模電實(shí)驗(yàn)4P共射放大電路輔助設(shè)計(jì)課件

1、模電實(shí)驗(yàn)4P共射放大電路輔助設(shè)計(jì)課件模電實(shí)驗(yàn)4P共射放大電路輔助設(shè)計(jì)課件 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜SPICE軟件的使用方法。加深對(duì)共射放大電路放大特性的理解。學(xué)習(xí)共射放大電路的設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)共射放大電路的仿真分析方法。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜SPICE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(diǎn)當(dāng)RL=3 k時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性當(dāng)RL開路時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性當(dāng)RL=3 k時(shí)，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(shí)驗(yàn)內(nèi)容在PSPICE中輸入仿真分析電路圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)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(shè) 145）， C1=C2=10 uF，Ce=100 uF。c）靜態(tài)工作電流 ICQ=1.5mA。d）當(dāng)負(fù)載開路時(shí)，要求Vomax3 V（峰值），Av100。有效值當(dāng)負(fù)載RL=3 k 時(shí)，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(fù)載開路 和 RL=3k 情況下的電壓放大倍數(shù)。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)共

3、射放大電路中電阻阻值。有效值當(dāng)負(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 輸入編輯電路圖必須有一個(gè)接地元件（AGND）；必須設(shè)置實(shí)際的直流電源，可以用BUBBLE元件將直流電源與電路相連；信號(hào)源可選正弦瞬態(tài)電壓源（VSIN元件）；建議加上標(biāo)號(hào) in 和 out；設(shè)置合適的元件和信號(hào)源參數(shù)。說明設(shè)置2. 仿真分析靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置直流掃描分析，以電源電壓VCC（V1）為掃描對(duì)象；在Probe中查看Q點(diǎn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 輸入編輯電路圖說明設(shè)置2. 仿真分析靜態(tài)工作點(diǎn)3. 當(dāng)RL=3k時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性設(shè)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(biāo)是線性

4、坐標(biāo)還是對(duì)數(shù)坐標(biāo)（即dB)。4. 當(dāng)RL開路時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性可設(shè)RL=1M；其它同前。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3. 當(dāng)RL=3k時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性4. 當(dāng)R5. 當(dāng)RL=3k時(shí)，分析輸入、輸出電壓波形設(shè)置瞬態(tài)分析；查看輸入、輸出電壓波形；注意相位關(guān)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(shè)置瞬態(tài)分析；將輸入正弦信號(hào)峰值設(shè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容5. 當(dāng)RL=3k時(shí)，分析輸入、輸出電壓波形6. 仿真分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告估算放大電路的性能指標(biāo)。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(shí)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(cè)指標(biāo)ICQVCEQRL= 3k RL 開路AvVomaxfHfLAvVomaxfHfL單位mAV/VMHzHz/VMHzHz估算值測(cè)量值實(shí)驗(yàn)報(bào)告估算放大電路的性能指標(biāo)。被測(cè)指標(biāo)ICQVCEQRL=用PSPICE如何仿真分析放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)？應(yīng)設(shè)置何種分析方式？用PSPICE測(cè)試放大電路的電壓放大倍數(shù)和頻率特性應(yīng)設(shè)置何種分析方式？用PSPICE測(cè)試放大電路的輸出電壓波形應(yīng)設(shè)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(shí)的電壓傳輸特性是否為直線？這時(shí)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(diǎn)？應(yīng)設(shè)置何種分 實(shí)驗(yàn)說明電路圖中的信號(hào)源元件和接地元件PSPICE中的電源和信號(hào)源分為三類：直流源: 電路電源或直流分析的信號(hào)源；交流源: 交流分析時(shí)的信號(hào)源；瞬態(tài)源: 瞬態(tài)分析時(shí)的信號(hào)源。 PSPICE軟件中有五種類型的瞬態(tài)信號(hào)源， 其中正弦電壓源（VSIN元件）是最常用的一種。 實(shí)驗(yàn)說明電路圖中的信號(hào)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(shè)置 實(shí)驗(yàn)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(shè)置 實(shí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)

7、的仿真分析PSPICE在對(duì)電路進(jìn)行仿真分析時(shí)，總是先計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。從PSPICE仿真分析后的輸出文件可以看到電路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓值。為了更直觀地了解電源電壓VCC對(duì)電路靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，可以設(shè)置直流掃描分析對(duì)電路進(jìn)行仿真。將掃描對(duì)象設(shè)為電源電壓VCC（V1），并選取一定的掃描范圍。若只對(duì)電源電壓的一個(gè)值進(jìn)行仿真，則無法在Probe上看到圖形曲線。 實(shí)驗(yàn)說明放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真分析 實(shí)驗(yàn)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(jìn)行交流掃描分析時(shí)，頻率被認(rèn)為是掃描的自變量，并且電路中所有的變量都

8、被認(rèn)為是復(fù)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(shè)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(duì)數(shù)幅頻特性曲線。Vp(out)：輸出電壓的相頻特性曲線。 實(shí)驗(yàn)說明電壓放大倍數(shù)和頻率特性的仿真分析 實(shí)驗(yàn)說明放大電路輸出波形的仿真分析可將分析方式設(shè)為瞬態(tài)分析。瞬態(tài)分析是電路的時(shí)域分析，即連續(xù)地計(jì)算電路在各個(gè)時(shí)刻的的節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流。對(duì)電路進(jìn)行瞬態(tài)分析必須在電路圖上設(shè)置至少一個(gè)瞬態(tài)信號(hào)源，在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇正弦瞬態(tài)電壓源（VSIN元件）。正弦瞬態(tài)電壓源必須設(shè)置失調(diào)電壓（VOFF

9、）、峰值電壓（VAMPL）和頻率（FREQ）三個(gè)參數(shù)，其它屬性可采用缺省值。 實(shí)驗(yàn)說明放大電路輸出波形的仿真分析 實(shí)驗(yàn)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(hào)幅值設(shè)置為足夠大的信號(hào)，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(biāo)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(shí)驗(yàn)說明放大電路輸出波形的仿真分析 實(shí)驗(yàn)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(shè)置實(shí)驗(yàn)說明_信號(hào)源設(shè)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(shè)置實(shí)驗(yàn)說實(shí)驗(yàn)說明_直流掃描分析設(shè)置電源實(shí)驗(yàn)說明_直流掃描分析設(shè)置電源實(shí)驗(yàn)說明_靜態(tài)工作點(diǎn)仿真實(shí)驗(yàn)說明_靜態(tài)工作點(diǎn)仿真實(shí)驗(yàn)說明_交流掃描分析設(shè)置實(shí)驗(yàn)說明_交流掃描分析設(shè)置實(shí)驗(yàn)說明_頻率特性（RL=3k）不是dB實(shí)驗(yàn)說明_頻率特性（RL=3k）不是dB實(shí)驗(yàn)說明_頻率特性曲線（RL開路）單位dB實(shí)驗(yàn)說明_頻率特性曲線（RL開路）單位dB實(shí)驗(yàn)說明_瞬態(tài)分析設(shè)置實(shí)驗(yàn)說明_瞬態(tài)分析設(shè)置