放大器实验板电路设计论文范文第1篇
摘要：当油气井出砂时，砂粒会随着开采液从储层运移到井筒，之后随着开采液举升到地面管道，在管道的弯管处砂粒撞击管壁产生瞬态的微弱声脉冲信号，该信号即为出砂信号。为了改善出砂信号的信噪比，提高出砂量测量的精度，本文将在分析出砂信号特性的基础上，结合压电式出砂信号检测传感器的工作特性，设计了完整的出砂信号调理电路，包括电荷放大器和滤波器等电路结构，并利用Multisim对电路进行仿真测试，对电路参数进行了合理配置，验证了其电路的性能，结果表明出砂信号调理电路性能稳定、工作可靠、重复性好、噪声小、抗干扰能力强，满足现场实际应用的要求。
关键词：出砂监测； 压电传感器； 信号调理电路； 电路设计； 电路仿真
Optimization Design and Simulation of the Sand Signal Conditioning Circuit for Oil and Gas Wells
LIU Jin - jie1， ZHAO Qing - shan2，YANG Gang1
（1.Xi’an Shiyou University， Key laboratory of Photoelectric Logging and Detecting of Oil and Gas， Ministry of Education ， Xi’an 710065， China；2. Xinmin oil production plant of Jilin oil field of PetroChina， Songyuan 138000， China）
Key words： sand monitor；piezoelectric sensor；signal conditioning circuit；design of circuit； simulation of circuit
在油氣井出砂监测中，声测法由于响应速度快、精度高且使用方便得到了广泛的应用，其利用外置式压电传感器检测砂粒碰撞管壁产生的微弱脉冲信号[1][2]，该信号的大小与流体的流速和粘度、砂粒浓度及砂粒的尺寸等因素有关[3]，且频率高、信号弱，检测难度很大。由于油气井出砂是随机的，且砂粒的浓度和大小也是不确定的，故砂粒碰撞管壁产生的脉冲信号为一种瞬态的随机信号[4][5]。另外，由于现场测量环境的影响，出砂信号中包含着各种各样的噪声的。为了改善出砂信号的信噪比，提高出砂测量的精度，压电传感器输出信号必须经过预处理，即设计专门的信号调理电路对压电式传感器输出信号进行处理。
1 出砂信号调理电路总体结构
声波法出砂监测采用的压电式传感器[6]，其输出信号为微弱的电荷信号，所以在出砂信号调理电路中必须首先实现电荷-电压的转换。针对工频干扰、低频的振动噪声和高频的电磁噪声，设计有源带通滤波器滤除相关的噪声。最后，设计放大电路将信号放大到数据采集输入端所要求的范围。
2 出砂信号调理电路设计
2.1 电荷放大器电路
电荷放大器中要求运算放大器必须满足高输入阻抗、高开环增益、小失调电压和宽频带等条件。基于上述原则，本文选择AD823，其参数指标：输入阻抗10TΩ，输入偏置电流典型值5pA、带宽16MHz。另外，反馈电容
2.2 带通滤波器电路
由于出砂信号的频率集中在几十KHz～几百KHz之间，而流体气泡、管道振动的频率低于出砂信号且工作环境中电磁干扰为高频信号，所以设计带宽合适的带通滤波器可有效地消除上述噪声。由于无源滤波电路频率选择性较差，且对信号衰减严重，因此本文设计有源带通滤波器电路如图2所示，其信号通过的频率范围为50kHz～800kHz。
2.3 电压放大电路
经过滤波后能得到较为纯粹的出砂信号，但是此时的信号幅度还很低，为满足后续信号采集的要求，设计一个放大倍数可调的放大电路如图3所示。
3 出砂信号调理电路仿真
为了考察上述电路的性能，本文采用Mutilsim12.0对电荷放大器电路、带通滤波器进行了仿真测试。
3.1 电荷放大器电路仿真
为了验证反馈电阻、反馈电容以及运放的参数对电荷放大器输出的影响，分别做了电路仿真测试试验。由于在Multisim仿真软件中，没有直接的电荷源信号，考虑到压电式传感器输出的电荷信号在形式上是以电流的形式输出的，所以在仿真时，采用脉冲电流源来近似代替电荷源信号。
首先，改变电荷放大器输入电流的情况下对其输出电压的情况进行仿真，其结果如图5所示。由测试结果可看出：在输入电流为5pA时，该电荷放大器仍然能实现正常的放大，从而验证了基于AD823的电荷放大器具有较高的灵敏度和较小的测量误差。
通过仿真输出波形，可以形象地看出不同电路参数对输出电压幅度的影响，因此适当的调节元件参数可以使电荷灵敏度更佳。
3.2 带通滤波器电路的仿真
为了验证设计的带通滤波电路的滤波特性，对其在输入信号幅值相同，频率不同的情况进行了测试。
仿真结果显示：当输入信号频率在50kHz～800kHz范围内，输出信号电压幅度较大，当输入信号频率在50kHz～800kHz之外，输出信號衰减较大，即有源滤波电路在通带内对信号没有衰减而且带外衰减较大，从而能很好地抑制带外的干扰信号。
4 结论
本文针对出砂信号设计了一种调理电路，包括电荷放大器、滤波器和电压放大电路，并进行了仿真，仿真结果显示：该出砂信号调理电路能够对传感器输出的微弱电荷信号进行Q-V转换、有效地滤除50Hz工频干扰以及出砂信号频段外的噪声信号，并能对信号进行放大，从而验证了该出砂信号调理电路是可行的。
参考文献：
[1] 何保生， 刘澎涛， 刘刚， 等. 基于EMD的稠油油井出砂信号特征识别[J]. 石油机械， 2013（5）：69-72.
[2] E.Y.Muslimov， Real Time Sand Production Management Using Non-intrusive Surface Ultrasonic Sand Monitors in TNK-BP Brown Fields in Western Siberia[C]，SPE145254，2011
[3] 刘刚，贾宗文.基于高频振动信号分析的稠油出砂量监测方法[J].中国石油大学学报：自然科学版，2011（3）：84-88.
[4] 隋秀香，郭旗，李相方.油气井测试出砂监测技术[J].天然气工业，2004，05：110-112+156.
[5] 刘刚，刘澎涛，韩金良，等.油井出砂高频振动信号采集监测系统[J].油气地质与采收率，2013（6）：108-110+118.
[6] 何保生，谢雁.油井出砂检测[J].石油天然气学报，2013，35（5）：138-141.
[7] 徐伟，陈钱，顾国华，等.基用于APD激光探测的电荷灵敏前置放大器设计[J]，激光与红外，2011，41（1）：27-30.
[8] 王庆锋，吴斌，宋吟蔚，等.PVDF压电传感器信号调理电路的设计[J]，仪器仪表学报，2006（6）.
放大器实验板电路设计论文范文第2篇
方案一:采用模拟开关实现程控增益放大器。如图1所示,模拟开关可由数字编码控制以选通电阻网络中的不同阻值。该方案实现简单,但其缺点是放大倍数级差变化较大,可调范围较小。
方案二:利用数字电位器与运算放大器构成程控增益放大器,如图2。其特点是,可实现量程多级变化而且线路简单,但由于数字电位器制造工艺等因素限制,其通频带受限。
方案三:利用D/A转换器实现程控增益放大器,如图3。D/A转换器内部有一组模拟开关控制的电阻网络,与运放一起可组成可控增益放大器。该方案能很好的实现数字控制。
综上所述,方案三中采用D/A转换器组成的可编程放大器,具有较好的微机接口功能,使得其实现电路简单、可靠且通频带能满足题目要求,故选择方案三。
2系统设计一硬件设计
2.1稳压电源模块
稳压电源电路采用三端固定式稳压器，220V交流信号经变压、整流、滤波，再通过7812、7912、7805产生稳定电压给系统供电。在电路中,芯片输入端和输出端与地之间除分别接大容量滤波电容外,另外我们还需在芯片引出脚根部接小容量电容到地,分别用于抑制芯片的自激振荡和压窄芯片的高频带宽,减小高频噪声。
2.2程控放大模块
为了易于实现最大60dB增益的调节,可以采用D/A芯片DAC0832的电阻权网络改变反馈电压进而控制电路增益。又考虑到DAC0832是一种廉价型的8位D/A转换芯片,其输出其中Dn为8位数字量输入的二进制值,可满足256挡增益调节,满足题目步进0.25db的精度要求。它由CMOS电流开关和梯形电阻网络构成,具有结构简单、精确度高、体积小、控制方便、外围布线简化等特点,故可以采用DAC0832来实现信号的程控衰减。但由于DAC0832对输入参考电压Vref有一定幅度要求,为使输入信号在mV～V每一数量级都有较精确的增益,最好使信号在到达DAC0832前经过一个适应性的幅度放大调整,再通过DAC0832衰减后进行相应的后级放大,并使前后级增益积为60dB,与DAC0832的衰减分母抵消,即可实现程控放大。
2.3功率放大模块
题目中要求,输出能够带50Ω电阻负载,而输出电压峰峰值最大可达20V,则其要求最大功率为:故要对其进行功率放大。为避免交越失真带来的信号失真,采用甲乙类双电源互补对称电路(图4)。
2.4极性变换模块
单极性信号是指输出信号大于0,双极性信号则是指输出既有大于0的部分也有小于0的部分。因此,采用加法电路的方式将双极性信号变为单极性信号。
2.5 AGC功能模块
根据题目要求,要实现自动增益控制,使信号输出峰峰值在2到3V之间。设计该模块时,用STC52单片机内自带的AD转换器对输出信号峰值实时采样并调节内部增益,从而控制输出信号峰值(图5)。
2.6键盘及显示模块
为满足,增益可设置、步进以及功能选择,本系统采用4×4矩阵式键盘以节省单片机IO资源;显示部分最高显示增益为1000,故采用4为一体的共阴极数码管。
3误差分析
造成误差的原因有:(1)运放零点漂移。由于运算放大器的零点漂移,温度漂移等带来的误差,可以通过温度补偿措施来解决此误差。(2)采样电阻自热效应引起的误差。由于电阻在温度上升时阻值会发生变化,因此会引起温度飘移,给系统带来测量的误差。(3)A/D,D/A转换误差。受AD转换器精度及基准源稳定程度的限制,不可避免地带来一定的误差,为了更精确的输出恒流电源,必须选用更多位数的AD、DA芯片。(4)因外界突发干扰或仪表显示值等引起的随机误差或粗大误差。(5)纹波对电流输出的影响。
减小误差方法:采用屏蔽的方法、远离容易产生势骚动或脉冲工作方式的器件、减少IC供电电源的纹波等可减少由IC外部干扰产生的纹波。对选择低噪声的运放是解决问题的一种方法,但不幸的是大多数产品目录中均未列出噪声指标。根据少数运放的该项指标知道,其低频噪声(0.1 Hz～10Hz)电压的峰一峰值为(0.1μV～20μV),因此,选择满足1×10-6稳定度要求的运放也不是很容易的。另外,在输出接近低频直流时,运放的失调电压和失调电流也是产生低频噪声的源泉,特别是失调电流,在选择运放时亦应注意。消除高频噪声可采用交流负反馈来提高运放的交流放大倍数和拓宽频带,但将造成增益降低。解决的办法是在运放前加一级晶体管或场效应管的差分级,由于分离元件便于精选,故可改变整个比较放大器的噪声指标。
4结语
数控可编程放大器可以实现以下功能:(1)输出增益范围:0.5～1000;(2)具有“+”、“-”步进调整功能,步进增益0.5或5;(3)显示输出信号增益与实测增益的测量误差的绝对值≤测量值的5%;(4)输出级功率放大可以带50欧负载。
本设计制作完成了题目要求的基本部分的全部要求和发挥部分的大部分要求,而且增加了部分功能。
目前,在电子仪器,设备中经常要用到信号增益变换电路,有时要求输出可预置,并当负载在一定范围内变化时应具有良好的稳定性,而且精度较高。该设计完全如果再经过结构优化,将具有良好的市场前景。
摘要：本系统通过STC单片机对DA置数,再经过后级放大调理电路实现了输出信号峰峰值受数字信号控制并使得增益调节达到1000量程。在实现题目功能时,增加了电源模块,并结合放大电路,A/D转换电路,单片机最小控制系统,D/A转换电路等构成闭环系统。通过采样将实际值输出到单片机,由单片机进行比较调整,控制数字量输出,从而实现AGC功能。由于使用了数字控制与采样反馈调整控制技术,该系统具有调试方便,人机交互界面好,可靠性高,精度高等优点。
关键词：单片机,DA置数,后级放大,增益调节,AGC
参考文献
[1] 全国大学生电子设计设计竞赛组委员会.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京电子工业出版社,2005.
[2] 全国大学生电子设计设计竞赛组委员会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编(第一届-第五届)[M].北京理工大学出版社,2004.
[3] 李银祥.数控电流源[R].武汉:武汉理工大学测试中心,2001.
[4] 秦迎春.利用AD7542实现程控电流源[J].国外电子元器件,2003,6:32-33.
[5] 张智杰.AD574在数据采集中的应用[J].国外电子元器件,2003,6:55-56.
放大器实验板电路设计论文范文第3篇
1 BTL电路的基本结构和工作原理
BTL功放电路又称桥式平衡功放电路。实质上它是两个特性对称的OCL放大器的组合, 其基本电路是用一组电源供电, 把两个OCL放大器的功率输出管组成桥式接法, 四只功率管分别是桥的四臂, 静态时, OCL电路相互对称, 因而电桥处于平衡状态, 所以负载上无直流电流流动, 从而可以不接输出电容而采用直接耦合。
动态时, 输入信号由倒向电路分离, 在同一时间内分别输出正负半周信号去推动这两组输出电路。BTL的最大输出功率是OCL电路的四倍, 当然理论数值实际上还要考虑到管子的饱和压降, 发射极电阻的损耗等。
BTL电路的电流利用率高, 可在低电源电压下得到较大的输出功率。电路的输出中点。即扬声器中心始终保持零电位, 因而, 电冲击比其他无变压器电路要小得多。此外, 由于电路的对称性, 使的同相输入干扰能基本上互相抵消, 把偶次谐波干扰也减到最小程度, 电路的交流声和失真度极小。但是工作时流过负载的电流是OTL电路的2倍, 所以对电源的要求很高, 要求电源的内阻rm要很小。
2 几种常见的BTL电路
在BTL电路中, 要求左右两路放大器的对称性要好, 所以往往采用集成功放来完成。
(1) C-E分割倒相式BTL电路。
它利用VT1集电极与发射极输出信号反相的特点完成BTL电路的倒相作用。这时, E极输出阻抗小而C极输出阻抗大, 应而, 这种倒相电路的一致性较差。但由于后级采用了高输入阻抗的集成功率放大器, 所以影响不是很大。
(2) 差分放大倒相BTL电路。
它利用差分放大器作BTL的倒相电路。这是一个单端输入, 双端输出的差分电路。其双端输出信号反相, 分别推动两路功放电路。这种电路倒相质量高, 信号一致性好, 电路增益较高, 且噪声, 相移, 失真均较小。
(3) 自倒相BTL电路。
由于集成功率放往往采用差分放大器作电路的输入级, 因而, 具有同相和反相两个输入端 (一般使用同相输入端) 。把地一集成功放的同相输出信号, 通过电位器Rp和R分压, 由C耦合至第二集成功放的反相输入端, 通过Rp控制输入信号的强弱, 使集成功放输出电压相等, 从而构成了利用集成功放的自倒相BTL电路。这种电路结构简单, 但噪声和失真稍大。
3 AV-3是蚬华 (SMC) 环绕声功率放大器, 这里主要介绍其主功放电路的结构和工作原理
该机的主功放电路为了适应环绕声的五路信号输入, 分别设置了五路功率放大器, 根据输入信号的性质, 这五路功率放大器分别称作左声道功率放大器, 右声道功率放大器, 中置声道功率放大器, 后左环绕声道功率放大器和后右环绕声道功率放大器。这五个功率放大器分别由STK4241V和STK400-040两快厚膜功放集成电路来承担放大任务。
STK4241V功放集成电路。Stk4241V是日本三洋公司出品的双声道功率放大厚膜集成电路, 它具有输出功率, 失真小, 性能稳定等特点, 当工作电压为±66V时, 每声道的输出功率为120W (8Ω负载) , 失真度约为0.8‰。其内部结构电路, 它由两个完全相同的OCL放大电路组成。其中, VT1、VT2是前置差分放大级;VT4、VT5组成镜像恒流源电路, 作为前置放大级的负载VT3级成恒流源, 称定前置级的工作点;VT6是推动激励级;C1、C3、C4几防自激的补偿电容;VT8、VT9和VT10、VT11组成推挽互补形成的复合功率放大级;VT7、R2、R3构成恒压限流保护电路, 既给互补功放管一个稳定的偏置, 又防止功放管因电流过大而损坏;VT12构成电子滤波器, 使前置级和推动激励级工作更加稳定;VT13是功放电路的静噪控制管, 当有静噪控制电压输入VT13基极时, VT 13导通, 使VT1 2截止, 电子滤波器没有电压输出, 功率放大器的前置级和推动激励级不工作, 电路就进入静噪状态。
STK400-040也是日本三洋公司出品的三声道功率放大厚膜集成电路, 当工作电压为V±25V时, 每声道的输出功率为25W (6Ω负截) , 失真度约为0.4%。其内部结构, 它由三个完全相同的OCL放大电路级成, 以中间声道的放大器为例, VT1、VT2为前置差分放大级;VT3为恒流源电路, 为VT1、V T2提供工作电流;V T 4为推动激励级;VT5构成恒压电路, 为互补功放级提供偏压;VT6是另一恒流源电路, 作为VT4的负截;VT7、VT8、VT10组成互补推功放电路。
4 结语
如果仅从对功率放大器性能的完美追求上去考虑, 我们还可以把许多只功率放大管并联起来工作获得更高的性能。然而这乃是在用高投入成本来获得实际效果增加不多的笨蛋干法。事实上, 当人们把功率放大器的输出功率制做得很巨大时, 它也成为中高音单元喇叭的致命杀手!而且使用级后分频方式, 在使用到高中低三个单元喇叭的情况下就开始明显表现不佳, 级后分频方式仅能在二分频情况下表现得比较良好。只有改为采用级前分频方式来设计制作音频功率放大器, 我们才能从根本上克服级后分频的缺点, 并根据不同工作频带范围要求选用适合的器件, 以最少的制造成本获得最高的效果。
摘要：BTL功率放大器的基础是OCL电路, 差分放大OCL电路有良好的温度稳定特性, 对OCL的输出中点起到了良好的稳定作用。在OCL电路的基础上加以改进, 用两个性能完全相同对称的OCL电路加以组合构成了桥式平衡功放电路, 使得功放电路的性能如:输出的灵敏度、信号的噪声比、输出功率有了很大的改进。
关键词：BTL功率放大器,TDA2030A
参考文献
[1] 张兴龙.电子技术基础[M].高等教育出版社.
[2] 杨帮文.新型实用功率放大电路集锦[M].人民邮电出版社.
放大器实验板电路设计论文范文第4篇
1 负反馈对放大电路性能的影响
在电子设备中, 经常会利用负反馈来改善电路的性能。负反馈可以提高增益的稳定性, 减小非线性失真, 扩展通频带以及影响输入、输出电阻等。其中直流负反馈主要用来稳定静态工作点, 比如分压式偏置电路就是通过负反馈来稳定其静态工作点的;在串联型稳压电路中, 输出电压的稳定也是靠负反馈来实现的;由运放所构成的各种运算电路采用负反馈可以抑制零点漂移, 提高共模抑制比;在共集电极放大电路中, 负反馈的引入可以提高输入电阻, 减小输出电阻, 从而使其带负载的能力大大的提高, 以达到预期的目的。
2 负反馈放大电路的类型
反馈网络与基本放大电路在输入、输出端有不同的链接方式, 根据输入端链接方式的不同分为串联反馈和并联反馈;根据输出端连接方式不同分为电压反馈和电流反馈。因此, 负反馈放大电路有四种基本类型, 分别为电压并联负反馈、电压串联负反馈、电流并联负反馈、电流串联负反馈。
3 负反馈放大电路的引入原则
引入负反馈后对放大电路的性能有多方面的影响, 其影响程度均与反馈深度有关。通常引入反馈深度越大, 对于电路性能的改善越好。但是, 反馈深度越大, 对电路的增益衰减也越大, 所以负反馈是以牺牲增益为代价来换取电路性能的改善。因此, 应选用高增益的放大电路, 如集成运算放大器。同时, 对反馈电路中反馈系数的选取也应该根据实际要求而确定。另外, 引入的负反馈不同对电路的性能影响也不相同, 而且为了使负反馈对电路性能提高有明显的作用, 对不同的信号源和不同的负载也都有不同的要求, 所以在设计负反馈放大电路时, 应根据需要和目的, 引入合适的负反馈, 以下是设计中应掌握的一些原则。
3.1 欲稳定电路中某个量, 则采用该量的负反馈。
稳定直流, 引直流反馈;稳定交流, 引交流反馈;稳定输出电压, 引电压反馈;稳定输出电流, 引电流反馈。
3.2 根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型。
欲提高输入电阻, 采用串联反馈;欲降低输入电阻, 采用并联反馈;要求高内阻输出, 采用电流反馈;要求低内阻输出, 采用电压反馈。
3.3 为使反馈效果强, 根据信号源及负载确定反馈类型。
信号源为恒压源, 采用串联反馈;信号源为恒流源, 采用并联反馈;要求带负载能力强, 采用电压反馈;要求恒流源输出, 采用电流反馈。
3.4
若需要将电流信号转换成电压信号时, 应在放大电路引入电压并联负反馈, 若需在将电压信号转换为电流信号时, 应在放大电路中引入电流串联负反馈。
4 自激振荡的产生及消除
引入负反馈可以改善放大电路多方面的性能, 而且反馈越深, 性能改善的越好, 但反馈太深会破坏电路的稳定性, 电路产生自激振荡, 使电路不能正常放大。所谓自激振荡指放大电路再无外加输入信号时也能输出一定频率和幅度信号的现象。
产生自激振荡的原因有以下几种:
4.1 当中频信号输入时, 反馈信号与输入信号极性相反, 形成负反馈, 但当信号频率变高或变低时, 经过回路的反馈信号会产生一定的附加相移, 若附加相移达到180°, 则反馈信号与输入信号从反相变成了同相, 即变成正反馈, 如果这个正反馈很强, 其幅值等于或大于净输入信号时, 就会产生自激振荡。
4.2 单管放大电路最大附加相移为±90°, 两级放大电路最大相移为±180°, 这两种电路接入电阻网络负反馈后, 一般不会产生自激振荡, 如果放大电路为三级或多于三级时, 则可能产生自激振荡。
为了避免出现自激振荡, 系统设计时必须有一定的稳定裕度, 包括幅值裕度Gm和相位裕度Фm。幅值裕度对应移相为-180°时的环路增益, 即Gm=20lg·AF·, 相位裕度是环路增益为0dB时, 相移与-180°的距离, 即Фm=180°-·ФA+ФF·。
总之, 只要对应附加相移为±180°的幅值小于0dB, 就不会产生振荡, 因此设计电路时要有一定相位裕度。对于负反馈放大电路, 反馈越深 (即F值越大) , 越容易产生自激振荡, 若为了增强放大电路的稳定性而减小F值, 则反馈深度不够, 从而使放大电路的性能改善不够。在这种情况下, 在设计电路时可采用频率补偿技术, 通常可在基本放大电路或反馈网络中加入一些元件 (如R、C) , 改变放大电路的开环频率响应, 使得在保证一定的幅值裕度和相位裕度的前提下获得较大的环路增益。通常采用的措施有简单滞后补偿, RC滞后补偿, 密勒效应补偿及超前补偿等。
摘要：本文分析了负反馈对放大电路性能的影响;负反馈放大电路的类型及放大电路引入负反馈的原则;影响电路稳定性的主要因素以及消除自激振荡的方法。
关键词：负反馈,放大电路性能,负反馈类型,引入原则,自激振荡
参考文献
[1] 谭中华.模拟电子线路.北京:电子工业出版社;
[2] 胡宴如.模拟电子线路.南京:高等教育出版社;
放大器实验板电路设计论文范文第5篇
第一步:按图1画出原理图。
第二步:设置DC Sweep分析。
将Ui的扫描范围定为-12V到+12V, 仿真后可得到图2所示的电压传输特性曲线。
第三步:设置Transient分析。
仿真后得到Uo的瞬态波形, 再选择菜单Plot/X Axis Setlings, 打开X Axis Settings对话框, 单击Axis Variable按钮, 打开X轴变量选择窗 (X Axis Varaiable) , 从中选出V (Ui:+) , 返回Porobe主窗口。此时, 横轴变成输入变量V (Ui) 。电压传输特性曲线如图3所示。 (注意, 通过X Axis Variable选择窗口重选变量后, 横轴变量就以所选变量V (Ui:+) 的形式出现, 而不是U-Ui。)
第四步:设置Transientp和Parametrc分析。
(1) 为了在Parametric分析时能对Ui的幅值进行扫描, 必须将Ui的幅值定义成变量, 即, 在信号源Ui的属性编辑对话框中, 设置VAMPL={Ui}。 (注意, PSPICE将“{}”中的内容看作自定义变量或表达式。自定义变量也称为通变量 (global) , 变量名可任意取) 。
(2) 在原理图编辑中增加一个预定义参数元件PARAM。打开元件属性编辑对话框, 设置变量名和预定义参数值, 即:NAME1=Ui, VALU E1=0 V。
(3) 打开Analysis Setup对话框, 单击按钮Parametric弹出对话框, 按图中设置好扫描变量。扫描类型和扫描范围及步长, 如图4所示, 然后返回。 (注意:此时Transient也应设置好终结时间 (Final Times=2ms) 。
(4) 仿真后, 进入Probe程序窗口, 选择菜单项Plot|X Axis Settings, 打开X Axis Settings对话框, 选中特性分析选项 (Performance Analysis) , 或在Probe程序窗中直接单击工具栏“”图标。此时, 波形显示框的横轴变成Ui变量。
(5) 选择菜单项T r a c e|A d d, 打开A d d Trace对话框, 对话框中不仅显示出电路中电压、电流变量, 而且还有很多目标函数 (Goal Functions) , 其中包括Max (1) 。在Trace Expression编辑框中输入Max (V (Uo) ) , 便得到如图5所示的传输特性曲线。由图看出, 最大输出电压幅值与前两个结果基本相同。
(注意, 图5的曲线是Uo的最大值与Ui的关系曲线, Max (V (Uo) ) 已将Uo的负值转换为正值, 因此, 曲线中没有Uo的负值部分。)
对于图1所示的功率放大电路如果需要求出电路的输出功率。那么我们分析放大电路功率时就可以采用下面两种分析方法。
(1) 设置直流扫描分析 (DCSweep) 。
通过DC Sweep分析, 可以得到输出功率管耗和电源提供的功率随电压变化的曲线, 从曲线上可以读出它们的最大功率或某一输出幅值下的功率。注意这一方法不能用于有隔直电容的功放电路。
(2) 设置瞬态分析 (Transient) 。
根据功率的定义, 输出功率等于负载上瞬时电压与瞬时电流的乘积在一个周期内积分的平均值, 即:同理, 电源提供的功率利用Transient分析可以得到上述的积分曲线。在t等于周期T时刻曲线上的值, 就是相应的功率值, 从而实现了研究目标。这种方法大大简化了人工演算与推理, 给研究带来了很大的方便。
摘要：一般来说, 对于掌握电子电路PSPICE程序辅助分析的一般步骤后, 就可以研究PSPICE程序辅助分析的方法。当然, 熟悉PSPICE中的电路描述, PSPICE的集成环境, PSPICE中的有关规定和PSPICE辅助分析的一般步骤是关键, 进而熟悉PSPICE的直流扫描分析, 瞬态分析。
关键词：PSPICE程序辅助,仿真,直流扫描分析,瞬态分析,研究
参考文献
[1] 陈梓城.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社, 2003.
[2] 张龙兴.电子技术基础[M].高等教育出版社, 2002.
放大器实验板电路设计论文范文第6篇
摘要：在教程改革中，我国的教学研究越来越重视科学探究在生物课程教学中的作用。科学探究包括理论研究和实践研究，也就是对学生实验设计能力的锻炼。实验设计能力是检验学生科学探究能力的重要标准和环节，尤其在现阶段，对于高中生物的实验设计能力的训练、加强实验设计能力的训练有助于增强学生的动手操作能力，还可以提高他们的科学专业素养。
关键词：实验教学；研究方法；设计能力训练
当前，小学、初中、高中对于生物课堂的的实验教学都存在许多问题和弊端，尤其是高中生物教学。生物教学同其他科目一样都是教学的组成部分之一，其灵活性和操作性都比较强，因此，要加强生物教学中学生的实验设计能力。结合学生的学习特点、学习兴趣，以实验教学为出发点，把实验设计能力的培养作为教学课程的重点项目之一。这样不仅能完善教学机制，还能提高学生的综合能力，将知识和能力的培养结合起来。
一、实验教学的必要性及流程
实验教学与课堂教学最大的不同在于它的操作性。学习是理论联系实际的过程，因此，实验教学在学习过程中显得格外重要。对于学业繁重的高中生来说，实验教学一方面可以增强他们的学习积极性和学习兴趣，提高他们的自主学习能力，另一方面，在一定程度上也能减轻学习压力，使之在轻松的学习环境下学习。同时，在充分掌握科学知识原理的情况下进行科学实验，明确研究的目的和要求，实验者可以及时准备实验所需的材料，制定学习步骤。生物学实验设计主要从七个方面把握：明确实验目的、掌握实验原理、确定实验类型、设计实验步骤、准备实验材料、确认变量、设计实验装置。
二、学生实验设计能力训练的过程
学生实验设计能力的培养需要很长时间，这就要求学生要寻求适合自身的学习方法，一个好的方法可以使学习达到事半功倍的效果。因此，在教学过程中，教师的引导作用就显得尤为重要。教师要根据学生的认知能力和接受程度来制定教学方案，只有这样才能更好地提高学生的实验设计能力。
1.了解实验目的。了解实验目的是实验进行的前提，因此，要明确实验解决的问题，准确把握实验重点。在实验过程中，常常会出现许多变量，要准确地 把握这些变量，就必须了解实验的目的，以便正确地选择相关实验原理进行实验设计。由于不同的实验有不同的原理，所以还要求学生在课堂教学过程中熟练地掌握基本原理，以加强理论研究。
2.掌握实验原理。掌握实验原理是在明确实验目的后的工作，对于生物学的实验来讲，还要了解一些化学方面的知识，如水的形成原理、二氧化碳的形成原理等，实验原理是实验设计的理论基础，是实验操作的科学依据。实验步骤和方法都要依据实验的原理来制定，因此，掌握实验原理对于提高学生的实验设计能力非常必要。
3.实验材料的选择。掌握实验原理后就要选择适当的实验材料，在选择实验材料中应做到以下五点：符合实验的原理、便于取材、容易观察、符合实验的目的、便于操作。实验材料的选择看似简单其实非常有讲究，需要学生细心做好实验前的准备工作，这样就可以为实验减少出错率，提高效率。
4.分析变量。在实验进行过程中会遇到一些变量，它是随着实验的进行而产生的。根据变量在实验中的作用，可以将其分为两大类：自变量和因变量；无关变量和额外变量，在实验过程中一般使用的是自变量和因变量。因此，为了保证实验的稳定性就必须严格控制好变量，并及时做好数据的记录和分析，同时还要认真观察实验过程中所发生的变化，以便提高实验的准确度。
5.明确实验类型，设置实验装置，计划实验步骤。实验的方法有很多，种类也多种多样，在明确实验类型前，要把握实验的种类，再根据实验的目的、原理确定实验类型。确定好实验类型后，要设计实验步骤，这一环节是提高学生设计能力的有效途径，给学生提供了根据实验设计的原理设计实验步骤的创造平台，但同时也不能忽视设计遵循的原则，不能盲目设计。最后是设置实验装置，这个步骤有助于提高学生的设计能力，学生要选好器材进行正确的设计、装置，为实验做好前期准备。例如，一些实验器材的摆设和调整，这就要求学生要熟练掌握实验器材及其用途，为实验的实施减少不必要的技术错误。此外，在实践过程中，还要对可能出现的实验结果进行预测，做到全面分析。
三、提高学生实验设计能力的方法
1.树立正确的实验思想理念。在高中生物教学中，对课本知识的理解融汇才能作用于实践。随着新课标的实施，在开始实验之前，首先，教师要熟知各个实验方法和内容，通过讲解来引导学生探索实验研究所隐含的知识，并且使学生产生探索兴趣与求知欲望。高中生物课包含许多实验，学生必须实践参与，才能有所体会领悟，所以教师应起到抛砖引玉的作用。
2.锻炼学生的思维能力。在日常的生物教学过程中，教师应从生活现象举例说明引导学生，让枯燥理论与日常生活情景结合在一起，丰富教学内容，拉近学生与学科间的距离。激发学生的创造性思维，让学生从课本上的知识就能够举一反三，使学生全面发展。另一方面，为学生实验设计能力的开发提供了帮助。
3.增强实验设计的操作性。学生的实验设计能力不是一蹴而就的，需要长时间的训练培养锻炼才能逐步形成。所以，教师在日常教学过程中，需要布置符合学生某一发展阶段的适量难度的实验设计课题，让学生自主尝试不同的实验设计方法进行设计实验，有充分自由发挥的空间。同时，加强学生实验设计方法的实训。通过这种锻炼模式，在进行了一定数量的实训后，学生有了一定能力后，教师要适时予以指点，消除学生的疑虑，又必须引导他们互相交流、探讨彼此的想法和设计成果。之后，还需要教师指引学生，让学生自主总结，来提高学生的实验设计能力，从而加深对知识的理解和运用。
总之，学校既要为学生提供可供实验的器材和场地，也重视要对学生的实验设计能力的培养，尽量增加教师人数，为学生的生物教学实验设计予以指导。还要求教师要与时俱进，学会运用网络的力量，实现教学相长。同时，教师要有高度的责任感，要认真做好本职工作。在日常教学活动中，应注意因材施教，培养学生的实际实验设计能力，让他们树立正确的实验思想理念，锻炼其思维能力，由此，使学生实现全面发展。
参考文献：
[1]濮宏星.高中生物实验中不同浓度酒精的作用[J].生物学教学，2006，（5）.
[2]郑美妹.高中生物实验复习之间[J].福建教学研究，2003，（2）.