下内容:1 概述描述⽂档⽬标;简单描述电路主要功能。
2 接⼝定义详细描述电路的引脚,包括名称、宽度、⽅向、有效电平(边沿)等3 功能说明逐条详细说明电路的功能。
《集成电路设计实践》指导书一、设计目的与要求1、全面掌握《半导体集成电路》、《集成电路工艺原理》与《集成电路设计技术》等课程的内容,加深对 CMOS 集成电路的设计及其制造工艺的理解,学会利用专业理论知识,实现半定制集成电路设计。
2、学会利用 Tanner 软件完成给定功能的集成电路原理设计与特性模拟,按版图规则完成版图设计, 并确定相应的制造工艺流程; 掌握版图布局规划、单元设计和布线规划的知识。
3、培养学生独立分析和设计的在综合实践能力。
4、培养学生的创新意识、严肃认真的治学态度和求真务实的工作作风。
二、设计任务要求根据给定集成电路的功能要求, 确定设计方法和电路基本单元类型, 完成逻辑电路原理设计,模拟分析电路特性,根据版图规则完成光刻版图设计,确定工艺流程,完成版图参数提取与 LVS 分析。
具体设计任务详见《集成电路设计实践任务书》。
三、基本格式规范要求1、设计报告可采用统一规范的稿纸书写,也可以用 16k 纸按照撰写规范单面打印,并装订成册(顶部装订。
内容包括:1 封面(包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、职称、起止时间等2 报告正文(即设计过程说明书2、封面格式(第一页2、正文格式 *版图信息表格电路单元类型晶体管数目版图尺寸(不含 PAD版图尺寸(含 PAD设计结构 (层次化 or Flatten备注四、考核考核方法与评分标准按以下三个方面要求 (评分标准按 5分制或百分制记, 总分 5分制 : 1、设计报告(30分 ,分值分布参考如下:1 电路设计方案 (5分2 电路特性仿真及分析(5分3 版图布局及单元设计、工艺流程图(15分 ;4 总结、设计汇总(5分。
2、验收答辩、特性模拟结果、版图检查与回答问题(60分。
3、平时考勤和答疑时的提问情况(10分。
附录:一、0.35μm CMOS工艺版图设计规则说明Tanner 软件使用简介 Tanner 软件含 Ledit 版图编辑工具、Sedit 原理图编辑工具和 Tspice 电路特性模拟工具,LVS 版图原理图验证工具和版图参数提取工具都在 Ledit 文件夹中。
模拟集成电路设计软件使用教程模拟集成电路设计软件实验教程月4年20061目录实验一自上而下(Top-Down)的电路设计 (3)Lab 1.1 启动软件 (3)Lab 1.2 自上而下的系统级仿真 (3)Lab 1.3 电路图输入 (7)Lab 1.4 模块的创建 (10)Lab 1.5 电源的创建 (12)Lab 1.6 建立运放测试电路 (14)实验二使用Spectre Direct进行模拟仿真 (17)Lab 2.1 运行仿真 (17)Lab 2.2 使用激励模板 (28)Lab 2.3 波形窗的使用 (32)Lab 2.4 保存仿真状态 (36)Lab 2.5 将仿真结果注释在电路图窗口 (37)2实验一自上而下(Top-Down)的电路设计Lab 1.1 启动软件实验目的:掌握如何启动模拟电路设计环境.实验步骤:1.进入Linux界面后,点击鼠标右键,选中New Terminal,则会弹出一个交互终端.2.进入教程所在目录后,输入命令cd Artist446 (注意:cd后必须有空格;命令行大小写敏感)3.在同一个交互终端内,输入命令icms &,在屏幕底部会出现一个命令交互窗(Command Interpreter Window,CIW).如果出现What's New窗口,可使用File-Close命令关闭.Lab 1.2 自上而下的系统级仿真实验目的:掌握如何对含AHDL模块的模块级设计进行仿真.实验步骤:1.在CIW中选择Tool-Library Manager,会弹出库管理器(Library Manager).2.在库管理器中,用鼠标左键选中training,则cell中会显示出training库中所有的cell;在training 的所有cell中用左键选中peakTestv;用鼠标中键(或右键)打开(open)view中的schematic.将会出现如下图所示的测试电路:3点击左当该模块四周出现一高亮黄色虚线框时,将鼠标置于图中peakDetectv模块上,3.. ,则模块四周线框变为白色实线框键选中该模块EditDesign-Hierarchy-Descend 设置Name将View ,,弹出Descend对话框4.选择:peakDetectv模块的电路图OK.为schematic,然后点击则出现除了电.nmos晶体管和一个电阻,,分析该电路图图中有两个运算放大器,两个二极管一个.编写的语言一种模拟所有其余的器件都是用器件阻和nmos,Verilog-A(HDL) 4使用Verilog-A语言支持自上而下的设计方法.,Design-Hierachy-Descend Edit,在peakDetectv电路图中的Ampv模块5.选中Descend对话框中将View Name设置为veriloga,点击OK.将出现文本编辑窗,可对窗内的文本进行编辑.退出该编辑窗可敲击键盘左上角的Esc键,然后在文本编辑窗中输入:q!,回车即可.Tool-Analog Environment,弹出模拟设计环境仿真在电路图窗口选择(Analog6.Design Environment Simulation)窗口,同时可再次弹出peakTestv电路图.7.在该仿真窗口中选择Setup-Simulator/Directory/Host;在随后出现的ChoosingSimulator对话框中,将仿真器(Simulator)设置为spectre,点击OK.8.在该仿真窗口中选择Setup-Model Libraries,弹出模型库建立(Models Library Setup)对话框;如图,在该对话框的Model Library File中如图输入后,点击Add,然后OK.图标,弹出Choosing Analyses框点击9.在该仿真窗口中,Choose Analysest;如图所示,选择tran和Enabled,截止时间写入390u;然后点击OK5Outputs-T o Be并在仿真窗口中选择peakDetectv的电路图,410.如步骤所示,打开左键选中图中,Plotted-Select On Schematic.按照电路图窗口底部的命令行提示这些被选中的连线会以特殊的的管脚相连的连线,vcontrol与标有vinput,vcap和.颜色显现出来注意在仿真窗口输出部分的更新信息是否如.点击Esc键将鼠标置于电路图窗口中11.,I54/vcontrol.vcontrol的名字是:下图所示信号或者可以点击右侧,Simulation-Netlist and Run12.在仿真窗口中选择开始仿真 6 图标,仿真成功后会自动输出如下曲线:Netlist and Run13.退出仿真窗口,选择Session-Quit.14.退出电路图窗口,选择Windou-Close;在弹出的Save Change 框中点击No.15.在被仿真环境激活的窗口中,选择File-Close Window,退出仿真环境.Lab 1.3 电路图输入实验目的:掌握如何创建一个库,如何创建一个双极CMOS(Bi-CMOS)运算放大器.实验步骤:1.在CIW窗口中,选择File-New-Library;在弹出的New Library 框中,确认Directory下的路径被设置为~/Artist446(~可以被扩展为绝对路径),并选择Don't need atechfile,如图所示:。
CMOS模拟集成电路设计与仿真实验指导书模拟集成电路原理实验指导书二零一二年五月实验1 集成电路版图识别与提取一、实验目的随着IT产业的迅速发展,集成电路在国民经济和国防建设中的地位日益突出。
IC设计技术尤显重要。
版图识别与提取是微电子IC逆向设计的关键技术。
一方面可借鉴并消化吸收先进、富有创意的版图设计思想、结构。
建立自己的版图库;另一方面通过分析、优化已有版图可将原有芯片的性能加以改进提高。
本实验是基于微电子技术应用背景和《模拟集成集成电路》课程设置及其特点而设置,目的在于:1增加对塑封、陶瓷封装等不同封装形式的感性认识;2 增加对硅圆片、芯片的感性认识;3 学习并掌握集成电路版图的图形识别、电路拓扑结构提取。
4能对提取得到的电路进行功能分析、确定,并可运用EDA软件展开模拟仿真。
二、实验原理本实验重点放在版图识别、电路拓扑提取、版图编辑三大模块,实验流程如下:三、实验内容1.观察典型集成电路的封装形式;2.观察集成电路成品剖片的电路结构;3.观察硅圆片与未封装的芯片;4.在芯片上找出划片槽、测试单管、分布在芯片边缘的压焊点、对位标记,并测出有关图形的尺寸和间距。
仔细观察芯片图形的总体布局,找出电源线、地线、输入端、输出端以及相应的压焊点;6.判断集成电路的工艺类别;7.根据以上判断、提取芯片上图形所示电路图的拓扑结构;复查、修正,并进行仿真验证。
四、实验步骤1.观察典型集成电路的封装形式;2.对集成电路成品剖片的电路结构进行观察;3.观察测试单管。
仔细观察芯片的布局布线,找出电源线和地线。
4.确定芯片工艺类别,分清单个的元件结构,提取版图电路拓扑结构五、实验报告1.版图识别与提取过程总结2.绘出所提版图的电路拓扑结构六、附:版图照片(含铝线照片):金属1层去铝线照片衬底层课下思考练习: 金属1层去铝线照片衬底层实验2CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验目的与意义随着IT产业的迅猛发展,微电子集成电路在通讯、计算机及其他消费类电子产品中的重要地位日益突出,而IC的生产和设计技术水平是决定IC芯片性能的两大要素。
非理想对称差动放大器的设计与仿真 实验目的:(1)熟悉PSPICE 软件的使用方法;(2)运用PSPICE 软件对非理想差动放大器进行设计与仿真;实验内容:1 电路参数设置已知参数指标: K R C 51=,K R C 5.52=,,1001=F β,1102=F βA S 151105-⨯=I ,A S 152105.5-⨯=I , 3Q ,4Q 的100=F β, I A S 15105-⨯=。
晶体管的选择:根据分析,选用元件库中的晶体管Q2N2222和Q2N3904。
输入电压的选择:根据分析,选用元件库中的VDC ,VSIN ,VSRC ,VSTIM 。
输入电阻的选择:根据分析,选用元件库中的Rbreak ,R 。
2 电路的直流分析的部分输出图1 设计电路图如上图1,差动放大电路中输入交流电压为1V ,-1V .在差动晶体管中由于配对晶体管参数失配和集电极负载电阻C R 失配使差动放大电路的性能变差,主要表现为:当输入加差模信号时输出会产生共模分量,当输入加共模信号时会产生差模分量.如果下一级也是差动放大电路,这种差模输入-共模输出或共模输入-差模输出的转换对整个放大电路的性能将产生十分不利的影响。
以下通过电路来分析讨论这一问题。
图2 差分放大电路直流工作点各个晶体管直流工作点见附录2,其上半部分为三极管的直流偏置情况。
IC 行列出了四个晶体管的工作电流分别为10.405CQ I MA =,20.444CQ I MA =, 30.861CQ I MA =,40.983CQ I MA =。
而IB,VBE,VBCVCE 为三极管的其他直流工作点参数。
图3 直流传输特性图3是当输入信号V1由0.125+变化时,输出电压V01和V02的变--0.125化曲线。
利用直流扫描分析可以清楚地看到直流传输特性,为分析电路直流工作状态提供方便。
3 交流小信号分析图4 差模输出曲线如上图为输入差模信号时输出电压曲线。
所谓差模信号,就是在差分放大电180的交流信号。
对于非理想对称差路的两输入端,同时输入大小相同相位相差0放电路,差模输入会产生共模输出,这种共模输出分量比差模分量小得多,对下一级差放的影响并不十分严重。
调用Probe观察波形,如图4,用光标工具“Cursor”测量两条曲线,可以测得双端输出的中频差模增益为162.3,单端输出的中频差模增益为77.2,由于集电极电阻的不对称使得双端输出的中频差模增益不是单端输出的中频差模增益的两倍。
图5 共模输出曲线如上图为输入共模信号时输出电压曲线。
所谓共模,就是在差分放大电路的两输入端,同时输入幅值相同,相位也相等的交流信号。
对于非理想对称差放电路,共模输入会产生差模输出,这种差模输出分量是作为下一级差放的差模输入信号而被放大,对真正的差模信号形成干扰,因而十分有害。
调用Probe 观察波形,如图5,在输入共模信号为1V 时,输出电压为32.9MV ,即共模增益为0.0329,此时,由于电路的不对称,双端输出电压不为零。
图6 输入差模信号时的频响特性在输入幅度为1V 差模电压时,差放输出1VO ,2VO 如图6所示,在低频下177.323VO V =,285.162VO V =,两者相位相反,因而差模输出分量幅度85.16277.323162.485od V V=+=,共模输出分量为(85.16277.323) 3.91952oc V V -==。
前者的所需要的差模分量作为下一级的差模输入信号;后者是下一级的共模输入信号,是有害的,但是由于幅度较小,且下一级差放对共模信号有较强的抑制作用,所以影响不大。
图7 输入共模信号时的频响特性在输入幅度为1V共模电压时, 差放输出1VO如图7所示,VO,2VO MV=,239.523=,两者同相位,因而输出的差模分量为VO MV132.9886.535MV,输出的共模分量为36.256MV。
前者是下一级的差模输入信号,会放大传送到输出端。
后者作为下一级的共模输入信号,对电路性能影响不大。
4 噪声分析在电路中计算的噪声通常是指电阻上产生的热噪声,半导体器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。
噪声分析是伴随小信号分析一起进行的.本例噪声分析的设置中输出变量是)3(V,指要计算出电路中所有电阻及半导体器件等噪声源在3节点处产生噪声电压均方根值的叠加,也即总的噪声输出电压。
输入独立源设置的V3是作为计算等效输入噪声的位置,V并不是噪声源,而只是把点3处的总噪声除3以电压增益)3(V得到的等效输入噪声。
噪声分析时对交流扫描的每一个指定V/3频率都要计算噪声,但不一定都输出,而是根据设置的频率间隔点数来输出。
图8 总输出噪声电压以及等效输入噪声电压5 电路瞬态分析瞬态分析的输出包括在时域中的各节点电压和支路电流的波形以及傅立叶分析是频率分量的表和频谱图。
图9 瞬态分析输出电压波形与输入信号波形在图9中同时显示了)3(V与1V两个对应的波形.由于输入信号为1KHz的正弦波,其周期是1ms,瞬态分析设置的打印步长为20ns,终止时间为2ms,所以图10中显示221=个周期的波形,每个周期打印64 11051020-⨯=⨯个点。
6傅立叶分析傅立叶分析是利用输出的最后一个周期的波形进行谐波分析的,从而计算出直流分析量和从基波到九次谐波的分量及失真度。
图10 傅立叶分析的频谱图10为傅立叶分析的频谱图,观察波形,图中将将各个频率的基波谐波等分量的幅度以曲线方式表示出来。
从图10可以量出,频率为0Hz即直流分量的幅度为9.55V,频率为1KHz,3KHz,5KHz,7KHz等分量幅度比较高,而频率为2KHz,4KHz,6KHz,8KHz等分量幅度比较低。
这也说明了输出端的方波经过傅立叶变换后,以基波和奇次谐波分量为主。
傅立叶分析的Pspice网表见附录3。
附录附录1非理想对称差动放大电路Pspice程序代码:A DIFFERENTIAL AMP 2R3 7 0 11.3kQ4 7 7 8 Q2N3904Q3 6 7 8 Q2N3904-X1Q1 v01 1 6 Q2N3904-XQ2 v02 2 6 Q2N2222-X-VEE 8 0 -12vVCC 5 0 12vV3 1 0 DC 0.125V AC 1VV4 2 0 DC 0.125V AC -1V 0RC1 v01 5 Rbreak 5KRC2 v02 5 Rbreak 5.5k附录 2各个晶体管直流工作点Pspice网表:**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORSNAME Q_Q4 Q_Q3 Q_Q1 Q_Q2MODEL Q2N3904 Q2N3904-X1 Q2N3904-X Q2N2222-XIB 1.61E-05 1.61E-05 8.25E-06 8.31E-06IC 9.70E-04 1.18E-03 5.55E-04 6.08E-04VBE 6.74E-01 6.74E-01 6.54E-01 6.54E-01VBC 0.00E+00 -1.08E+01 -9.10E+00 -8.53E+00VCE 6.74E-01 1.15E+01 9.75E+00 9.19E+00BETADC 6.01E+01 7.31E+01 6.73E+01 7.31E+01GM 3.70E-02 4.49E-02 2.13E-02 2.34E-02RPI 1.74E+03 1.74E+03 3.44E+03 3.46E+03RX 8.00E+01 8.00E+01 8.00E+01 8.00E+01RO 5.15E+04 5.15E+04 1.06E+05 9.63E+04CBE 1.76E-11 2.00E-11 1.28E-11 4.62E-11CBC 3.64E-12 1.57E-12 1.64E-12 3.09E-12CJS 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00BETAAC 6.44E+01 7.83E+01 7.32E+01 8.12E+01CBX 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00FT 2.77E+08 3.31E+08 2.34E+08 7.57E+07附录3傅立叶分析的Pspice网表:IER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(v01)DC COMPONENT = 6.579805E+00HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZEDNO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)1 1.000E+04 1.599E-15 1.000E+00 -4.664E+000.000E+002 2.000E+04 9.264E-16 5.793E-01 -1.688E+02 -1.642E+023 3.000E+04 1.330E-15 8.315E-01 -1.653E+02 -1.607E+02 -1.617E+02 -1.570E+026 6.000E+04 1.574E-15 9.842E-01 -1.246E+02 -1.199E+027 7.000E+04 1.230E-15 7.692E-01 1.246E+02 1.292E+028 8.000E+04 2.190E-15 1.370E+00 -9.443E+01 -8.976E+019 9.000E+04 4.534E-16 2.835E-01 -5.883E+01 -5.417E+01TOTAL HARMONIC DISTORTION = 2.183505E+02 PERCENT共射-共集组合放大器的仿真分析实验目的:(1)熟悉PSPICE软件的使用方法;(2)运用PSPICE软件对共射-共集组合放大器进行进行仿真分析;实验内容:1 实验电路图其中R5为电源内阻,设为50Ω.R10为负载电阻,已知为4.7KΩ2 参数设计:通过查找元器件手册可知,Q2N2222的β值约为178。
由于级间耦合方式是阻容耦合,电容对直流有隔离作用,所以两级的静态工作点是彼此独立、互不影响的。
已知电源电压取15V,负载4.7k,频率范围约为120HZ~3.9MHZ,中频增益约为-1882.1、电容取法单级放大器的低频响应是由C 1、C 2和C 3决定的,放大器的下限频率f L 已知, 取C 1 = C 3 = 10 uF ,C 2 = 100uF 就可满足要求。
C 4为耦合电容,取值为0.5uF 。
2.2、共射分析(1) 选择电源电压E C通常稳定条件为:U B = (5 ~ 10)U BE (1) I b1 = (5 ~ 10)I BQ (2) E C ≥1.5(U op-p +U CES )+ U EQ (3) U CES 为晶体管的反向饱和压降,一般小于1V ,计算时取1V ,U EQ ≈ U B 。