模電實驗4P共射放大電路輔助設計課件

1、模電實驗4P共射放大電路輔助設計課件模電實驗4P共射放大電路輔助設計課件 實驗目的熟悉PSPICE軟件的使用方法。加深對共射放大電路放大特性的理解。學習共射放大電路的設計方法。學習共射放大電路的仿真分析方法。 實驗目的熟悉PSPICE軟件的使用方法。在PSPICE中輸入仿真分析電路圖仿真分析共射放大電路的靜態(tài)工作點當RL=3 k時，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性當RL開路時，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性當RL=3 k時，分析輸入、輸出電壓波形仿真分析電壓傳輸特性及最大不失真輸出電壓實驗內容在PSPICE中輸入仿真分析電路圖實驗內容 電路圖用1meg或10meg 代替RL(開路)或1kHz 電路圖用1

2、meg或或1kHz 電路圖用1meg或10meg 代替RL(開路)或1kHz 電路圖用1meg或或1kHz 實驗準備 設計共射放大電路中電阻阻值。 已知：電源電壓VCC=12伏。三極管采用Q2N3904（設 145）， C1=C2=10 uF，Ce=100 uF。c）靜態(tài)工作電流 ICQ=1.5mA。d）當負載開路時，要求Vomax3 V（峰值），Av100。有效值當負載RL=3 k 時，要求Vomax2 V( 峰值 )，Av60。上限頻率100kHz，下限頻率1kHz。畫出可供PSPICE軟件仿真分析用的電路圖。估算放大電路在負載開路 和 RL=3k 情況下的電壓放大倍數(shù)。 實驗準備 設計共

3、射放大電路中電阻阻值。有效值當負實驗內容1. 輸入編輯電路圖必須有一個接地元件（AGND）；必須設置實際的直流電源，可以用BUBBLE元件將直流電源與電路相連；信號源可選正弦瞬態(tài)電壓源（VSIN元件）；建議加上標號 in 和 out；設置合適的元件和信號源參數(shù)。說明設置2. 仿真分析靜態(tài)工作點設置直流掃描分析，以電源電壓VCC（V1）為掃描對象；在Probe中查看Q點數(shù)據(jù)。實驗內容1. 輸入編輯電路圖說明設置2. 仿真分析靜態(tài)工作點3. 當RL=3k時，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性設置交流分析；繪制頻率特性曲線；注意區(qū)分輸出電壓頻率特性與電壓放大倍數(shù)頻率特性的不同；注意頻率特性曲線Y軸坐標是線性

4、坐標還是對數(shù)坐標（即dB)。4. 當RL開路時，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性可設RL=1M；其它同前。實驗內容3. 當RL=3k時，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性4. 當R5. 當RL=3k時，分析輸入、輸出電壓波形設置瞬態(tài)分析；查看輸入、輸出電壓波形；注意相位關系；觀察失真現(xiàn)象。6. 仿真分析電壓傳輸特性及最大不失真輸出電壓設置瞬態(tài)分析；將輸入正弦信號峰值設為 100mV ；分別仿真 RL=3 k 和 RL開路兩種情況；查看輸出電壓波形，判斷輸出是先出現(xiàn)飽和失真還是先出現(xiàn)截止失真。實驗內容5. 當RL=3k時，分析輸入、輸出電壓波形6. 仿真分析實驗報告估算放大電路的性能指標。記錄PSPICE仿真

5、分析所得到的圖形：電壓放大倍數(shù)的頻率特性曲線輸入輸出電壓波形出現(xiàn)失真情況時的輸出電壓波形電壓傳輸特性曲線 將仿真所得數(shù)據(jù)填入下表：被測指標ICQVCEQRL= 3k RL 開路AvVomaxfHfLAvVomaxfHfL單位mAV/VMHzHz/VMHzHz估算值測量值實驗報告估算放大電路的性能指標。被測指標ICQVCEQRL=用PSPICE如何仿真分析放大電路的靜態(tài)工作點？應設置何種分析方式？用PSPICE測試放大電路的電壓放大倍數(shù)和頻率特性應設置何種分析方式？用PSPICE測試放大電路的輸出電壓波形應設置何種分析方式？能否用交流掃描分析求放大電路的最大不失真輸出電壓？共射放大電路在未出現(xiàn)飽

6、和失真和截止失真時的電壓傳輸特性是否為直線？這時引起電壓放大倍數(shù)非線性的原因是什么？思考題：用PSPICE如何仿真分析放大電路的靜態(tài)工作點？應設置何種分 實驗說明電路圖中的信號源元件和接地元件PSPICE中的電源和信號源分為三類：直流源: 電路電源或直流分析的信號源；交流源: 交流分析時的信號源；瞬態(tài)源: 瞬態(tài)分析時的信號源。 PSPICE軟件中有五種類型的瞬態(tài)信號源， 其中正弦電壓源（VSIN元件）是最常用的一種。 實驗說明電路圖中的信號源元件和接地元件用于直流分析用于交流分析用于瞬態(tài)分析VSIN的參數(shù)設置 實驗說明用于直流分析用于交流分析用于瞬態(tài)分析VSIN的參數(shù)設置 實放大電路靜態(tài)工作點

7、的仿真分析PSPICE在對電路進行仿真分析時，總是先計算電路的靜態(tài)工作點。從PSPICE仿真分析后的輸出文件可以看到電路中各個節(jié)點的靜態(tài)電壓值。為了更直觀地了解電源電壓VCC對電路靜態(tài)工作點的影響，可以設置直流掃描分析對電路進行仿真。將掃描對象設為電源電壓VCC（V1），并選取一定的掃描范圍。若只對電源電壓的一個值進行仿真，則無法在Probe上看到圖形曲線。 實驗說明放大電路靜態(tài)工作點的仿真分析 實驗說明電壓放大倍數(shù)和頻率特性的仿真分析用PSPICE仿真分析放大電路的電壓放大倍數(shù)和頻率特性可選擇交流掃描分析方式。PSPICE在進行交流掃描分析時，頻率被認為是掃描的自變量，并且電路中所有的變量都

8、被認為是復數(shù)變量，且其工作頻率都隨掃描頻率而變化。交流分析的掃描方式可設為十倍程掃描，即每次掃描范圍是前一次掃描范圍的十倍。20*log10(V(out)/V(in) 或 DB(V(out)/V(in)：電壓放大倍數(shù)的對數(shù)幅頻特性曲線。Vp(out)：輸出電壓的相頻特性曲線。 實驗說明電壓放大倍數(shù)和頻率特性的仿真分析 實驗說明放大電路輸出波形的仿真分析可將分析方式設為瞬態(tài)分析。瞬態(tài)分析是電路的時域分析，即連續(xù)地計算電路在各個時刻的的節(jié)點電壓和支路電流。對電路進行瞬態(tài)分析必須在電路圖上設置至少一個瞬態(tài)信號源，在本實驗中應選擇正弦瞬態(tài)電壓源（VSIN元件）。正弦瞬態(tài)電壓源必須設置失調電壓（VOFF

9、）、峰值電壓（VAMPL）和頻率（FREQ）三個參數(shù)，其它屬性可采用缺省值。 實驗說明放大電路輸出波形的仿真分析 實驗說明放大電路輸出波形的仿真分析若將放大電路的輸入信號幅值設置為足夠大的信號，則可很容易地觀察到輸出電壓的飽和失真和截止失真。還可以從輸出電壓波形判斷是先出現(xiàn)飽和失真還是先出現(xiàn)截止失真，并求出最大不失真輸出電壓。在Probe中改變輸出電壓波形的橫坐標為輸入電壓，就可查看放大電路的電壓傳輸特性曲線。從電壓傳輸特性曲線中可以發(fā)現(xiàn)由于三極管電流放大倍數(shù)的非線性引起的共射放大電路電壓放大倍數(shù)的非線性特性。 實驗說明放大電路輸出波形的仿真分析 實驗說明 電路圖用1meg或10meg 代替RL(開路)或1kHz 電路圖用1meg或或1kHz用于直流分析用于交流分析用于瞬態(tài)分析VSIN的參數(shù)設置實驗說明_信號源設置用于直流分析用于交流分析用于瞬態(tài)分析VSIN的參數(shù)設置實驗說實驗說明_直流掃描分析設置電源實驗說明_直流掃描分析設置電源實驗說明_靜態(tài)工作點仿真實驗說明_靜態(tài)工作點仿真實驗說明_交流掃描分析設置實驗說明_交流掃描分析設置實驗說明_頻率特性（RL=3k）不是dB實驗說明_頻率特性（RL=3k）不是dB實驗說明_頻率特性曲線（RL開路）單位dB實驗說明_頻率特性曲線（RL開路）單位dB實驗說明_瞬態(tài)分析設置實驗說明_瞬態(tài)分析設置