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1、共射放大電路輔助設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉 PSPICE軟件的使用方法。 2.加深對(duì)共射放大電路放大特性的理解。 3.學(xué)習(xí)共射放大電路的設(shè)計(jì)方法。 4.學(xué)習(xí)共射放大電路的仿真分析方法。 1.在 PSPICE中輸入仿真分析電路圖 2.仿真分析共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 3.當(dāng) RL=3 k時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性 4.當(dāng) RL開路時(shí)，分析電壓放大倍數(shù)和頻率特性 5.當(dāng) RL=3 k時(shí)，分析輸入、輸出電壓波形 6.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 電路圖 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)共射放大電路中電阻阻值。已知： a) 電源電壓 VCC=12伏。 b) 三極管采用 Q2N3904（設(shè) 145

2、）， 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（有效值）， Av100。 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)共射放大電路中電阻阻值。已知： e) 當(dāng)負(fù)載 RL=3 k時(shí)，要求 Vomax2 V(有效值 )， Av60。 f) 上限頻率 100KHz，下限頻率 1KHz。 g) 畫出可供 PSPICE軟件仿真分析用的電路圖。 h) 估算放大電路在負(fù)載開路和 RL=3 k情況下的電 壓放大倍數(shù)。 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

3、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 查看分析設(shè)置 查看仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)說明 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 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 為掃描對(duì)象； 在 Probe中查看 Q點(diǎn)數(shù)據(jù)。 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)是線性坐標(biāo)還是對(duì)數(shù)坐標(biāo) （即 dB)。 查看分析設(shè)置 查看仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)說明 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 查看仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4. 當(dāng) RL開路時(shí)，分析

4、電壓放大倍數(shù)和頻率特性 可設(shè) RL=1M； 其它同前。 5. 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。 實(shí)驗(yàn)說明 查看分析設(shè)置 查看仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 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)說明 查看分析設(shè)置 查看仿真結(jié)果 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 估算放大電路的性能指標(biāo)。 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

5、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) ICQ VCEQ RL=3K RL開路 Av Vomax fH fL Av Vomax fH fL 單位 mA V / V MHz Hz / V MHz Hz 估算值 測(cè)量值 1. 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？ 2. 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？ 3. 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？ 4. 能否用交流掃描分析求放大電路的最大不失真輸出電壓？ 5. 共射放大電路在未出現(xiàn)飽和失真和

6、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： 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： a) 直流源電路電源或直流分析的信號(hào)源； b) 交流源交流分析時(shí)的信號(hào)源； c) 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。 用于直流分析 用于交流分析 用于瞬態(tài)分析 實(shí)驗(yàn)說明 VSIN的參數(shù)設(shè)置 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真分析 a) 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

7、中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)電壓值。 b) 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，并選取一定的掃描范圍。 c) 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 電壓放大倍數(shù)和頻率特性的仿真分析 a) 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。 b) 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。 c) 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

8、一次掃 描范圍的十倍。 d) 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。 e) Vp(out)：輸出電壓的相頻特性曲線。 實(shí)驗(yàn)說明 放大電路輸出波形的仿真分析 a) 可將分析方式設(shè)為瞬態(tài)分析。 b) 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。 c) 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）。 d) 正弦瞬態(tài)電壓源必須設(shè)置失調(diào)電壓（ VOFF）、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。

9、實(shí)驗(yàn)說明 放大電路輸出波形的仿真分析 e)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。 f) 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。 g)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。 h)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 實(shí)驗(yàn)說明 _電路圖 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _信號(hào)源設(shè)置 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _直流掃描分析設(shè)置 返 回 電源 實(shí)驗(yàn)說明 _靜態(tài)工作點(diǎn)仿真 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _交流掃描分析設(shè)置 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _頻率特性 （ RL=3K） 返 回 不是 dB 實(shí)驗(yàn)說明 _頻率特性曲線（ RL開路 ） 返 回 單位 dB 實(shí)驗(yàn)說明 _瞬態(tài)分析設(shè)置 返 回 信號(hào)周期為 0.1ms， 保證每個(gè)周期至少有 100次掃描 (即數(shù)據(jù)點(diǎn) ) 實(shí)驗(yàn)說明 _輸入輸出電壓波形 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _ 非線性引起的失真 返 回 標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào) 實(shí)際輸出 實(shí)驗(yàn)說明 _飽和與截止失真 （ RL=3K） 返 回 實(shí)驗(yàn)說明 _飽和與截止失真 （ RL開路 ） 返 回