运算放大器设计与仿真-安超群

实验二负反馈放大器设计与仿真1.实验目的（1）熟悉两级放大电路设计方法。

（2）掌握在放大电路中引入负反馈的方法。

（3）掌握放大器性能指标的测量方法。

（4）加深理解负反馈对电路性能的影响（5）进一步熟悉利用Multisim仿真软件辅助电路设计的过程。

2.实验要求1）设计一个阻容耦合两极电压放大电路，要求信号源频率10kHz(峰值1mv)，负载电阻1kΩ,电压增益大于100。

2）给电路引入电压串联负反馈：①测试负反馈接入前后电路的放大倍数，输入输出电阻和频率特性。

②改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。

3.实验内容反馈接入前的实验原理图：1.放大倍数：Au=0.075V/0.707mV=106.0822.输入电阻：Ri=0.707mV/94.48nA=7.483kΩ3.输出电阻：Ro=0.707V/143.311nA=4.934kΩ4.频率特性：fL=357.094Hz,fH=529.108kHz输出开始出现失真时的输入信号幅度：19.807mV反馈接入后的实验电路：开关闭合之后：1.放大倍数：Af=7.005mV/0.707mV=9.9082.输入电阻：Ri=0.707mV/0.198uA=3.57kΩ3.输出电阻：Ro=0.707mV/0.096mA=7.364Ω4.频率特性：fL=67.134Hz,fH=6.212MHz输出开始出现失真时的输入信号幅度≈197mV4.理论值分析由于三极管2N2222A的β=220，所以反馈接入前第一级rbe1=rb+βVT/Ic=6.7kΩ第二级rbe2=rb+βVT/Ic=6.5kΩ第二级输入电阻Ri’=R8||(R7+40%R13)||rbe2=3.65kΩ放大倍数Au=βR4||Ri’*R9||R12/([rbe1+(1+β)R1]rbe2)=107.034输入电阻Ri=R3||(R2+30%R5)||[rbe1+(1+β)R1]=7.484kΩ输出电阻Ro=R9=5.1kΩ反馈接入后：F=0.101放大倍数Af=Au/(1+AuF)=9.056输入电阻Rif=R3||(R2+30%R5)||(1+AuF)Ri=3.621kΩ输出电阻Rof=Ro/(1+AoF)=7.425Ω所以可以得出结论Af≈1/F5.实验结果分析由仿真结果以及理论计算值可以看出，接入负反馈后，放大倍数明显下降,输入电阻变化不明显，输出电阻明显下降，原因是接入电压并联负反馈之后，输出电压基本稳定而输出电流由于负反馈的增加而变大，导致输出电阻变小。

仿真教案：9：运算放大器分析仿真任务书一、实验目的1、加深对运算放大器及性能特征的认识与理解；2、掌握运算放大器及性能特征检测的仿真方法；3、探讨电子技术实验电路的设计方法，提高专业素养;4、掌握MULTTSTM10. 1仿真软件的使用。

二、工作任务及要求用MULTISIM10.1仿真软件分析运算放大器的性能特征1、反相比例运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为100mVP-P.频率为50Hz的止弦② 仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位 输入信号lOOnv,输出信号luv,反向。

③ 理论计算出Vo 与Vi 的数值关系式。

V0近似等于vi④ 检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

不相同2、同相比例运算电路（1）仿真电路图①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为100mVP-P.频率为50Hz 的正弦交流电。

② 仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位 输入信号200mv,输出信号2v,同相位③ 理论计算出Vo 与Vi 的数值关系式。

近似相同④ 检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

不相同3、电压跟随运算电路（1）仿真电路图同前2：输入信号500mv,输出信号200mv3：近似相等交流电。

4：不相等4、反相加法运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤同前5、减法运算电路（!）仿真电路图① 搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，反相输入端加的信号源是幅值为lOOmVP-P 、频 率为50Hz 的正弦交流电。

同相输入端加的信号源是幅值为200mVP-P.频率为50HzC1R2 E«Tn flC1—>11 4・7uF5 U1R1 （2）仿真内容及步骤 XFG1 XSC1的正弦交流电。

②仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位③理论计算出Vo与Vi的数值关系式。

④检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

6、单门限比较器应用电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为5VP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

运算放大器的测量和仿真1.概述仿真是运放设计的一项重要内容，运放的仿真与运放的应用环境是不可分割的，在仿真之前一定要首先确定运放的实际负载，包括电阻、电容负载，还应包括电流源负载，只有负载确定之后，仿真出的结果才是有意义的：不同的应用场合对运放的性能指标要求也不一样，并不需要在任何时候都要将运放的所有指标都进行仿真，所以，在仿真之前要明确应该要仿真运放的哪几项指标，哪几项指标是可以不仿真的。

在仿真时，要对不同的指标分别建立仿真电路，这样有利于电路的检查；DC、AC分析是获得电路某一性能指标信息的一种手段，它需要一些相关的条件来支持，当我们忽略了某一条件或根本没有弄清还有哪些条件时，DC、AC分析的结果就可能与实际情况不一致，导致错误的发生。

瞬态仿真则是反映出电路工作的现象，只有瞬态仿真通过，才能说明电路具备了相应的能力。

如：我们在仿真运放的频率特性时，所设计的仿真电路是建立在输入源的输出电阻为零（或很小，几百ohm以下）的基础之上，此时仿真出的运放稳定性很好，但如果实际电路前级的输出电阻不为零（此时应考虑运放输入级的寄生电容），这时，在做实际电路的瞬态仿真时，会发现输出有较大的过冲，瞬态仿真必不可少！而且，每一个AC、DC分析结果都可以用瞬态仿真加以验证。

以下仿真电路，只画出了电阻、电容负载，没有给出电流源负载，在进行电路的仿真时，要根据实际情况，酌情考虑电流源负载的影响（实际上电路动态工作时，一定有输出电流）。

一般情况下，电阻、电容负载是相对于共模电压的（不是GND），不会引入静态电流，但在某些场合，如输出驱动电路，其电阻负载是对地的，此时会引入静态电流，这些东西在实际仿真时都是要考虑的。

运算放大器的测量和仿真类别包括：开环增益、开环频率响应（包括相位裕度）、输入失调电压、共模增益、电源抑制比、共模输入输出范围、开环输出电阻和瞬态响应（包括摆率）。

AC相当于小信号仿真，步骤是先进行直流工作点仿真再进行小信号仿真，对于直流电源相当于短路DC可以仿真工作点，范围等相当于现实物理模型的仿真，接近真实情况表1 MOS运算放大器技术指标总表2.概述总体电路：Symbol：3.双端输入、单端输出运放性能参数仿真规范3.1 直流参数仿真3.11 失调电压（voltage offset ）的仿真差分放大器性能一个重要的方面就是所能检测到的最小直流和交流差模电压。

多级放大电路的设计与仿真分析一、实验目的通过对放大电路的设计与分析,加深对放大电路的了解,并能够更加熟练的使用MULTISIM仿真软件,以及加深对各种分析的了解及应用。

二、实验原理静态工作点分析由计算可知UcQ=7V。

UcEQ=7.7V。

T1管的集电极电位UcQ1=2.36V。

所以△Uo=0.64V。

电路的差模放大倍数为A=58.三、实验步骤1、差分放大电路入图所示,此电路为单端输入、双端输出电路,两个输入端中有一个接地,输入信号加在另一端与地之间。

因为此电路对于差模信号是通过发射机相连的方式将T1管的发射极电流传递到T2管的发射极的,故称此电路为射极耦合电路。

2、设计中电阻选用R1和R2为10千欧,R3和R4为1千欧,三极管选用实际三极管模型。

三极管型号为2N1711,放大倍数为462.242。

1、直流工作点分析11 -1.78333io2 -1.68679io1 -1.6867913 -939.65643m14 -939.65643m在进行直流工作点分析时,电路中的交流源将被至零,电容开路,电感短路。

然后得到输入输出等各点的电压工作电压Io1=io2=-1.67679。

2、交流分析由分析可知,直接耦合差分放大电路的频率响应类似于低通放大电路。

在频率较小时,晶体管的电容效应可以忽略不计。

放大器对差模信号有很好的放大作用。

而当频率增大时,晶体管的电容效应不可忽略,并其影响随着频率的增大而增大,导致放大倍数下降,相移不断增大3、瞬态分析对输出节点io1和io2进行瞬态分析,即是指观察该节点子啊整个显示周期中每一时刻的电压波形,图中显示双端输出波形完全重合,即无失真,输出正常。

4、傅立叶分析Fourier analysis for io2:DC component: -1.6855No. Harmonics: 9, THD: 0.464951 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1 Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase-------- --------- --------- ----- --------- -----------1 1000 0.309375 0.0113511 1 02 2000 0.00139769 -92.415 0.0045178 -92.4263 3000 0.000317991 -3.5899 0.00102785 -3.60134 4000 0.000113302 85.4244 0.000366227 85.41315 5000 3.75667e-005 174.441 0.000121428 174.436 6000 1.33889e-005 -96.43 4.32772e-005 -96.4427 7000 4.67737e-006 -7.1248 1.51188e-005 -7.13618 8000 1.73049e-006 81.976 5.59349e-006 81.96479 9000 5.16304e-007 174.868 1.66886e-006 174.856由此可知,在1KHZ电源作用下,该电路的失真很小,可以忽略5、噪声分析Noise Analysisinoise_total 535.06991nonoise_total_qq2_rc 0.00000onoise_total_qq2_rb 0.00000onoise_total_qq2_re 0.00000onoise_total_qq2_ic 0.00000onoise_total_qq2_ib 0.00000onoise_total_qq1_rc 0.00000onoise_total_qq1_rb 0.00000onoise_total_qq1_re 0.00000onoise_total_qq1_ic 0.00000onoise_total_qq1_ib 0.00000onoise_total_qq1_1overf0.00000onoise_total_rr5 16.31716nonoise_total_rr4 16.11037nonoise_total_rr3 16.11037nonoise_total_rr2 1.63091nonoise_total_rr1 1.63091nonoise_total 52.00490n噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声的噪声功率幅度,用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。

Class-AB宽带功率放大器匹配方法的设计与仿真王毅敏;李佳旺【摘要】With the rise of the third communication revolution in the software-defined radio, the broadband RF power amplifier becomes the key part of the software radio transmission system, and has the advantages of wide bandwidth, large dynamic range, small size, long service life and so on. According to the characteristics of software radio and the development trend of current power amplifier, a broadband linear power amplifier with output power of over 25 W and 30-500 MHz working band is designed and developed. By using the coaxial line for broadband matching, and via analyzing the structure model and working characteristics of the push-pull high frequency broadband power amplifier, ADS simulation is done and the design verified. With the appropriate reactance value, the real part of the input-output impedance for the power pipe is made to meet the requirement of the same axis matching. Finally, the coaxial line length, characteristic impedance and the best value of the related components are acquired. After adjustment and optimization, the design reaches the expected indicators. This transformation model has a good prospect of analysis and application in the actual market.%随着软件定义无线电第三次通信革命的兴起,宽带射频功率放大器成为软件无线电发射系统的关键一环,具有频带宽、动态范围大、体积小、寿命长等优点.针对软件无线电的特点及当今功率放大器的发展趋势,设计研制了一款输出功率在25W以上、工作在30～500MHz的宽带线性功率放大器.采用同轴线进行宽带匹配,通过分析推挽式高频宽带功率放大器的结构模型和工作特点,利用ADS仿真验证设计.以合适的电抗值使功率管的输入输出阻抗的实部达到同轴线匹配的要求,最终得到同轴线长度、特性阻抗和相关元器件的最佳取值.经过调整和优化,使设计达到所需指标.这种转换模型在实际市场中有很好的分析应用前景.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)003【总页数】7页(P727-733)【关键词】宽带功率放大器;同轴线匹配;推挽式;ADS【作者】王毅敏;李佳旺【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN722.750 引言随着灵活和开放的软件定义无线电第三次通信革命的兴起，越来越多的人开始投入到SDR架构的研究中。

运算放大器的设计与仿真设计要求：1.增益稳定性：运算放大器的增益应该能够在所需的频率范围内保持稳定。

2.输入阻抗：运算放大器应具备较高的输入阻抗，以减少对输入信号的干扰。

3.输出阻抗：运算放大器应具备较低的输出阻抗，以减小对外界负载的影响。

4.带宽：运算放大器应具备较宽的带宽，以满足对高频信号的放大需求。

5.稳定性：运算放大器应具备较高的稳定性，以避免产生自激振荡或输入偏移。

电路结构：差分输入级：差分输入级是运算放大器的核心部分，用于接受差分输入信号。

它由两个差分对组成，每个差分对由两个晶体管连接而成。

差分输入级的输入阻抗较高，能够减小对输入信号的干扰，提高共模抑制比。

共模放大级：共模放大级用于放大输入信号的共模部分。

它由一对电流镜电路和一个差分放大电路组成。

共模放大级的放大倍数影响运算放大器的共模抑制比和输入选择性。

输出级：输出级用于提供对外的放大信号。

它由输入级的晶体管、电源和输出级负载组成。

输出级应具备较低的输出阻抗，以便与外界负载匹配。

参数选择：参数选择是运算放大器设计的重要环节。

下面是几个常见参数的选择方法：增益：增益可以根据具体应用需求来设定。

一般来说，增益越高，对输入信号的放大效果越好，但也容易引入噪声和干扰。

带宽：带宽取决于应用的特定频率范围。

选择较高的带宽可以满足对高频信号的放大需求，但也可能引入频率抖动和畸变。

输入阻抗：输入阻抗应根据信号源的特性来选择。

如果信号源的输出阻抗较高，则需要选择较低的输入阻抗以保证信号传输。

输出阻抗：输出阻抗应根据负载的特性来选择。

如果负载的输入阻抗较高，则需要选择较低的输出阻抗以提供足够的电流输出。

稳定性：稳定性可以通过选择合适的电容和电阻来提高。

一般来说，通过增加补偿电容和添加反馈电阻可以提高运算放大器的稳定性。

仿真：对于运算放大器的设计，可以使用电子设计自动化软件进行仿真验证。

主要包括以下步骤：1.输入基本电路参数，如晶体管的参数、电源电压等。

实验报告册指导教师邱刚课程名称模拟电子技术基础实验名称集成运算放大器的设计实验类型设计学院名称电子与信息工程专业电子与信息工程年级班级 2011级电信3班学生姓名赵明贵学号 4314 成绩2012年11月29日实验四集成运算放大器的设计运算放大器应用电路的设计与制作一．实验目的1.掌握运算放大器和滤波电路的基本工作原理；2.掌握运用运算放大器实现滤波电路的原理方法；3.会用Multisim10对电路进行仿真分析；二．实验内容1.讲解运算放大器和滤波电路的基本工作原理；2.讲解用运算放大器实现滤波电路的原理方法；3.用Multisim10对二阶有源低通滤波电路进行仿真分析；三．实验仪器Multisim10软件;电阻若干，导线若干，线路板一块，ua741运放两个，万用表，实验箱。

四．实验原理集成运算放大器是高增益的直流放大器。

在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络，就可以实现各种不同的电路功能。

可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算及其他非线性变换功能；将正、负两种反馈网络相结合，还可具有产生各种模拟信号的功能。

本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。

理想运放在线性运用时具有以下重要特性：（1）理想运放的同相和反相输入端电流近似为零，即。

（2）理想运放在作线性放大时，两输入端电压近似相等，即：。

1.反相放大器信号由反相端输入，电路如图3-1所示。

在理想条件下，放大器的闭环增益。

增益要求确定之后，与的比值即确定，在选择其值时需注意：与不要过大，否则会引起较大的失调温漂；但也不要过小，否则无法满足输入阻抗的要求。

一般取为几十千欧至几百千欧。

当时，放大器的输出电压等于其输入电压的负值。

此时，它具有反相跟随的作用，称之为反相器。

2.同相放大器信号由同相端输入，电路如图3-2所示。

在理想条件下，放大器的闭环增益为图3-1 反相放大器图3-2 同相放大器当为有限值时，放大器增益恒大于1。

运算放大器分析仿真任务书一、实验目的1、加深对运算放大器及性能特征的认识与理解；2、掌握运算放大器及性能特征检测的仿真方法；3、探讨电子技术实验电路的设计方法，提高专业素养；4、掌握MULTISIM10.1仿真软件的使用。

二、工作任务及要求用MULTISIM10.1仿真软件分析运算放大器的性能特征1、反相比例运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为100mVP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

②仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位]红色是输入信号，蓝色是输出信号，它们之间的相位差为π。

③理论计算出V O与V i的数值关系式。

V0=5Vi④检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

相同2、同相比例运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为100mVP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

②仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位红色是输入信号，蓝色是输出信号，相位差位零，即它们的相位相同。

③理论计算出V O与V i的数值关系式。

④检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

3、电压跟随运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤同前红色是输入信号，蓝色是输出信号，它们的相位，幅值都相同。

4、反相加法运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤同前XSC1XSC25、减法运算电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，反相输入端加的信号源是幅值为100mVP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

同相输入端加的信号源是幅值为200mVP-P、频率为50Hz 的正弦交流电。

②仿真观测记录输入信号、输出信号的幅值及相位③理论计算出V O与V i的数值关系式。

④检验仿真数据与理论计算数据是否相同。

6、单门限比较器应用电路（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为5VP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

功率放大电路调试及仿真耿忠宇( 河北北方学院理学院物理系 06级本科 20061040232)摘要：功率放大器简称功放。

是一种能量转换的电路，其主要任务是输出大的信号功率，其输入、输出电压和电流都较大，消耗能量多，信号容易失真，输出信号的功率大。

本文通过对功率放大器进行调试并用仿真软件仿真其实际效果，根据实验和仿真数据仔细分析电路，了解功放几种特殊状态下，电路集电极电流，输出功率，效率的具体数值。

从而从根本上理解功率放大器的基本原理。

为以后研究功率放大器打下基础。

关键词：功率放大器；仿真；失真；最大不失真功率Power amplifier circuit testing and simulationGengzhongyu(Hebei NorthUniversity College Department Of Physics, 06 1 Classes 20061040232)Abstract: Power amplifier (PA) is an energy conversion circuit. Its main task is to output large-signal power. Because of its larger input and output voltage, current and energy depletion, it is easy to have distortion of signal and large power output signal.In this article, based on the debugging of power amplifier simulation software and simulation with the actual results, more experimental, simulation data and analysis of the circuit, we know the specific values about some special state amplifier, the circuit collector current, output power under several special condition of PA. So the author has made a fundamental understanding the basic principles of power amplifier. And it is also lay the foundation to study PA in the future.Key words：Power Amplifier；Emulation；Distortion；Maximum power without distortion目录引言 (1)1. 功率放大器概述 (2)1.1功率放大器的基本要求 (2)1.2功率放大器的分类 (3)1.3放大电路的主要特点 (4)2. 功率放大器的理论分析 (5)3. 功率放大器的调试及仿真 (8)3.1功率放大器的调试 (8)3.2功率放大器的仿真 (10)总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)引言功率放大器简称功放。

运算放大器的电路仿真设计一、电路课程设计目的○1深入理解运算放大器电路模型，了解典型运算放大器的功能，并仿真实现它的功能；○2掌握理想运算放大器的特点及分析方法〔主要运用节点电压法分析〕；○3熟悉掌握Multisim软件。

二、实验原理说明（1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件，它包括输入端和输出端。

它的类型包括：反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电压跟随器、电源变换器等。

（2）〔3〕理想运放的特点：根据理想运放的特点,可以得到两条原那么：〔a〕“虚断〞：由于理想运放，故输入端口的电流约为零，可近似视为断路，称为“虚断〞。

〔b〕“虚短〞：由于理想运放A，，即两输入端间电压约为零，可近似视为短路，称为“虚短〞。

下列图，求输出电压。

理论分析：由题意可得：〔列节点方程〕011(1)822A U U +-=0111()0422B U U +-= A B U U =解得：三、 电路设计内容与步骤如上图所示设计仿真电路。

仿真电路图：V18mVR11Ω2ΩR32ΩR44ΩU2DC 10MOhm0.016V +-U3OPAMP_3T_VIRTUALU1DC 10MOhm0.011V+-根据电压表的读数，，与理论结果相同。

但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否那么结果误差会很大，致结果没有任何意义。

如下图，电压单位为伏时的仿真结果：V18 VR11ΩR22ΩR32ΩR44ΩU2DC 10MOhm6.458V +-U3OPAMP_3T_VIRTUALU1DC 10MOhm4.305V+-，与理论结果相差甚远。

四、 实验考前须知1〕注意仿真中的运算放大器一般是上正下负，而我们常见的运放是上负下正，在仿真过程中要注意。

2〕由于运算放大器的工作范围是有限的，因此，在仿真时要把Ua 和Ub 的范围在毫伏或者更小的单位内，使运放在其线性范围内工作，这样结果才会更准确。

五、电路课程设计总结通过本次试验，我验证了理想运算放大器在线性工作区内“虚短虚断〞的性质，学会了用模拟软件对含理想运算放大器电路的分析，加深了对含理想运算放大器电路的理解。

ads优化仿真电路⼼得与放⼤器设计步骤ADS应⽤：1． ads优化仿真电路的⼀点⼼得：我主要做的是⾼频的匹配电路所以在这⾥也谈谈⾃⼰的⼀些经验不⾜的地⽅希望⼤家指正1，初值的选择：⾸先拿到有源器件模型后我都会在圆图上看看它的s参数主要还是11和22 找个中⼼频率点通过ads⾃带的tools smith chat 将这点匹配到50om 这样我们就会得到⼀个匹配电路的初值。

通过这个⽅法很快的能找到⼀个⽐较好的初值⽐有些⼈随便给了⼀组数然后去random优化要快并且合理。

2，⽬标的设置：⽬标设置不好就会出现不收敛等⼀些预期不到的结果，所以我建议优化剃度到⼀定结果后见好就收然后⼿动改变变量进⾏调试。

选择它的优化type ⾥⾯就有），将影响⽬标灵最后我觉的变量的设置⼀定要精简，在优化过程中有些数值影响⼩的⼀定要定值，不要⼀直开着优化，这样能避免不收敛的问题。

很浅的⼀些经验希望⼤家⼀起探讨。

放⼤器设计步骤解析1.⾸先估计所设计放⼤器需要达到的增益，输⼊输出VSWR，⼀般业界都将VSWR做到2.0以下，除⾮是功率放⼤器的输出VSWR，可以不考虑这个限制。

2.选择适当的晶体管，确定晶体管的⼯作状态，在当前设计的偏压条件下，计算晶体管的S参数，MSG等，确定在设计的频段内，MSG略⼤于所要设计的放⼤器增益的值，⼀般设计的增益值会⽐MSG⼩2dB左右，以避免引起振荡，并⽅便做匹配。

3.将晶体管的稳定系数K值全部提升⾄1以上，⽽并不是只要保证⼯作频段K值⼤于1，带外的频段受到⼲扰也可能引起振荡，但在⼯作频段K值最好只能略⼤于1，⼀般去1.05，1.1左右，K值越⼤，设计的放⼤器最⼤增益将变⼩，⽽在带外频段，K值尽量⼤，K值随频率曲线最好呈现⼀个U字型。

4.如果是设计驱动放⼤器，⼀般设计成输⼊输出都共轭匹配，这⾥很多⼈在设计中常采⽤下⾯不太⾼效的做法：输出先接上50欧姆，再设计输⼊匹配⽹络，然后设计输出匹配⽹络，由于输出电路已不是50欧姆，需要再调整输⼊匹配⽹络，同样的，输⼊匹配⽹络变了以后，需要再⼀次调整输出匹配⽹络，来回需要调谐很多次，才有可能达到指标。

《基于ADS的射频功率放大器设计与仿真》篇一一、引言射频功率放大器（RF Power Amplifier，简称RPA）是无线通信系统中的关键组件，其性能直接影响到整个系统的传输效率和信号质量。

随着无线通信技术的快速发展，对射频功率放大器的设计要求也越来越高。

本文将介绍基于ADS（Advanced Design System）软件的射频功率放大器设计与仿真过程，以提升设计效率和性能。

二、设计要求与指标在开始设计之前，我们需要明确射频功率放大器的设计要求与指标。

主要包括以下几个方面：1. 工作频率范围：根据系统需求，确定放大器的工作频率范围。

2. 输出功率：根据系统传输需求，设定合适的输出功率。

3. 效率：要求放大器具有较高的能效比，以降低能耗。

4. 线性度：要求放大器在不同输出功率下保持良好的线性度，减少失真。

5. 其他指标：如噪声系数、稳定性等。

三、ADS软件介绍ADS是一款功能强大的电子设计自动化软件，可用于射频电路、微波电路、毫米波电路以及光电子器件的设计与仿真。

该软件提供了丰富的电路元件库、仿真工具和优化算法，可大大提高设计效率和性能。

四、射频功率放大器设计1. 电路拓扑选择：根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构，如共源极、共栅极等。

2. 元件选择：选择合适的晶体管、电容、电感等元件，以满足设计要求。

3. 直流偏置设计：设置合适的直流偏置电路，以保证放大器在不同输出功率下的工作稳定性。

4. 匹配网络设计：设计输入和输出匹配网络，以实现最大功率传输和良好的驻波比。

5. 仿真验证：利用ADS软件进行电路仿真，验证设计的正确性和性能指标。

五、仿真结果与分析通过ADS软件进行仿真，我们可以得到射频功率放大器的各项性能指标。

以下是一些主要的仿真结果与分析：1. S参数仿真：通过S参数仿真，我们可以得到放大器的输入反射系数、输出反射系数以及传输系数等参数，从而评估放大器的传输性能和匹配情况。

2. 功率增益仿真：通过功率增益仿真，我们可以得到放大器的功率增益曲线，以评估放大器在不同输出功率下的增益性能。

课题四含运算放大器的仿真电路分析一．仿真目的1.掌握运算放大器工作在线性区时的电路仿真模型。

2.理解并掌握运算放大器的外部特性。

3.能够根据运算放大器的基本原理解决简单的电路问题。

二．仿真电路原理分析根据理想运算放大器的特点Rin →∞，R。

→0，A →∞，可以得到两条规则。

虚断：由于理想运算放大器R in→∞，则Ia ≈0，I b≈0，则输入端的电流为零，可近似为断路，称为虚断。

虚短：由于理想运算放大器A →∞，u。

为有限量，则u b-u a≈0，则输入端间电压约等于零，可近似为短路，称为虚短。

例：如图所示电路中含有一理想运算放大器。

已知R1=1KΩ，R2=2 KΩ，R3=50KΩ，R4=100 KΩ，R5=2 KΩ，R L=100 Ω，u i=3V。

求输出电压u。

解：根据理想运算放大器的特性，由虚断，有 I- =I+ =0由虚短，有u b=0。

由基尔霍夫电流电流定律，a节点处（51312111R R R R +++）u na -31R u nb -51R u 。

=11R u i b 节点处 -31R u na -41R u 。

+ i- = 0 化简可得2.02u na -0.5u 。

= 32u na +u 。

=0从而可以解得U 。

=-1.987V 。

三． 仿真电路测试及分析根据电路图在仿真模拟软件中连接好电路，运行该程序，可得到以下结果。

可以看到，在仿真电路中得到的结果和在计算值是相同的。

所以，含有运算放大器的电路中，要灵活运用“虚断”和“虚短”这两个规律，从而解决好含有运算放大器的相关问题。

四．仿真电路注意事项1.运用虚断和虚短的条件必须要满足Rin →∞，R。

→0，A →∞，而不是任何时候都能运用这一结论。

2.分析含理想放大器的电阻电路，一般采用节点法，或根据KCL列写方程。

与理想运算放大器输出端直接相连的节点，一般不列KCL方程。

五．仿真电路实验心得在本次运算放大器的仿真实验中，我认识到了运算放大器运用的严格条件。

运算放大器的测量和仿真1.概述仿真是运放设计的一项重要内容，运放的仿真与运放的应用环境是不可分割的，在仿真之前一定要首先确定运放的实际负载，包括电阻、电容负载，还应包括电流源负载，只有负载确定之后，仿真出的结果才是有意义的：不同的应用场合对运放的性能指标要求也不一样，并不需要在任何时候都要将运放的所有指标都进行仿真，所以，在仿真之前要明确应该要仿真运放的哪几项指标，哪几项指标是可以不仿真的。

在仿真时，要对不同的指标分别建立仿真电路，这样有利于电路的检查；DC、AC分析是获得电路某一性能指标信息的一种手段，它需要一些相关的条件来支持，当我们忽略了某一条件或根本没有弄清还有哪些条件时，DC、AC分析的结果就可能与实际情况不一致，导致错误的发生。

瞬态仿真则是反映出电路工作的现象，只有瞬态仿真通过，才能说明电路具备了相应的能力。

如：我们在仿真运放的频率特性时，所设计的仿真电路是建立在输入源的输出电阻为零（或很小，几百ohm以下）的基础之上，此时仿真出的运放稳定性很好，但如果实际电路前级的输出电阻不为零（此时应考虑运放输入级的寄生电容），这时，在做实际电路的瞬态仿真时，会发现输出有较大的过冲，瞬态仿真必不可少！而且，每一个AC、DC分析结果都可以用瞬态仿真加以验证。

以下仿真电路，只画出了电阻、电容负载，没有给出电流源负载，在进行电路的仿真时，要根据实际情况，酌情考虑电流源负载的影响（实际上电路动态工作时，一定有输出电流）。

一般情况下，电阻、电容负载是相对于共模电压的（不是GND），不会引入静态电流，但在某些场合，如输出驱动电路，其电阻负载是对地的，此时会引入静态电流，这些东西在实际仿真时都是要考虑的。

运算放大器的测量和仿真类别包括：开环增益、开环频率响应（包括相位裕度）、输入失调电压、共模增益、电源抑制比、共模输入输出范围、开环输出电阻和瞬态响应（包括摆率）。

AC相当于小信号仿真，步骤是先进行直流工作点仿真再进行小信号仿真，对于直流电源相当于短路DC可以仿真工作点，范围等相当于现实物理模型的仿真，接近真实情况表1 MOS运算放大器技术指标总表2.概述总体电路：Symbol：3.双端输入、单端输出运放性能参数仿真规范3.1 直流参数仿真3.11 失调电压（voltage offset ）的仿真差分放大器性能一个重要的方面就是所能检测到的最小直流和交流差模电压。

CMOS运算放大器的设计与Cadence仿真钱香;顾群【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(0)2【摘要】According to the design requirements of the operational amplifier(open loop voltage gain and phase margin), analyzes the performance parameters of CMOS operational amplifier design, geometric dimensions of the device, the simulation results obtained by Cadence simulation performance.%本文根据运算放大器的设计要求(开环电压增益、相位裕度),分析了CMOS运算放大器的性能参数,设计出器件的几何尺寸,最后通过Cadence仿真得到性能指标的仿真结果.【总页数】2页(P1-2)【作者】钱香;顾群【作者单位】无锡科技职业学院电子技术学院,江苏无锡,214028;无锡科技职业学院电子技术学院,江苏无锡,214028【正文语种】中文【相关文献】1.基于0.5μm CMOS工艺的一款新型BiCMOS集成运算放大器设计 [J], 赵俊霞;陆雅明2.CMOS两级运算放大器设计与HSPICE仿真 [J], 何红松3.基于Cadence的静态CMOS门电路仿真设计 [J], 王文彬; 杨定坤; 罗坤; 欧阳林4.基于Cadence的静态CMOS门电路仿真设计 [J], 王文彬; 杨定坤; 罗坤; 欧阳林5.基于Cadence的CMOS反相器的特性分析与仿真 [J], 钱香;陆亚青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

实验三 集成运算放大器电路仿真设计实验（参考实验报告）
一、 实验目的（见实验指导书） 二、 实验设备（见实验指导书） 三、 实验原理（见实验指导书） 四、 实验内容（参考）
1、用μA741设计实现下列各种运算功能的电路，并完成各实验 （1）U o ＝4U i
（注：根据公式U O = (1+1
R Rf
)U i 、R 2=R 1∥R f 自己选定R 1、R 2、R f 参数）
（注：U i 具体验证电压值自拟，但必须保证电压U O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
（2）U o ＝－2U i
（注：根据公式U O = —Ui R Rf
1
、R 2=R 1∥R f 自己选定R 1、R 2、R f 参数）
（注：U i 具体验证电压值自拟，但必须保证电压O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
（3）U o ＝－（U i1＋U i2）
（注：根据公式U o= —R f （2
2
11R U R U ）、R 3= R 1∥R 2∥R f 自己选定R 1、R 2、R 3、R f 参数）
（注：U 1、U 2具体验证电压值自拟，但必须保证电压U O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
2﹑设计一个反相积分运算电路，将方波变换成三角波。

已知条件：方波幅值为2V ，周期为1ms 设计要求：三角波幅值为 1 V 。

（注：根据公式U o =－1/R 1C 1∫U i (t)dt 自己选定R 1、C 1参数；在实用电路中，为了防止低频信号增益过大，常在电容上并联一个电阻加以限制）
画出积分电路的输入和输出波形：
五、 总结和问题讨论（略）。