PS软件仿真练习(一)——单级共射放大电路.docx

华中科技大学《电子线路设计、测试与实验》实验报告实验名称：PS软件仿真练习（一）——单级共射放大电路院（系）：自动化学院指导教师：汪小燕2014年 4月 3日PS软件仿真练习（一）——单级共射放大电路实验目的电子电路CAD技术现已广泛被应用到科学研究、产品设计、电子电路分析与设计等许多领域中，采用CAD技术和工具已成为工程技术人员对电子电路进行设计、分析必不可少的方法和手段。为了培养学生使用CAD技术的能力，全面提高学生的素质和创新能力，就必须掌握电子电路的仿真方法。为此，本实验力图达到以下目的：了解电子电路CAD技术的基本知识，熟悉仿真软件PSpice的主要功能。学习利用仿真手段，分析，设计电子电路。初步掌握用仿真软件PSpice分析，设计电路的基本方法和技巧。二.实验条件计算机，PSpice仿真软件。三、预习要求认真阅读本书附录A，详细了解PSpice软件的功能，仿真步骤及使用方法。熟悉单极共射放大电路的静态工作点，输入，输出电阻及幅频特性，相频特性等。四.实验说明PSpice用于电子电路的仿真分析，除了可以对模拟电路，数字电路进行仿真分析外，还可以对模拟混合电路进行分析，具有优化设计的功能。它主要包括Capture（电子原理图设计）、PSpiceA/D（模数混合仿真）、PSpice Optimizer（电路优化）和Layout Plus（PCB设计）等组件。根据电子技术基础课程的教学要求，本实验以单级共射放大电路为例，简要介绍Capture和PSpice A/D两部分软件的仿真步骤及使用方法。单级共射放大参考电路的仿真步骤如图4.1.1所示，三极管型号为Q2N222(=50)，试分析：（1）放大电路的工作点。（2）当输入电压信号为幅值10mV，频率1kHz的正弦波时，仿真输入，输出波形。（3）仿真该电路电压增益的幅频响应和相频响应曲线。（4）仿真该电路的输入，输出电阻频率响应曲线。图4.1.1 单级共射放大电路五.实验内容与步骤Pspice软件对电路进行仿真分析的一般步骤如图4.1.2所示。图4.1.2 电路仿真的一般步骤具体介绍如下：1、在主页下创建一个新的工程项目文件；2、按照图4.1.1绘制单级共射放大电路原理图；（1）调元器件（2）移动、旋转和删除元器件（3）画连接线（4）修改元器件标号和参数（5）对节点定义节点名3、设置仿真分析类型，创建仿真简要表（Simulation Profile）；（1）通过直流工作点分析（Bias Piont），来获得放大电路的静态工作点；（2）通过瞬态分析【Time Domain（Transient）】，得到放大电路的输入、输出波形；（3）通过交流扫描分析（AC Sweep），获得放大电路电压增益的幅频和相频响应。4、电路规则检查及生成电路连接网表；5、仿真；（1）电路的静态工作点；（2）仿真电路的输入，输出波形；（3）仿真放大电路的电压增益的幅频响应曲线和相频响应曲线。6、求输入阻抗。六．实验过程1.创建新的工程项目文件2.绘制电路原理图3.建立各种仿真简要表①直流工作点分析②瞬时分析③交流分析4.直流分析三极管Q2N2222静态工作点，从输出文件中查看静态工作点仿真结果：Ib、Ic、Vbe、Vce由图可以得到Ib为9.34E-06、Ic为1.11E-03、Vce为4.55E+00.完整的输出文件在文件夹中。上面只是截图一部分。从图中我们可以知道，=0.647，这显然符合硅管的正向导通电压，说明发射极正偏，而=-3.91V，说明集电极反偏，说明此时电路工作在放大状态，而且=4.55V，大致为VCC的一半，这说明我的静态工作点取的很好，输入电压可变化的区间比较大，而比大了100倍，这说明在没有特别说明时，我们计算都可以忽略，这与平时计算也是符合的满足以后的硬件电路的设计要求。5.瞬时分析用Probe程序观测观测输入、输出电压波形，并计算电压增益Av由图可知，输出电压最大值为Vom=484.046mV，输入电压最大值为Vim=14.997mV，由电压增益公式可得：-30符合实验要求。而按照理论计算，-31.7，从而得到相对误差为1%，这说明在中频带时，我们是可以把电路按照小信号模型进行处理的。再者我们发现对于Vo，波峰和波谷是有差异的，而且波峰比波谷要高耸，相对差距为5%，这说明输出波形存在一定的截止失真，此时我们可以把变小，或者把变大，从而是变大，提高静态工作点，从而减少截止失真。6.交流分析观测幅频响应曲线：db(V(Vo)/V(Vs:+))，测中频增益、上限频率fH和下限频率fL。由上图数据可知：中频增益为30.0755dB、上限频率fH=11.373MHz300kHz、下限频率fL=97.460Hz100Hz。满足实验要求。7.观测输入阻抗的频率响应：Ri -- V(Vi)