进阶题_27LM386内部电路

理论基础

集成功率放大器具有温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小等突出优点，应用范围十分广泛．集成电路功率放大器一般由一个高增益的小信号放大器和一个甲乙类的推挽输出级构成。

LM386 的内部电路及引脚图如图1所示。图2是它的仿真图。

静态时，输出电压约为电源电压的一半。

动态时，电压放大倍数为

1脚和8脚是LM386的增益控制端，通过在1脚和8脚之间接入不同的交流电阻，或将其交流短路/开路即可获得不同的增益。

实验步骤

按照图1，在LTspice界面上搭建电路。

1. 静态值

电路如图3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。

电源电流为-11ma，输出端静态电压为1.8v

2. 增益范围

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4所示．

放大倍数约为22

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5所示。

放大倍数约为164

3. 带宽

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。

下限频率为88hz，上限频率是743khz，带宽约是743khz

进阶题_28CA3040宽带放大器内部电路

理论基础

CA3040是一种采用组合电路的集成宽带放大器，其内部电原理图如图1所示。图中T1、T2、T3 和T4、T5、T6 均为共集–共射–共基组合电路结构，它们共同构成采用组合电路的差分电路作为输入级；T9、R7、R8、R9 组成简易恒流源电路，为输入级提供偏置电流．T7、T8 均为射极跟随器，分别作为反相输出和同相输出。因此，该电路为双端输入–双端输出结构。

CA3040集成宽带放大器的仿真图如图2所示。

实验步骤

1. 按照图1，在LTspice界面上搭建电路。

2. 接通电源电压。

3. 静态测试：将两个输入端接地，分别测量两个输出端的直流电压，应为3V。

4. 在输入端接入正弦信号源，用示波器观察电路输出波形，并记录。

信号源VI1为幅值25mV，频率30MHz的正弦波，利用瞬态分析，输出波形如下：

5. 测量电路的幅频特性曲线，并记录，确定电路的下限频率和上限频率。

下限频率为0hz，上限频率为20.6Mhz

进阶题_29LM393电压比较器内部电路

理论基础

LM393电压比较器内部电路如图1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。其中多路电流镜电路构成与电源电压无关的偏置电路，为电路中各部分的晶体管提供必要的偏置电流，可使电路在不同电源电压下稳定工作；差分电路为比较器，其中的四个二极管构成加速电路，提高电路的比较速度；共射电路和OC输出级将差分电路的输出信号进行两次反相放大后，以OC形式输出信号，OC输出级可使电路能够满足后续电路电平的需要。

由LM393内部电路与外部电路构成的滞回比较器电路如图3所示，图中添加了一个10k上拉电阻，以及外部电路——电阻R1，R2。

实验步骤

1. 按照图3，在LTspice界面上搭建电路。

2. 接通电源电压。

3. 在反相端接入频率为100H、电压为5V的正弦波，用示波器观察电路的输入、输出波形，并记录。

信号源为幅值5V，频率100Hz的正弦波，利用瞬态分析，输出波形如下：

输出波形幅值4.5v，频率99.7hz

4. 验证与电源电压无关的偏置电路。

基准部分由Q1和Q2组成，生成参考电流。Q3~Q6 是多路输出晶体管，每路输出电流由基准电流通过镜像关系生成。输出的多路电流可以驱动下方的晶体管级联电路。

5. 测量电路的电压传输特性曲线。

进阶题_30CA3080跨导放大器内部电路

理论基础

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1所示是CA3080跨导放大器的内部电路。

图1

CA3080接入少量的外部电路，即可构成一个放大器，这里给出了一种电路参考，如图2所示。如果输入电压偏高，可以经过电阻分压之后，产生较小的电压接入反相输入端，同相输入端接地，偏置电流输入端可通过接入5V电压和1k电阻R1来实现，输出端接47Ω负载电阻RL对地。

图2

电路的电压增益为

即电压增益的绝对值与跨导G值成正比，而G与偏置电流I_B成正比，因此电压增益可通过偏置电流作线性调节。

实验步骤

1. 按照图2，在LTspice界面上搭建电路。

2. 接通电源电压。

3. 调整合适的信号源电压接入电路输入端，用示波器观察电路的输入和输出波形，并记录。

信号源为幅值5V，频率40Hz的正弦波，利用瞬态分析，输出波形如下：

4. 测量电路的幅频特性，并记录，确定电路的下限频率和上限频率。

下限频率为0hz，上限频率约为5Mhz

进阶题_31MC1496内部电路（同步检波电路）

理论基础

集成电路MC1496内部原理仿真图如图1所示。

图1

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。

图2

实验步骤

1. 按照图1，在LTspice界面上搭建电路。

2. 按照图2，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源。用示波器观察电路解调前后的波形图如图3所示。记录你所观察到的波形图。

图3

进阶题_32MC1496内部电路（ DSB解调器）

理论基础

集成电路MC1496内部原理仿真图如图1所示。

图1

DSB 波解调仿真电路如图2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。

实验步骤

1. 按照图2，在LTspice界面上搭建电路。

2. 按照图2，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源，用示波器观察输入波形和输出波形，参考图如图3所示，记录你所观察到的波形图。

进阶题_33MC1496内部电路（调幅电路）

理论基础

集成电路MC1496内部原理仿真图如图1所示。

由MC1496 构成的调幅电路如图2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。

调幅系数m 可由调幅波幅度的最大值V_max 和最小值V_min 求得

实验步骤

1. 按照图1，在LTspice界面上搭建电路。

2. 按照图2，搭建电路，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源，调整平衡电位器，使电路输出调幅信号，如图3所示，记录你所观察到的波形图，并求得调幅系数m。

最大值为1.43v，最小值为377mv，m为0.59

4. 对输出信号进行频谱分析，记录信号的频谱图。

进阶题_34MC1496内部电路（ DSB调制电路）

理论基础

集成电路MC1496内部原理仿真图如图1所示。

图1

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3所示。

图2

图3

实验步骤

1. 按照图1，在LTspice界面上搭建电路。

2. 按照图2，搭建电路，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源，调整平衡电位器，使电路输出DSB 波波形，如图3所示，记录你所观察到的波形图。

4. 对输出信号进行频谱分析，记录信号的频谱图。

5、心得体会

在本次活动中，我通过学习和实践，深入掌握了 LTspice 电路仿真软件，并对多种经典电路原理进行了详细研究和仿真，极大地提升了我的电路设计和分析能力。通过此次学习，我具体掌握了以下电路的原理与仿真方法：

1. LM386集成功率放大器内部电路：了解了 LM386 放大器的内部结构及其工作原理，掌握了如何使用该集成功率放大器进行小功率音频放大。

2. CA3040宽带放大器内部电路：深入学习了 CA3040 宽带放大器的内部电路设计，掌握了其高带宽特性及在高速信号处理中的应用。

3. LM393电压比较器内部电路：学习了 LM393 电压比较器的内部结构及工作原理，理解了如何利用其进行精确的电压比较和开关控制。

4. CA3080跨导放大器内部电路：通过仿真，我深入了解了 CA3080 跨导放大器的设计与应用，尤其在信号调制与控制中的重要性。

5. MC1496内部电路（同步检波电路）：学习了 MC1496 集成电路的同步检波电路原理，掌握了如何用于信号的幅度调制解调。

6. MC1496内部电路(DSB解调器)：了解了 MC1496 在双边带解调器中的应用，掌握了其在解调信号中的作用。

7. MC1496内部电路(调幅电路)：学习了 MC1496 用于调幅（AM）信号的工作原理，理解了其在通信系统中的应用。

8. MC1496内部电路(DSB调制电路)：通过仿真，我掌握了 MC1496 用于双边带调制的工作原理，尤其是在模拟通信中的调制过程。

通过本次活动，我不仅学会了这些电路的基本原理，还通过仿真加深了对每种电路的理解，并能灵活应用于实际的电路设计中。LTspice 提供了一个非常直观且高效的环境，帮助我更好地理解和验证电路理论，提高了我的电路设计和问题解决能力。

27 LM386内部电路：高增益放大+甲乙类反复大推完输出

29 LM393电压比较器内部电路：滞回比较电路搭建

30 CA3080跨导放大器内部电路:跨导放大

31 MC1496内部电路（同步检波电路）：滤波电路

32 MC1496内部电路（ DSB解调器）：波形调制

33 MC1496内部电路（调幅电路）:

34 MC1496内部电路（ DSB调制电路）：调制电路的构建、调整和测试