《电路实验报告》word版 本文关键词：电路，实验，报告，word
《电路实验报告》word版 本文简介：电路原理实验报告学院：理学院班级：电科13姓名：管亮学号：2014年12月厚德博学和而不同实验一典型电信号的观察与测量一、实验目的1．熟悉低频信号发生器、脉冲信号发生器的布局，各旋钮、开关的作用及使用方法；2.初步掌握用示波器观察电信号波形，定量测量出正弦信号和脉冲信号的波形参数；3.初步掌握示波器
《电路实验报告》word版 本文内容：
电路原理
实验报告
学
院：
理
学
院
班
级：
电科13
姓
名：
管亮
学
号：
2014年
12
月
厚德博学
和而不同
实验一
典型电信号的观察与测量
一、实验目的
1．熟悉低频信号发生器、脉冲信号发生器的布局，各旋钮、开关的作用及使用方法；
2.
初步掌握用示波器观察电信号波形，定量测量出正弦信号和脉冲信号的波形参数；
3.
初步掌握示波器、信号发生器的使用。
二、原理说明
1．正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号，分别由低频信号发生器和脉冲信号发生器提供。
正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T（或频率f）和初相；脉冲信号参数是幅值Um、脉冲重复周期T及脉宽tK。
2.
电子示波器是一种信号图形测量仪器，可定量测出波形参数，从荧光屏的Y轴刻度尺量程分档选择开关读得信号幅值。
示波器面板控制件的作用简介
液晶显示屏
电源开关
屏幕
操作键
常用菜单
多功能旋钮
触发控制
水平控制
垂直控制
模拟信号输入
外触发输入
探头信号补偿输出
USB接口
3.
仪器介绍
三、实验内容
1.
正弦波信号的观测
a
将示波器幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。
b
通过电缆线，将信号发生器的输出口与示波器的YA（或YB）端相连。
c
将信号发生器的输出信号类型选择为正弦波信号。
d
接通电源，调节信号源的频率旋钮，使输出频率分别为50Hz，1.5kHz和100kHz(由频率计读出)
，输出幅值分别为有效值1V，3V，5V(由交流毫伏表读得)，调节示波器Y轴和X轴灵敏度开关到合适的位置，从荧光屏上读得幅值及周期，数据填入表1和表2。
频率计读数所测项目
正弦信号频率的测定
50HZ
1500HZ
20000HZ
示波器“t/div”旋钮
5ms
250μs
10μs
一个周期占有的格数
4
2.5
5
信号周期（s）
20ms
625μs
50μs
计算所得频率（HZ）
50
1600
20000
表1正弦波信号频率实验数据
交流毫伏表读数所测项目
正弦波信号幅值测定
1V
3V
5V
示波器“V/div”位置
500mv
2v
5v
峰-峰值波形格数
5.4
4.4
2.8
峰-峰值
2.7v
8.8
14
计算所得有效值
0.96v
3.11
4.95
表2
正弦波信号幅值实验数据
2、方波脉冲信号的测定
a
将信号发生器的输出类型选择为方波信号位置上。
b
调节信号源的输出幅度为1.5V(用交流毫伏表测定)，分别观测100Hz，1kHz和100kHz方波信号的波形参数。
c
使信号频率保持在1kHz，调节幅度和脉宽旋钮，观察波形参数的变化。
d
参照正弦波的测定自拟数据表格。
频率计读数所测项目
方波信号频率的测定
50HZ
1500HZ
20000HZ
示波器“t/div”旋钮
2.5ms
250μs
10μs
一个周期占有的格数
7.82
2.61
4.88
信号周期（s）
19.55m
625．5μs
48.8μs
计算所得频率（HZ）
51.2
1598.12
20491.50
表3方波信号频率实验数据
交流毫伏表读数所测项目
方波信号幅值测定
1V
3V
5V
示波器“V/div”位置
1v
2v
5v
峰-峰值波形格数
2
3
2
峰-峰值
2v
6
10
计算所得有效值
1v
3
5
表4
方波信号幅值实验数据
四、实验要点：
①示波器的辉度不要过亮，以增加其使用寿命。
②调节仪器旋钮时，动作要平缓。
③要注意触发开关和电平调节旋钮应旋置标准位置。
④作定量测定时，t/div和v/div的微调旋钮应旋置标准位置，并且示波器是经过校准的。
⑤信号发生器的接地端与示波器的接地端要相连一致(称共地)。
五、预习与解答
①查阅相关资料，掌握示波器的基本原理与操作。
②示波器面板上t/div和v/div的含义是什么？
③观察本机标准信号时，要在荧光屏上得到两个周期的稳定波形，而幅度要求为五格，试问
Y轴电压灵敏度应置于哪一档位置？t/div又应置于哪一档位置？
④应用双踪示波器观察到如题图所示的两个波形，Y轴的v/div的指示为0.5V，t/div指示为100μs
，试问这两个波形信号的波形参数为多少？
六、实验要求
①对实验中显示的各种波形进行整理，绘制出具有代表性的波形。
②总结实验中所用仪器的使用方法及观测电信号的方法。
③如用示波器观察正弦信号时，荧光屏上出现如下图情况时，试说明原因并提出解决办法？
实验二
R、L、C元件阻抗特性的测定
一、实验目的
1．验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定、与特性曲线；
2．加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。
二、原理说明
1．在正弦交变信号作用下，电阻元件两端电压与流过的电流有关系式
在信号源频率较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性如图1所示。
如果不计线圈本身的电阻，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式
感抗
感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性如图1所示。
在低频时略去附加电感的影响，可将电容元件视为纯电容，有关系式
感抗
容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性如图1所示。
图2
图1
2．
单一参数R、L、C阻抗频率特性的测试电路如图2所示
图中R、L、C为被测元件，r为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R、L、C元件两端的电压、、，流过被测元件的电流则可由r两端电压除以r得到。
n格
m格
图3
3．
元件的阻抗角（即相位差）随输入信号的频率变化而改变，同样可由实验方法测得阻抗角的频率特性曲线。
用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。
将欲测量位相差的两个信号分别接到双踪示波器和两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图3所示，荧光屏上数得水平方向一个周期占n格，相位差占m格，则实际的相位差（阻抗角）为
三、实验设备
函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器、实验电路元件（、、、r=100Ω）、频率计。
四、实验内容
1．测量单一参数R、L、C元件的阻抗频率特性。
实验线路如图2所示，取、、、r=100Ω。通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为，并在整个实验过程中保持不变。
改变信号源的输出频率从逐渐增至（用频率计测量），并使开关分别接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表分别测量，；，；，并通过计算得到各频率点时的、和之值，计入表中。
频率
200
500
1000
2000
4000
5000
（）
0.95
0.96
0.963
0.93
0.936
0.976
（）
0.07
0.09
0.09
0.079
0.063
0.07
（）
0.7
0.9
0.9
0.79
0.63
0.7
（）
1.4
1.1
1.07
1.17
1.4
1.4
（）
0.44
0.482
0.605
0.817
1.018
1.032
（）
0.717
0.712
0.681
0.584
0.382
0.305
（）
7.1
7.1
6.8
5.84
3.82
3.05
（）
0.062
0.067
0.089
0.14
0.267
0.338
（）
1.496
1.367
1.046
0.668
0.304
0.223
（）
0.195
0.452
0.732
0.862
0.841
0.800
（）
1.95
4.52
7.32
8.62
8.41
8.00
（）
0.767
0.302
0.143
0.077
0.036
0.029
2．用双踪示波器观察串联和串联电路在不同频率下阻抗角的变化情况，并作记录。
频率（）
200
1000
5000
rL
rC
rL
rC
rL
rC
（格）
0.1
0.1
0.4
0.6
0.8
0.9
（格）
5.1
5.6
3.4
3.2
3.3
3.7
（度）
7.06
6.42
42.35
67.5
87
88.5
五、实验注意事项
1．交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必须调零。
六、预习思考题
1．图2中各元件流过的电流如何求得？
2．怎样用双踪示波器观察串联和串联电路阻抗角的频率特性？
七、实验报告
1．根据实验数据，绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线。
2．根据实验数据，绘制串联和串联电路的阻抗角频率特性曲线，并总结、归纳出结论。
实验三
R、L、C串联谐振电路的研究
一、实验目的
1.学习用实验方法测试R、L、C串联谐振电路的幅频特性曲线。
2.加深理解电路发生谐振的条件、特点、掌握电路品质因数的物理意义及其测定方法。
二、原理说明
1.在图1所示的R、
L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随而变。取电路电流作为响应，当输入电压维持不变时，在不同信号频率的激励下，测出电阻R两端电压之值，则，然后以为横坐标，以为纵坐标，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性，亦称电流谐振曲线，如图2所示。
图１
图２
2.
在处()，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点，该频率称为谐振频率，此时电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小，在输入电压为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压同相位，从理论上讲，此时，，式中的称为电路的品质因数。
3.电路品质因数Q值的两种测量方法
一是根据公式
测定，与分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度
再根据
求出Q值，式中为谐振频率，
和是失谐时，幅度下降到最大值的倍时的上、下频率点。
Q值越大，曲线越尖锐，通频带越宽，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。
三、实验设备
函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器、频率计、谐振电路实验线路板
四、实验内容
1.按图3电路接线，取,C=1nf,L=100ml，调节信号源输出电压为2V正弦信号，并在整个实验过程中保持不变。
图３
函数信号发生器
交流毫伏表
2.找出电路的谐振频率，其方法是，将交流毫伏表跨接在电阻两端，令信号源的频率由小逐渐变大(注意要维持信号源的输出幅度不变)，当的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐书定频率，并测量、、之值(注意及时更换毫伏表的量限)，记入表格中。
０.５1
15.915
1.414
27.72
27.72
2.772
27.718
１.５
15.915
1.414
9.43
9.42
0.943
9.43
3.在谐振点两侧，应先测出下限频率和上限频率及相对应的值，然后再逐点测出不同频率下值，记入表格中。
（取值跨度不够大，下数值作参考列）
0.51
14.5
8
14.78
13
14.9
15.9
16
19
17.1
24
17.4
26
0.888
1.008
1.064
1.41
1.019
0.907
0.592
0.680
0.709
0.941
0.679
0.604
1.5
14
14.5
14.7
16.5
17.1
17.2
0.714
0.888
1.008
1.272
1.019
0.979
0.447
0.591
0.671
0.848
0.679
0.653
4.取，重复步骤2、3的测量过程。
五、实验注意事项
1.测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在变换频率测试时，应调整信号输出幅度，使其维持在1V输出不变。
2.在测量、数值前，应及时改换毫伏表的量限，而且在测量、时毫伏表的“十”端接C与L的公共点，其接地端分别触及L和C的近地端N1和N2。
3.实验过程中交流毫伏表电源线采用两线插头。
六、预习思考题
1根据实验电路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。
2.改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值?
3.如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些?
4.电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大，如果信号源给出1
V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测和，应该选择多大的量限?
5.要提高R、Ｌ、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变?
6.谐振时，比较输出电压与输入电压是否相等?试分析原因。
7.谐振时，对应的与是否相等?如有差异，原因何在?
七、实验报告
1.根据测量数据，绘出不同Q值时两条幅频特性曲线。
2.计算出通频带与Q值，说明不同R值时对电路通频带与品质因数的影响。
3.对两种不同的测Q值的方法进行比较，分析误差原因。
4.通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。
实验四
并联谐振电路的研究
一、实验目的
1.
利用计算机分析谐振电路的特性。
2.
加深电路发生谐振的条件和特点，掌握电路品质因数的物理意义和测定方法。
3.
学习掌握用仿真软件的波特图仪测试谐振电路的幅频特性曲线。
二、原理说明
任何含有电感L和电容C的电路，如果局部或全部处于无功功率完全补偿状态，而使电路的局部或总电压和电流同相，便称此电路（局部或全部）处于谐振状态。处于谐振状态的电路，如果L与C串联则称为串联谐振；如果L与C并联则称为并联谐振。谐振是线性电路在正弦稳态下的一种特定的工作状态。通过调节电路参数（电感L或电容C的值）或是改变电源的频率，能发生谐振的电路，称为谐振电路。
图1所示为理想电感和电容并联的电路。在该电路中，电路的导纳为：
若要使得电压U
与电流I同相，则必须满足：。
图1
并联谐振电路图
RLC并联电路产生并联谐振的条件为：
在RLC并联电路发生谐振时，电压U
与电流I同相，电路表现为纯电阻，电源只提供有功功率。电感和电容的无功功率完全互相补偿，不与电源进行能量交换。电路的总阻抗为最大值，当电源电压一定时，总电流最小。并联支路中的电容电流IC和电感电流IL相等，其值可能远大于电路的总电流I。所以，并联谐振也被称为电流谐振。
RLC并联谐振电路的特点如下：
1.谐振时Ｙ＝Ｇ，电路呈电阻性，导纳的模最小。
2.电阻中电流达到最大，且与外施电流相等，ＩＲ＝ＩＳ。
3.谐振时IL+IC=0，即电感电流和电容电流大写相等，方向相反。
在并联谐振电路中，电感和电容支路产生大电流的能力可以用品质因数来表示。并联谐振时，电容和电感上通过的电流和总电流的关系如下面的公式所示：
品质因数定义为电容支路电流或电感电流与总电流在谐振点的比值：
三、实验内容与步骤
1.
测试频率特性确定谐振点。
（1）在Multisim13环境中创建如图2所示电路。R1=50KΩ（串入R1是为了构成恒流源），图中指针可以实时观察电路中的支路电流，示波器可以观测电压和电流之间的相位关系。可根据电路实验参数自己设计。
图2电感线圈与电容并联谐振电路实验接线图
（2）
按下仿真软件“启动/停止”开关，启动电路。打开波特图仪面板，如图3所示，按照3图进行设置，将测试指针移至频率特性最高点，读出其对应频率，此即为谐振频率。
图3
波特图仪设置
2.并联谐振特点测试
（1）观察谐振时电压与电流相位关系
设置函数发生器频率为谐振频率，打开示波器面板，观察总电压（A通道波形）与总电流（B通道波形，B通道电位Vb）相位关系，记录波形如图4所示。
图4
示波器测试谐振时相位关系
（2）改变函数发生器的频率f，选定一组频率，运行动态分析，记录每种频率相应的a点和b点（图上未描出）电位峰值电压Va、Vb。
Va（V）
Vb（mV）
IR1（mA）
IC（mA）
Z（KΩ）
0.800
3.72
19.7
1.97
1.87
1.89
0.900
5.18
19.4
1.94
2.92
2.67
1.000
7.25
18.9
1.89
4.55
3.84
1.135
9.09
18.2
1.82
6.47
4.99
1.200
8.41
18.5
1.85
6.33
4.54
1.300
6.67
19.0
1.90
5.43
3.51
1.400
5.25
19.4
1.94
4.61
2.71
Ic变化不明显，没有体现有小变大再由大变小得过程，频率的取值做到了对称，但没有做到大的跨度
（3）根据表1中的每个Vb和图2中10Ω电阻，计算每种频率的电流I，并将计算结果记录到表
1中。
（4）根据表1中的每个Va和电流IR值，计算每种频率的阻抗Z，并将计算结果记录到表1中。
五、实验注意事项
1.
设计电路时应当正确计算相应的电感和电容的参数，并匹配适当大小的频率，才能使电路发生谐振。
2.注意调节波形图显示时的单位大小，以确保看到完整波形。
六、预习思考题
1如何设计并联谐振电路元件的参数。
3.如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些?
七、实验报告
1.通过实验初步掌握仿真的方法。
2.通过本次实验，总结、归纳并联谐振电路的特性
篇2：集成电路设计基础实验报告
集成电路设计基础实验报告 本文关键词：集成电路设计，实验，基础，报告
集成电路设计基础实验报告 本文简介：集成电路设计基础实验报告专业：电子信息工程班级：姓名：学号：电子与信息工程学院实验一Tanner软件的安装和使用一、实验目的1．掌握Tanner的安装过程。2．了解Tanner软件的组成及使用。3．掌握使用S-Edit和T-Spice对nMOS管的I-V特性仿真的方法。二、实验仪器计算机一台。三、实
集成电路设计基础实验报告 本文内容：
集成电路设计基础实验报告
专业：
电子信息工程
班级：
姓名：
学号：
电子与信息工程学院
实验一
Tanner
软件的安装和使用
一、实验目的
1．掌握Tanner
的安装过程。
2．了解Tanner
软件的组成及使用。
3．掌握使用S-Edit
和T-Spice
对nMOS
管的I-V
特性仿真的方法。
二、实验仪器
计算机一台。
三、实验内容
1.1
tanner的安装
Tanner
软件的安装是比较简单的，主要分为安装和安装license
两部分。
第一步，双击安装文件夹…/Tanner
L-EDIT
11.1
下的setup.exe
文件，得到安装向导，按默认选项，依次点击“下一步”，直至安装完成。
第二步，将…./Tanner
L-EDIT
11.1/crack
文件夹下的所有文件复制到安装目录utilities
下，然后双击运行其中的crack.bat
文件安装license，得到相应的界面，然后点击“instance”，安装成功之后点击“exit”。至此，tanner
就安装成功了。在桌面上就会看到快捷方式，分别对应tanner
pro
软件的五个功能模块。
1.2
nMOS管I-V特性
（1）打开S-Edit
程序。（2）另存新文件。（3）环境设置。（4）编辑模块。(5)
浏览元件库。（6）从元件库引用模块。（7）编辑电路。（8）加入联机。（9）加入输入端口与输。（10）模块重命名出端口。（11）加入工作电源。(12)
加入输入信号。(13)
编辑Source_v_dc
对象。(14)
输出成SPICE
文件。(15)
加载包含文件。(16)
分析设定。(17)
输出设定。(18)
进行仿真。（19）观看结果。
四、实验结果
1.最终绘制出的电路图如下：
2.经过设定，最终完成的网表如下：
3.仿真结果曲线如下：
上图为N型MOS管的IV特性曲线，输入为栅源电压，单位为V；输出为漏电流，单位为mA。输入从0到5V线性扫描，得到上图曲线。
五、思考题
1.
此时M1的工作状态为饱和区，漏电流的表达式为：
2.
分别采用另外两种不同的器件模型ml1_typ.md和ml5_20.md进行了仿真，仿真结果中漏电流的变化趋势基本相同，但是数值有所差异。原因分析：模型文件中包括电容电阻系数等数据，模型不同，相应数据也就不同，计算结果数值当然会有差异。
3.改变M1的宽长比后，同样，变化趋势基本相同，但是数值有所差异，且输出与宽长比的数值呈现正比例关系。原因分析：漏电流的表达式中含有W/L，及宽长比，所以宽长比的变化必然会引起漏电流输出的变化。
实验二
单级放大器性能仿真
一、实验目的
1、掌握电阻负载、带源极负反馈的共源级的性能仿真方法。
2、掌握源跟随器、共源共栅级的性能仿真方法。
二、实验内容及相应结果
2．1
电阻负载的共源级
（1）画电路图。（2）加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电源电压名为vvdd），输入电压为1V（将输入电压改为vvin），电阻值为1K欧，晶体管的栅宽为100u，栅长为1u。画完的电路图如下：
（3）生成spice文件，并且加入include命令、DC
transfer
sweep命令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout命令。
（4）仿真，结果如下：
图中横轴为栅源电压，纵轴为漏源电压，单位都是V。输入从0到3V进行步长为0.02V的扫描，得到上图曲线。
2.2
带源级负反馈的共源级
（1）画电路图。（2）加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电源电压名为vvdd），输入电压为1V（将输入电压改为vvin），负载电阻值为1K欧，源级电阻为50欧，晶体管的栅宽为100u，栅长为2u。画完的电路图如下：
（3）生成spice文件，并且加入include命令、DC
transfer
sweep命令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout命令。
（4）仿真，结果如下：
图中，横轴为栅端电压，纵轴为漏端电压，单位都是V。输入从0到3V进行步长为0.02V的扫描，得到上图曲线。
2.3
源跟随器
（1）画电路图。（2）加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电源电压名为vvdd），输入电压为1V（将输入电压改为vvin），源级电阻为5000欧，晶体管的栅宽为22u，栅长为2u。画完的电路图如下：
（3）生成spice文件，并且加入include命令、DC
transfer
sweep命令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout和vin命令。
（4）仿真，结果如下：
图中，栅端为输入端，源端为输出端，上端的线为输入电压的变化，下方的曲线为输出电压的变化趋势，可以看出，输出电压在跟随着输入电压而变化，这体现了源跟随器的特性。
2.4
共源共栅级
（1）画电路图。其中电压源名称改为vb，电压值改为2.5V。（2）加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电源电压名为vvdd），输入电压为1V（将输入电压改为vvin），负载电阻为5000欧，共源管的栅宽长比为100/1u，共栅管的栅宽长比为20/1u。画完的电路图如下：
（3）生成spice文件，并且加入include命令、DC
transfer
sweep命令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout和共源管的漏端电压（即网表中的N1点）命令，结果如下：
（4）仿真，结果如下：
图中，上方的曲线为输出电压，下方的曲线为共源管的漏端电压，即网表中的N2点。
（5）修改网表文件，将直流扫描电压源由vvin改为vvdd，然后输出N1节点的电压，仿真结果如下：
此曲线为vvdd从0到3V进行扫描时N1点（我所做图中的N2点）电压的变化情况。
三、思考题
1.图2.8中函数比2.4中的最低值要低，而且2.8中的函数下滑段是比2.4时间长的，水平段同样比2.4长。原因分析：图2.8中加入了源级电阻并且宽长比减小，作为以电阻为负载的共源级，当其他参数为常数的时候，通过减小W/L都可以提高Av的幅值。较大的器件尺寸会导致较大的器件电容，较高的Vrd会限制最大电压摆幅。
2.当电阻值改为1k时，源极输出电压跟随输入的速度减慢，体现了跟随能力的降低。原因分析：当其他参数不变的时候，源极电阻的增大时会使输出节点的时间常数更大。
3.N1节点处的电压随着vvdd的增加不断增加，但是增加的幅度开始阶段比较缓慢，后期增加迅速，这是因为后期的时候，vvdd的电压基本上等于节点处的电压，而初期阶段还受到其他参数的影响，从而使节点处的电压与vvdd成正比，但是后来由于MOS管的影响成二次幂形式。
实验三
差动放大器性能仿真
一、实验目的
1、复习基本差动对的电路结构、特点及工作原理。
2、学会使用tanner软件对差动放大器的基本性能进行仿真。
二、实验内容及相应结果
（1）画电路图。图中的电阻阻值均为5K欧。Mos管的宽长比采用默认值。恒流源为source_i_dc，名字改为Iss，电流值为500uA。
（2）加入输入电压源，输入电压源为正弦电压源（即source_v_sine），in1输入端电压源名字改为vin1，in2输入端电压源名字改为vin2，两者振幅（amp）为默认值0.5，频率改为100，vin1的相位为0，vin2的相位（phase）改为180，其他所有参数均为0。vin1和vin2的下端共同连接一个直流电压源（即source_v_dc），名称改为vdc，电压值为1.5V。电源电压仍为3V。画完的电路图如下：
（3）生成spice文件，并且加入include命令、瞬态扫描命令（扫描时间为0.1秒，步长为0.001）、输出差动输入in1和in2及差动输出out1和out2，最终输出网表如下：
（4）仿真，结果如下：
此图为差动放大器的差动输入电压曲线和相应的输出电压曲线，幅度小的为输入，幅度大的为输出。
将各个曲线展开得到下图，这样可以更清楚地比较输入和输出曲线。
图中，第一条和第三条曲线为输入差动信号，第二条和第四条曲线为输出差动信号。
（5）将网表文件中的vdc电压值改为0.5V，将vin1和vin2的振幅改为1.5V，然后再进行仿真，得到的结果如下：
从此图可看出：输出电压产生了失真。
（6）输入输出特性分析。将vdc的电压值改为0.5V，vin1和vin2的频率值由100改为0，然后对vin1进行直流电源线性扫描（扫描范围从-3V到3V，步长为0.02），输出电压为v（out1，out2）（即输出中选Voltage，节点为out1，参考点为out2），网表文件如下：
仿真后的结果如下：
三、思考题
实验四
两级运放性能仿真
一、实验目的
1、复习CMOS运算放大器的电路结构及工作原理。
2、学习两级运放的性能仿真方法。
二、实验内容
（1）画电路图。（2）加入电源电压，并修改电路参数。电源电压为5V，in1和in2对地电压为直流电压1.5V和正弦波电压0.01V，并且两个正弦波电压相位相差180。电容为相位补偿电容，值为5pF。画完的电路图如下：
（3）输出第一级放大器和第二级放大器的输出波形。输出网表，加入include命令，“.tran/op
1m
40m
method=bdf”命令和“.print
tran
v(N3)
v(out)”（N3节点是指M2管的漏极节点即第一级放大器的输出）命令，完整的spice文件如下：
（4）仿真结果如下：
三、思考题
实验五
放大器频率特性仿真
一、实验目的
1、复习CMOS单级放大器和差动放大器的频率特性。
2、学习单级放大器和差动放大器的性能仿真方法。
二、实验内容及相应结果
2.1
电阻负载共源级的频率特性
（1）画电路图，其中电源电压为5V，电阻值为5000欧，输入电压为直流电压2.0V和交流电压（即source_v_ac器件，振幅（mag）为0.1V，vdc为0.5V），MOS管的栅宽/长为100/10u。画完的电路图如下：
（2）输出网表文件，然后加入include命令，交流频率扫描“.ac
dec
5
10meg
10G”（dec表示以10为底的对数频率扫描，5表示每个频率的十进数间包括5个点，10meg
10G表示扫描频率从10MHz到10GHz），输出命令“.print
ac
vm(out)”（vm表示输出电压的幅度），完整网表：
（3）仿真结果如下：
图中，横轴为输入电压频率，纵轴为输出电压幅度，显示了电阻负载共源放大器的频率特性。信号频率不宜太低。
2.2
源跟随器的频率特性
（1）画电路图，其中电源电压为3V，电阻值为5000欧，输入电压为直流电压1.0V和交流电压（即source_v_ac器件，振幅（mag）为0.1V，vdc为0.5V），MOS管的栅宽/长为100/10u。画完的电路图如下：
（2）输出网表文件，然后加入include命令，交流频率扫描“.ac
dec
5
10meg
10G”，输出命令“.print
ac
vm(out)”，完整网表如下：
（3）仿真结果如下：
（4）也可以以分贝的形式输出，只需将输出语句改为“.print
acvdb(out)”即可。仿真结果：
2.3
共源共栅放大器的频率特性
（1）画电路图，其中电源电压为3V，电阻值为5000欧，输入电压为直流电压1.0V和交流电压（即source_v_ac器件，振幅（mag）为0.1V，vdc为0.5V），两个MOS管的栅宽/长为100/10u，共栅管的栅压为2.5V。画完的电路图如下：
（2）输出网表文件，然后加入include命令，交流频率扫描“.ac
dec
5
10meg
10G”，输出命令“.print
ac
vdb(out)”，完整网表如下：
（3）仿真结果如下：
2.4
基本差动对的频率特性
（1）画电路图，其中电源电压为3V，输入电压为直流电压1.5V和交流电压（即source_v_ac器件，振幅（mag）为0.1V，vdc为0.5V，相位为180），尾电流为500uA。
（2）输出网表文件，然后加入include命令，交流频率扫描“.ac
dec
5
10meg
10G”，输出命令“.print
ac
vdb(out)”，完整网表如下：
（3）仿真结果如下：
三、思考题
1.
将图5.2中的MOS管宽度改为10u，再进行仿真，给出仿真结果为：
篇3：掷骰子游戏电路的设计与实现实验报告
掷骰子游戏电路的设计与实现实验报告 本文关键词：骰子，电路，实验，报告，设计
掷骰子游戏电路的设计与实现实验报告 本文简介：数字电路与逻辑设计实验题目：掷骰子游戏电路的设计与实现学号：2012210554姓名：孙进考班级：2012211119学院：信息与通信工程学院日期：2014.11.10一、设计课题的任务要求设计并实现一个掷骰子游戏电路。基本要求：1、电路可供甲乙二人游戏，游戏者甲使用的按键为BTN0，游戏者乙使用的
掷骰子游戏电路的设计与实现实验报告 本文内容：
数字电路与逻辑设计实验
题目：掷骰子游戏电路的设计与实现
学号：2012210554
姓名：孙进考
班级：2012211119
学院：信息与通信工程学院
日期：2014.11.10
一、
设计课题的任务要求
设计并实现一个掷骰子游戏电路。
基本要求：
1、电路可供甲乙二人游戏，游戏者甲使用的按键为BTN0，游戏者乙使用的按键为BTN1。
2、每按一次按键，代表掷一次骰子，可随机得到
1～6
范围内的两个数字。
3、甲乙按键产生的随机数字分别用数码管DISP0-DISP1、DISP2-DISP3
显示,并用DISP7
显示比赛局数，比赛结束用8×8
点阵显示获胜方，并伴有声音效果。
4、具体游戏规则如下：
（1）
第一局比赛，甲乙依次各按一次按键，按键所得两数之和为7
或11
者胜；若无人取胜，则进行第二局比赛；
（2）
第二局比赛，甲乙每人各按一次按键，按键所得二数之和与第一局比赛相同者获胜，若无人获胜，则进行第三局比赛，重复进行步骤（2），直到出现胜者为止。
（3）
游戏局数最多进行六局。在第六局比赛时，若重复进行步骤（2）仍未出现胜者，以按键所得两数之和最大者为获胜方。
提高要求：
1、增加多人游戏的功能，数码管可分时记录显示每个游戏者的骰子点数。
2、点阵显示增加游戏开机动画、结束动画，并伴有乐曲播放。
3、自拟其它功能。
二、系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）
1、整体设计思路
将整个游戏电路分为时钟分频模块、随机数产生模块、数码管显示模块、判断控制模块、点阵显示模块等五个模块。其中，时钟分频模块用于产生适合其他模块使用的时钟频率；随机数产生模块接收来自按键的信号，产生1-6的随机数，其中按键带有防抖功能；数码管显示产生的随机数和局数；判断控制模块用于判断胜负，并控制点阵显示；点阵显示模块用于显示胜利的一方。
2、系统框图
时钟分频模块
数码管显示模块
点阵显示模块
判断控制模块
随机数产生模块
Btn0
按键防抖
Btn1
按键防抖
reset
3、分块设计
时钟分频模块
采用多级分频的方法分别产生点阵扫描需要的1MHz的clk_dian频率、数码管扫描的10KHz的clk_shu频率、产生第一位随机数的2KHz的clk_x频率、产生第二位随机数的3.3kHz的clk_y频率和用于防抖的20hz的clk_dou频率。
随机数产生模块
随机数产生模块用于产生随机数和局数计数。reset用于使局数归零，重新开始游戏。btn0用于作为产生甲方随机数的信号，btn1用于作为产生乙方随机数的信号。clk_x和clk_y是用来产生两位随机数的时钟信号。clk_dou为防抖时钟。qout1-2是甲随机数输出信号，qout3-4是乙随机数输出信号，qout5是局数信号。
数码管显示模块
数码管显示模块用于显示产生的随机数和局数。clk_shu接收10KHz的时钟频率。qin1-5分别接收随机数产生模块的qout1-5信号。cat[50]和g[60]控制数码管的位选和段选信号。
控制判断模块
控制判断模块用于判断胜负并控制点阵显示。clk_dou为防抖时钟频率，btn1为乙方按完按键的信号，jia1-2和yi1-2为甲乙方的随机数，ju为比赛局数。V是胜负结果，用于控制点阵显示。
点阵显示模块
点阵显示模块用于显示胜利的一方。clkin接1MHz的时钟频率，v是胜负结果。beep是蜂鸣器输出信号，当有一方胜利的时候就会输出高电平信号；row和col分别是点阵的行输入和列输入。
三、
仿真波形及波形分析
分频模块
由于分频比例太高，仿真到1s需要花费大量时间，故只仿真到20ms，可观察其中的clk_x和clk_y信号。
随机数模块
如图所示，当btn0被按下，经过防抖测试之后，产生随机数1和4，btn1被按下，经过防抖测试之后，产生随机数3和6，reset拨上之后局数归零，重新开始（圆角方形所示）。
数码管显示模块
如图所示，圆圈内为位选输出信号，其中cat4数码管没有使用。方框内为段选输出信号，以输出1和5为例，显示正确，其中的毛刺可以忽略，不影响显示效果。
判断控制模块
如图，仅以第一局为例，设置甲方为5+2=7，乙方为1+1=2，如方框内所示；btn1下降沿触发比较，v的结果为01，即甲方获胜，如圆圈内所示，仿真结果正确。
点阵显示模块
如图，以显示甲为例，输入为v=01，行输出和列输出显示结果为汉字甲，蜂鸣器输出beep=1，符合预设结果。
四、
源程序
分频器模块fenpinqi.vhd
library
ieee;
use
ieee.std_logic_1164.all;
entity
fenpinqi
is
port(
clkin:in
std_logic;
--时钟信号输入
clk_dian,clk_shu,clk_x,clk_y,clk_dou:out
std_logic);
--时钟信号输出
end
fenpinqi;
architecture
a
of
fenpinqi
is
signal
tmp1:integer
range
0
to
24;
signal
tmp2:integer
range
0
to
49;
signal
tmp3:integer
range
0
to
4;
signal
tmp4:integer
range
0
to
149;
signal
tmp5:integer
range
0
to
499;
signal
clktmp1:std_logic;
signal
clktmp2:std_logic;
signal
clktmp3:std_logic;
signal
clktmp4:std_logic;
signal
clktmp5:std_logic;
begin
p1:process(clkin)---分频到1MHz
begin
if
clkin
event
and
clkin=
1
then
if
tmp1=24
then
tmp1qout1qout1qout1qout1qout1qout1qout1qout2qout2qout2qout2qout2qout2qout2qout5qout5qout5qout5qout5qout5qout5qout5qout3qout3qout3qout3qout3qout3qout3qout4qout4qout4qout4qout4qout4qout4
tmpn
tmpn
tmpn
tmpn
tmpn
tmpg
tmpg
tmpg
tmpg
tmpg
tmpg
tmpg
tmpgyi)then
v_temptmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_coltmp_col<=“11111110“;tmp_row<=“00000110“;
end
case;
else
tmp_col<=“11111111“;
--不显示
end
if;
end
process
p2;
p3:process(v)
begin
if
v=“10“or
v=“01“then
beep<=
1
;--有人获胜，输出高电平，蜂鸣器发声
else
beep<=
0
;
end
if;
end
process
p3;
row<=tmp_col;
col<=tmp_row;
end
a;
五、
功能说明及资源利用情况
实际电路框图：
功能说明：事先约定，甲方先按按键，乙方后按。当程序初始化之后，在clk_x时钟下，xx、xx1开始计数。在clk_y时钟下yy、yy1开始计数，如果甲按下按键btn0，在btn0的上升沿触发下，xx和yy同时对6取余之后结果加1，产生两个1-6的随机数，由于clk-x和clk-y频率不同，以及甲按键按下的时间是随机的，于是产生的两个数是随机数，显示在数码管disp0-1上，同时局数加1，显示在数码管disp5上，标志新一局开始；然后乙按下按键btn1，产生两个随机数，显示在数码管disp2-3上；同时，在乙按键btn1的下降沿触发之下，开始比较，胜负结果显示在点阵上。期间如果遇到复位信号reset，则局数归零，重新开始游戏。
资源利用情况：
注：工程名字为shumaguanceshi5，测试时各部分分别调试，最后选用了一个已存在工程整体调试，未改名。
六、
故障及问题分析
1、
产生的两个随机数是相同的。原因：计数频率相同。解决方法：clk-x改为2kHz，clk-y改为3.333kHz，x计数改为0-100，y计数改为100-200，成功解决问题。
2、
产生随机数，开始时是xy分别除以7取余，产生0-6的随机数，将0调整为1，导致1的概率略大。解决方法：xy分别除以6取余，然后结果加1，这样产生1-6的概率相同，接近于纯随机数。
3、
点阵显示的图形一片模糊，虽然能够看出状态间确实有切换，但分辨不出显示的图形，检查后发现是下载时点阵扫描的行和列下载反了，改正后就可显示汉字，但是显示方向略有问题，不过，能正常看出获胜一方，故没有进一步改正。
4、
比较判断时总是显示上一局结果。经过老师指导，得知是时钟赋值时有时延，故比较错误。解决方法：将jia1与jia2相加和yi1与yi2相加的命令放在时钟之外，这样只要jia1-2和yi1-2有变化就会相加，不需要时钟，故不存在时延问题。
七、总结和结论
这次数电综合实验进行的不是很顺利，主要是上学期的基础没有打好，对知识的理解没有深入，导致了很多错误的发生，比如不能在不同时钟下对同一个信号赋值和同一个if下的判断条件必须为同一种。在这一过程中，我对vhdl语言的理解也更加的深入，解决了许多理论课上半懂不懂的问题，为今后从事相关的开发奠定了基础。
同时，这次实验提高了我的逻辑思考能力，弥补了理论课学习上的不足，这也将为我学习其他课程产生帮助。
