負反饋放大電路的仿真與設(shè)計及負壓稱量室驗證與確認

負反饋放大電路的仿真與設(shè)計實驗?zāi)康?.

掌握兩種耦合方式的多級放大電路的靜態(tài)工作點的調(diào)試方法。2.

掌握多級放大電路的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻的測試方法。3.

掌握負反饋對放大電路動態(tài)參數(shù)的影響。實驗器材2N2222A三極管（2個）、1mV10KHz正弦電壓源、12V直流電壓源、10uF電容（5個）、5.11%負反饋電阻、3.05%集電極電阻（2個）、1.501%電阻、1.401%電阻、1.001%負載電阻、1001%電阻、21.01%基極電阻（2個）、11.01%基極電阻（2個）、開關(guān)、萬用表、示波器等。實驗原理與要求由于電容對直流量的電抗為無窮大，因而阻容耦合放大電路各級之間的直流通路各不相通，各級的靜態(tài)工作點相互獨立。在實驗電路中引入電壓串聯(lián)負反饋，將引回的反饋量與輸入量相減，從而調(diào)整電路的凈輸入量與輸出量，改變電壓放大倍數(shù)、輸入電阻與輸出電阻。設(shè)計一個阻容耦合兩級電壓放大電路，要求信號源頻率10kHz(幅度1mv)，負載電阻1kΩ，能不失真放大符合要求的交流信號，且電壓增益大于100。給電路引入電壓串聯(lián)深度負反饋，并分別測試負反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻和頻率特性。改變輸入信號幅度，觀察負反饋對電路非線性失真的影響。原理圖如下：實驗內(nèi)容與方法電路頻率特性的測試未引入負反饋前的電路頻率特性將電路中的開關(guān)J1打開，則此時電路為未引入電壓串聯(lián)負反饋的情況，對電路進行頻率仿真，得到如下的電路頻率特性圖?？芍孪揞l率fL=755.4901Hz,上限頻率fH=328.5528KHz。調(diào)節(jié)信號源的幅度，當信號源幅度為1mV時，輸出波形不失真，如下：繼續(xù)調(diào)節(jié)信號源的幅度，當信號源幅度為2mV時，輸出波形出現(xiàn)了較為明顯的失真，如下引入電壓串聯(lián)負反饋后的電路頻率特性將電路中的開關(guān)J1閉合，則此時電路引入電壓串聯(lián)負反饋，對電路進行頻率仿真，得到如下圖所示的引入電壓串聯(lián)負反饋后的電路頻率特性圖?？芍孪揞l率fL=194.0094Hz,上限頻率fH=4.3860MHz。再來觀察引入電壓串聯(lián)負反饋后，整個電路的最大不失真電壓值。當信號源幅度為1mV時，可以被不失真放大，調(diào)節(jié)信號源幅度至20mV時，輸出波形仍未失真，如下圖：繼續(xù)增大至21mV時，輸出波形開始出現(xiàn)了飽和失真，如下圖：可見加入負反饋后，電路的動態(tài)范圍增大，即電路可不失真放大的最大信號幅度增大。測量電壓放大倍數(shù)1）未引入負反饋的放大倍數(shù)測得輸入電壓Ui=0.999951mV，輸出電壓Uo=618.169mV，則Au=Uo/Ui=618.199。引入負反饋的放大倍數(shù)測得輸入電壓Ui≈1mV，輸出電壓Uo=47.551mV，則Au=Uo/Ui=47.551?？梢婋妷捍?lián)負反饋的引入，使得電壓放大倍數(shù)明顯減小，兩者相差約13倍。測量輸入電阻未引入負反饋時測得輸入電壓Ui=0.999951mV，輸入電流Ii=182.358nA，則Ri=Ui/Ii=5.483引入負反饋后測得輸入電壓Ui≈1mV，輸入電流Ii=167.05nA，則Ri=Ui/Ii=5.986。可見電壓串聯(lián)負反饋的引入，使得輸入電阻增大。測量輸出電阻未引入負反饋前測得輸出電壓Uo=0.999959mV，輸出電流Ii=354.594nA，則Ro=Uo/Io=2.820。2）引入負反饋后測得輸出電壓Uo=0.999959mV，輸出電流Ii=14.03uA，則Ro=Uo/Io=71.273?？梢婋妷捍?lián)負反饋的引入，使得輸出電阻減小。AF1/F的驗證按如下圖所示連接電路，閉合J1。由于電壓串聯(lián)負反饋電路的AF=Auuf=Uo/Ui、F=Fuu=U?/Uo，因此，需要測量輸出電壓Uo、輸入電壓Ui、反饋電壓U?。測得Ui≈1mV，Uo=47.552mV，U?=991.916uF，則AF=Auuf=Uo/Ui=47.551，F(xiàn)=Fuu=U?/Uo=0.02086，1/F=47.939，因此AF1/F得到驗證。五、實驗總結(jié)本實驗通過對二級阻容耦合放大電路引入電壓串聯(lián)負反饋前后進行電路仿真，由實驗結(jié)果可以得出這樣的結(jié)論：對電路引入電壓串聯(lián)負反饋，會減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通頻帶變寬；引入電壓串聯(lián)負反饋，會減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電路可不失真放大的最大信號幅度，減小非線性失真；引入電壓串聯(lián)負反饋，會增大輸入電阻，減小輸出電阻，最后通過測量計算驗證了AF1/F的結(jié)果。負壓稱量系統(tǒng)（DB2000）驗證與確認編號：SVP-SB-****-**制訂人：日期：審核人：日期：批準人：日期：設(shè)備名稱：負壓稱量系統(tǒng)型號：DB2000制造廠商：蘇州工業(yè)園區(qū)鴻基潔凈科技有限公司出廠日期：20**年**月使用部門：固體車間安裝位置：稱量間設(shè)備編號：****（企業(yè)單位自編）目錄1.概述……………………41.1確認對象…………41.2設(shè)備技術(shù)參數(shù)…………41.3確認目的………………………41.4確認小組組成及分工…………………41.5確認培訓(xùn)……………51.6確認時間………………52.確認內(nèi)容…………………52.1安裝確認：……………52.2運行確認：……………82.3性能確認：……………83.再確認…………………104.確認結(jié)果評價及建議…………………105.確認的最終審核意見…………………101概述1.1確認對象：負壓稱量系統(tǒng)負壓稱量系統(tǒng)為局部凈化設(shè)備，工作原理是提供垂直單向氣流，部分潔凈空氣在工作區(qū)循環(huán)，部分排出，使工作區(qū)產(chǎn)生負壓，防止交叉污染，從而保證工作區(qū)的高潔凈度環(huán)境。該設(shè)備目前在固體車間稱量間使用，潔凈區(qū)為D級。1.2設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：型號項目DB2000負壓稱量系統(tǒng)外形尺寸2000（寬）Х1700（深）Х2350（高）工作區(qū)潔凈度ClassA級@0.3um99.995%送風(fēng)風(fēng)速0.36-0.54m/s噪聲≤65dB(A)室內(nèi)照度≥300LUX安裝功率1.7KW供電電源380V，三相，50Hz控制操作無極調(diào)速初效過濾器535*595*21*3片中效過濾器535*595*380*3片高效過濾器（送風(fēng)）1024*574*90*3片高效過濾器（排風(fēng)）760*150*50*2片臺數(shù)1臺1.3確認目的：通過設(shè)計確認（DQ）、安裝確認（IQ）、運行確認（OQ）以及性能確認（PQ）等一系列活動，證明設(shè)備能正確運行并可達到預(yù)期效果。1.4確認小組組成及分工部門責(zé)任人職責(zé)固體車間車間主任確認方案的起草、實施，確認數(shù)據(jù)的收集，確認報告的起草生產(chǎn)技術(shù)部負責(zé)人確認方案的審核，確認工作的協(xié)調(diào)質(zhì)量管理部負責(zé)人確認方案的審核，確認過程的監(jiān)督，樣品的采集、分析，確認報告的審核1.5人員培訓(xùn)：使用人員應(yīng)經(jīng)設(shè)備操作、維護保養(yǎng)的規(guī)程培訓(xùn)，熟練掌握操作方法，參與確認人員應(yīng)經(jīng)確認方案培訓(xùn)，熟悉確認項目、方法、要求。確認結(jié)果如下：培訓(xùn)內(nèi)容編號培訓(xùn)日期參加培訓(xùn)人員負壓稱量單元操作規(guī)程SOP-SB-0032負壓稱量單元維護保養(yǎng)操作規(guī)程SOP-SB-0033負壓稱量單元（DB1900）確認方案SVP-SB-1309確認結(jié)果：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：1.6確認時間：_____年____月____日～____月_____日進行方案培訓(xùn)，進行技術(shù)準備。_____年____月____日～____月_____日進行方案實施。_____年____月____日～____月_____日形成確認報告。2確認內(nèi)容2.1安裝確認（IQ）通過對設(shè)備資料、材質(zhì)外觀、安裝連接情況、儀表校準等方面的檢查確認，證明設(shè)備的建造和安裝符合設(shè)計標準。確認內(nèi)容如下：2.1.1設(shè)備資料確認：將到貨實物與訂單、發(fā)貨單、DQ文件進行對比，檢查設(shè)計確認文件中所規(guī)定的文件是否齊全，如使用說明書、備件清單、圖紙等，檢查結(jié)果如下：文件名稱數(shù)量檢查結(jié)果DB2000稱量臺使用說明書1份DB2000稱量臺合格證1份DB2000稱量臺出廠檢測報告1份DB2000稱量臺保修卡1份DB2000稱量臺材質(zhì)報告1套DB2000稱量臺電氣原理圖1份DB2000稱量臺設(shè)備外觀圖1份DB2000稱量臺備件清單1份DB2000稱量臺工廠驗收測試（FAT）1份確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.1.2設(shè)備材質(zhì)、外觀確認：檢查直接接觸產(chǎn)品的設(shè)備材質(zhì)類型和設(shè)備表面的光滑程度，檢查結(jié)果如下：確認項目檢測標準檢查結(jié)果材質(zhì)送風(fēng)高效玻璃纖維排風(fēng)高效玻璃纖維板材材料SUS304管材材料SUS304外觀送風(fēng)高效平整、無異型、無裂紋排風(fēng)高效平整、無異型、無裂紋稱量臺主體平整光滑、無毛刺、無明顯劃痕、無銹蝕確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.1.3安裝連接情況確認：對照圖紙、DQ文件檢查各關(guān)鍵部件的安裝位置、設(shè)備標識、與動力系統(tǒng)和公用設(shè)施的連接情況，檢查結(jié)果如下：檢查項目要求實際情況風(fēng)機安裝型號R4E3555-AK-051臺安裝位置回風(fēng)箱體內(nèi)上部電源380V/50HZ送、排風(fēng)高效型號H14尺寸送風(fēng)：W1024*D574*H90(mm)×3片排風(fēng)：W760*D150*H50(mm)×2片安裝位置工作區(qū)頂部密封形式送風(fēng)：液槽密封；排風(fēng)：壓板密封安裝位置符合設(shè)計要求，安裝穩(wěn)固、與不銹鋼箱體連接符合設(shè)計要求板材材質(zhì)材質(zhì)SUS304，厚度1.2t外形尺寸2000mm（長）×1700mm（寬）×2350mm（高）PLC三檔控制器輸出380V/50HZ安裝回風(fēng)箱體內(nèi)中部、安裝穩(wěn)固符合設(shè)計要求中、高效壓差表量程中效：0-250Pa，1塊；高效：0-500Pa，1塊安裝回風(fēng)箱體內(nèi)中部、安裝穩(wěn)固符合設(shè)計要求確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.1.4儀表校準：檢查設(shè)備控制、檢測用儀表應(yīng)經(jīng)檢定或校準合格，檢查結(jié)果如下：序號名稱量程/型號校驗日期校驗有效期至1中效壓差表0～250Pa2高效壓差表0～500Pa3風(fēng)速儀VT1004噪音儀TES-1350A5照度儀LX1010BS6塵埃粒子計數(shù)器SX-L310AC/DC7PAO檢測設(shè)備SX-Q58浮游菌檢測儀JYQ-Ⅱ9生化培養(yǎng)箱SPX-430確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.1.5高效過濾器檢漏在高效過濾器的進風(fēng)側(cè)引入DEHS氣溶膠，濃度＞180000粒/L（上游濃度），立即用粒子計數(shù)器的采樣頭掃描過濾器的出風(fēng)側(cè)及邊框。采樣頭離過濾器距離約2～4cm，沿著過濾器內(nèi)邊框等來回掃描，巡檢速度約3～5cm/s。當上游濃度正確，下游濃度低于計算出的漏點值，判為合格。否則泄漏處用環(huán)氧樹脂硅膠堵漏（單個泄露處的面積不能大于總面積的1%，全部泄露處的面積不能大于總面積的5%）或?qū)⒙菟ňo固，必要時更換，之后再進行掃描巡檢，直至合格。下游漏點值計算公式：漏點值=上游濃度×K×（1-過濾器效率）×采樣流量×采樣時間過濾器效率：H14，過濾器效率為99.995%；K：10；采樣流量：28.3L/min，相當于0.472L/s。上游粒子數(shù)漏點值下游粒子數(shù)檢測結(jié)果合格□不合格□合格□不合格□合格□不合格□確認結(jié)論檢查人/日期復(fù)核人/日期2.2運行確認（OQ）通過一系列的測試項目，證明設(shè)備能在預(yù)定的運行參數(shù)范圍運行，符合設(shè)計標準。2.2.1功能測試確認：主要對設(shè)備的基本功能、系統(tǒng)控制方面的功能以及安全方面的功能進行確認檢查。檢查結(jié)果如下：項目設(shè)計標準運行情況檢查結(jié)果風(fēng)機按規(guī)定方向運轉(zhuǎn)無異響、無異常震動，按停止按鈕可正常停止風(fēng)機運行。合格□不合格□PLC三檔控制器風(fēng)機開關(guān)：能正常啟動，控制風(fēng)機的風(fēng)速檔位及停止風(fēng)機，控制風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。合格□不合格□照明開關(guān)：通過按鈕控制能啟動和關(guān)閉照明燈。合格□不合格□壓差表高效壓差表：設(shè)備運行后壓差表能正常運行工作，測試并正確顯示當前高效壓差值。合格□不合格□中效壓差表：設(shè)備運行后壓差表能正常運行工作，測試并正確顯示當前中效壓差值。合格□不合格□確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.3性能確認（PQ）按設(shè)備操作規(guī)程，打開電源總開關(guān)，開啟照明和風(fēng)機，將變頻器頻率調(diào)至約40HZ位置，運行10分鐘后，進行以下各項測試，確認設(shè)備性能是否符合要求。2.3.1噪音和照度：分別用噪音計和照度儀測定噪音、照度，要求：噪音≤65dB，照度≥300lux。檢查結(jié)果如下：次數(shù)測試結(jié)果第一次第二次第三次噪音（dB）照度（lux）確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.4.2風(fēng)速測定：按下圖所示，在均勻布置的9個點測定風(fēng)速并記錄，風(fēng)速應(yīng)為0.36-0.54m/s。測定結(jié)果如下：.1.4.7.2.5.8.3.6.9次數(shù)測定點風(fēng)速測定點風(fēng)速測定點風(fēng)速第一次147258369第二次147258369第三次147258369確認結(jié)論：檢查人/日期：復(fù)核人/日期：2.4.3沉降菌、浮游菌檢測：按《潔凈區(qū)沉降菌監(jiān)測操作規(guī)程》、《潔凈區(qū)浮游菌監(jiān)測規(guī)程》，在送風(fēng)口下方約30cm略高于操作面處，設(shè)2個取樣點（如下圖）。在取樣點上檢測沉降菌（每點1個培養(yǎng)皿，