进阶27 LM386集成功率放大器内部电路

实验介绍

LM386 的内部电路及引脚图如图1所示。图2是它的仿真图。搭建电路并进行仿真

实验结果

在LTspice界面上搭建电路。电路如图所示．令信号源电压为零，将3脚对地短路，电源电压VCC为6V，实测电源电流和输出端静态电压。测得电源电流为11mA，输出静态电压为3.8V

电源电压VCC为12V，输入电压幅值为0.02V，频率f为1kHz的正弦波，负载RL开路。

当1、8 脚开路时，电路具有最小增益，测量输出电压峰峰值，求得电压放大倍数（约为20），如图所示．此时输出电压为峰峰值为829.14281mV，放大倍数为829.14281mV/40mV=20.73倍

当1、8 脚之间接入33μF电容(交流短路) 时，电路具有最大增益，测量输出电压峰峰值，求得电压放大倍数（约为200），如图所示。此时输出电压为峰峰值为7.8028264V，放大倍数为7.8028264V/40mV=195.07倍

在电源电压VCC为6V，1、8 脚开路条件下，对LM386测试幅频响应曲线，求得带宽。此时上限截止频率798.2391KHz，下限截止频率88.487953Hz，-3dB带宽为798.15062KHz。

进阶28 CA3040宽带放大器内部电路

实验介绍

CA3040是一种采用组合电路的集成宽带放大器，其内部电原理图以及放着图如图所示。

在LTspice界面上搭建电路并仿真。

实验结果

静态测试，两输入端接地。测量输出直流电压。可见，图中，Vout+和Vout-两输出端电压均稳定在2.9952V，约为3V。

输入正弦测试：正输入端输入正弦，负输入端接地。测量输出电压。可见，图中，Vout+和Vout-两输出相差为\pi，幅度相同，约为3.55V。

交流测量：首先测量无衰减时的输入电压。为553mdB。所以-3dB带宽对应频率应在-2.45dB的附近，0点带宽应和输入信号的分贝幅值存在交叉。所以测得Vout+的-3dB带宽约为20.86MHz，Vout-的-3dB带宽约为20.49MHz。同时Vout+的0点带宽约为249.90MHz，Vout-的0点带宽约为222.79MHz。

进阶29 LM393电压比较器内部电路

实验介绍

LM393电压比较器内部电路如图所示，它由多路电流镜电路，差分电路，共射电路和OC输出级四个部分构成。在LTspice界面上搭建电路并仿真其功能。

实验结果

反向端输入频率为100Hz，电压为5V的正弦波。输出波形得到反向同频率的方波，幅度接近5V，由于上拉电阻和正反馈通路分压，因此不到5V。占空比接近50%，电平变化点对应了正弦波的432mV和-461mV。

两输入端接地，输出悬空。通过改变正负两端电压大小查看Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6五个三极管的集电极的电流输出，使用指令。并查看日志文件，如图：

记录得到电压和电流，并绘制对应的表格。由记录的表格数据可知，供电电压在±2V到±10V之间时，三极管输出电流几乎没有变化，但是当供电电压到±1V时，Q6的集电极电流会急速减小。因此，只要供电电压在一定范围，电流源电流就与电压无关。

使用迟滞比较器电路，测试电压传输特性曲线。

输入电压递增时：

输入电压递减时：

进阶30 CA3080跨导放大器内部电路 实验介绍

实验介绍

跨导放大器OTA的输入信号是电压，输出信号是电流，因此它是一种电压电流混和模式电路。图所示是CA3080跨导放大器的内部电路及其仿真图。在LTspice界面上搭建电路并仿真其功能。

实验结果

$由CA3080应用手册可知，跨导的大小为g_m\left(mS\right)=19.2I_{ABC}\left(mA\right)，其中，I_{ABC}代表输入的偏置电流。由于偏置电流为9.2852749mA，所以跨导g_m=19.2\ast 9.285mS=178.272mS。由是负输入端且电阻分压，所以输出的V_{OUT}=-47\ast 0.178\ast \frac{10}{1k+10}{V}_{in}\left(mV\right)。且V_{OUT}<5V,I_{OUT}<1.5mA。所以输入的V_{in}的幅度需要小于0.8451V即可。且如果舍去分压电阻的影响，只看芯片输入管脚和输出管脚的电压，则该电路的电压放大倍数约为8.38倍。设置分压电阻前的正弦信号幅度V_{in}=0.5V，解得放大倍数为8.22倍，如下图所示。$

交流小信号幅度设置为0.1V，扫频范围设置为1到500MHz。扫频结果如下：

-3dB带宽下上限截至频率为65.379087MHz

-3dB带宽下下限截至频率为0Hz。如图。

进阶31 MC1496内部电路（同步检波电路）

实验介绍

MC1496构成的同步检波器仿真电路如图2所示，其中加入了50kHz本地振荡和1kHz调制在50kHz上的调幅信号源，输出端处加入了RC构成的滤波电路。LTspice界面上搭建电路仿真同步检波。

实验结果

设置调制度为0.909的AM调幅波，解调输出如下图所示：

进阶32 MC1496 内部电路（DSB解调器）

实验介绍

DSB 波解调仿真电路如图所示，图中DSB是一个DSB 波信号源。图3所示为解调前后的波形图。LTspice界面上搭建电路仿真DSB解调。

实验结果

介入幅度为60mV的正弦DSB调制信号，解调波形如下图所示：

进阶33 MC1496内部电路（调幅电路）

实验介绍

由MC1496 构成的调幅电路如图所示。图中电位器R15 称为平衡电位器，通过调节它可以为调制信号V2 提供偏置。

实验结果

接入100mV 1kHz正弦基带信号和60mV 30kHz的正弦频带信号，控制偏置电阻在97%，测得V_{max}=1.4377941V,\ V_{min}=376.00416mV，解得调幅系数m=0.5854。

测量输入输出信号的频谱，绿色为输入信号，红色为输出信号。输入信号频率为1kHz。输出信号的中心频率为30kHz且存在一条中心实线和两条条边带。如下图所示。

进阶34 MC1496内部电路（DSB调制电路）

实验介绍

由MC1496 构成的抑制载波的双边带调幅电路仿真图如图2所示，其输出的DSB 波波形如图所示。

实验结果

接入100mV 1kHz正弦基带信号和60mV 30kHz的正弦频带信号，控制偏置电阻在50%，取稳定后的波形如下图所示。

测量输入输出信号的频谱。输出信号的中心频率为30kHz且仅存在两条条边带，中心具有较大衰减，因此验证得到DSB。如下图所示。