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1、共射放大電路輔助設(shè)計,P145 5.6 舉例,實驗?zāi)康?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(xué)習(xí)共射放大電路的設(shè)計方法。 學(xué)習(xí)共射放大電路的仿真分析方法。,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(nèi)容,電路圖,用1meg或 10meg 代替 RL(開路),或1kHz,,電路圖,用1meg或 10meg 代替 RL(開路),或1kHz,,,實驗準備,設(shè)計共射
2、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)。,實驗內(nèi)容,1. 輸入編輯電路圖 必須有一個接地元件(AGND); 必須設(shè)置實際的直流電源,可以用BUBBLE元件將直流電
3、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(shè)置合適的元件和信號源參數(shù)。,說明,設(shè)置,2. 仿真分析靜態(tài)工作點 設(shè)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)。,3. 當RL=3k時,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軸坐標是線性坐標還是對數(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(shè)RL=1M; 其它同前。,實驗內(nèi)容,5. 當RL=3k時,分析輸入、輸出電壓波形 設(shè)置瞬態(tài)分析;
4、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。,實驗內(nèi)容,實驗報告,估算放大電路的性能指標。 記錄PSPICE仿真分析所得到的圖形: 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:,用PSPICE如何仿真分析放大電路的靜態(tài)工作點?應(yīng)設(shè)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
5、性應(yīng)設(shè)置何種分析方式? 用PSPICE測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:,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。,用于直流分析,用于交流分析,用于瞬態(tài)分析,,VSIN的參
6、數(shù)設(shè)置,實驗說明,放大電路靜態(tài)工作點的仿真分析 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(shè)置直流掃描分析對電路進行仿真。將掃描對象設(shè)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,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
7、有的變量都被認為是復(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,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(shè)置至少一個瞬態(tài)信號源,在本實驗中應(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)、峰值電壓
8、(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 若將放大電路的輸入信號幅值設(shè)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,電路圖,用1meg或 10meg 代替 RL(開路),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,實驗說明_信號源設(shè)置,實驗說明_直流掃描分析設(shè)置,電源,實驗說明_靜態(tài)工作點仿真,實驗說明_交流掃描分析設(shè)置,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_瞬態(tài)分析設(shè)置,實驗說明_輸入輸出電壓波形,實驗說明_ 非線性引起的失真,標準正弦信號,實際輸出,實驗說明_飽和與截止失真(RL=3k),實驗說明_飽和與截止失真(RL開路),