集成运算放大电路实验报告

共集放大电路仿真

时间4月11日

实验目的：

1) 学会仿真软件的使用；

2) 学会利用仿真软件，了解电路；

3) 利用简单的共集放大电路实现对小信号的放大作用，并观察其波形。

实验器材：

带Multisim仿真软件的计算机一台

实验原理：

利用三级管对微弱的电信号的放大和控制作用。

实验步骤：

1) 打开计算机进入Multisim仿真软件，按照如下电路图选择所需要的元件参数，并设计连接电路。

2) 开启仿真后，打开示波器进行波形的观察输入输出波形，如下图所示：

实验结论：

由波形图所示可知，仿真结果与理论分析相同，共集电路对信号没有电压放大作用，有同相功率放大作用，具有电压跟随的作用。

计算机科学与工程学院

实验报告

课程名称：大规模集成电路原理与设计

学院专业：计算机科学与工程学院

学生姓名：***

学 号：***

指导教师：***

日 期：2013年11月06日

电子科技大学计算机学院实验中心

电 子 科 技 大 学

实 验 报 告

实验一

一、实验室名称：主楼A2-412

二、实验项目名称：

（1）实现4—2编码器

（2）实现2—4译码器

（3）实现2位比较器

三、实验学时：4学时

四、实验原理：

（1）分析4-2编码器和2-4译码器的输入输出逻辑框图，根据输入输出变量对应的二进制编码之间的关系，对应于每一个4位（2位）二进制编码的输入，将有一个唯一的2位（4位）二进制编码的输出，考虑采用case语句来实现此功能；

（2）根据输入输出变量之间的逻辑关系来编写相应的程序；

（3）通过给定一组输入的高、低电平信号进行行为级仿真，观察最终产生的波形图来检验编写程序的正确性。

（4）Verilog编程语言的语法及其相应的功能。

五、实验目的：

（1）认识并学习使用Xilinx软件；

（2）能够灵活利用Verilog语言编程实现一些基本的功能块，如：编码器，译码器等。

六、实验内容：

（1）设计一个4-2编码器模块，将输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。

（2）设计一个2-4译码器模块，其功能是编码器的反操作。

（3）设计一个2位二进制比较器模块，实现两个2位二进制数的比较操作并在相应输出端口输出高电平。

七、实验器材（设备、元器件）：

Xilinx软件 八、实验步骤：

 4-2编码器：

（1）构建一个名为bianmaqi的工程，根据实验要求进行模块代码的编写；

（2）实验要求将输入的每一个高低电平信号（对应于每一个4位二进制编码），编成一个对应的2位二进制代码输出，故考虑采用case语句来实现对应于不同输入得到对应输出的功能；

模电实验及课程设计

集成运算放大器的综合设计与应用

2014-12-13

集成运算放大器的综合设计与应用

一、实验要求：

使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1，实现下述功能：

图1

1. 使用低频信号源产生10 0.5 200ippUVfHz， 的正弦波信号，加至加法器输入端。

2. 自制三角波产生器产生0.55%1ppTmsVV（），的类似三角波信号1ou，并加至加法器的另一输入端。

3. 自制加法器，使其输出电压211 6iioUUU。

4. 自制选频滤波器，滤除1ou频率分量，得到峰峰值等于6V 的正弦信号22oouu，用示波器观察无明显失真。

5. 将1ou和2ou 送入自制比较器，其输出在1K负载上得到峰峰值为1V 的输出电压3ou。

二、电路设计及参数计算：

1) 类三角波发生器

由于运放数量的限制，无法构造双运放的常规三角波发生器，这里采用一阶积分电路，当时间常数足够大时，积分曲线可近似为直线积分。根据这样的思路，可以采用单运放的方波产生器，带动积分电路方式产生类三角波。

单运放的方波产生器即一个正反馈的双门限滞回比较器。反向端输入，输入信号也为一个简单积分电路，输出信号即为充电电压， U1ALM324AD321141VEE-5VVCC5Vc110nFR39.86kΩR29.81kΩIO2C2100nFR450kΩKey=B50 %R150kΩKey=A50 %

周期为211322ln(1)RTRCR；取11110;25(50)CnFRkRk为的滑动变阻器

周期要求为30.510Ts，令3-932321225101010ln(1)=0.510RTRf

得230.859RR，不妨取22331==10RRRkR；；

1R为50k的滑动变阻器，可以根据实际情况调节三角波频率。

对于无源积分电路，以充电时为例222242()()(0)()tccccutUUUeRC

- 1 - 模拟集成电路设计课程设计

根据运算放大器设计要求(单位增益带宽、 相位裕量、 功耗等)，分析 CMOS运算放大器的所有性能指标。使用 Level one 模型进行手工计算，设计出所有器件的尺寸参数，然后，通过 Tspice软件仿真验证，给出所有性能指标的仿真结果。

一、要求：

1、开环直流增益 ≥ 80 dB

2、单位增益带宽 ≥ 100KHz

3、相位裕量 ≥ 50 degree

4、负载电容 = 2 pF

5、摆幅 [0.25*(VDD-VSS), 0.75*(VDD-VSS)]

6、电源电压 5V

二、原理分析

原理图：

OUTM1M2M3M4M5M6M7ClCcLV1V2V300000000000000000000000V=5.0V=4.0V=2.0 - 2 - 实验原理：

电路选用二级米勒补偿，其中一级放大主要是放大增益，二级是放大摆幅，将电路分三部分来看

左边：用直流电压为m1，m2提供偏置电压

中间：m3，m4，m5，m6，m1一路选用差分放大电路作为一级放大

右边：m2，m7一路是提高输出摆幅电路部分

Cc为补偿电容，而电感L起稳压作用

为达到设计指标，对运算放大器的每个moS管都要在饱和区工作，通过对原理图的小信号分析得到这种结构的增益为Gain = gm1×gm6/（gds2 + gds4）/（gds6 + gds7）表示，其中gds2 ， gds4， gds6 ， gds7，分别为M2，M4，M6，M7管的相关电导。gm1,gm6分别M1、M6的跨导。而输出电压摆幅为Vincm.max=Vdd-|VGS3|+Vthn，Vincm.min=Vod5-VGS1=Vod5+Vod1+Vthn1，其中Vod1、Vod5分别为M1和M5的过驱动电压。