模拟电路虚拟试验举例Word下载.docx
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图1A.3
（1）去掉两个电压标示符“VoltageLevel”，在电路中放入一个电流标示符“CurrentintoPin”（注意：
要放在元器件引出端的位置），如图1A.3所示。
执行PSpice/Run命令，即可看到回路中的电流波形。
（2）测量回路电流的振幅。
4．脉冲信号的产生与测试
（1）绘制电路：
在SOURCE库中取出一个时钟信号源符号DigClock，在ANALOG库中取出1个电阻R。
连接成电路如图1A.4所示。
图1A.4
（2）给时钟信号源设置参数：
选中时钟信号源符号DigClock，双击之，在出现的参数编辑栏中，设置OFFTIME（一个周期中低电平持续时间）=1μs、ONTIME（一个周期中高电平持续时间）=1μs。
（3）用虚拟示波器观察时钟信号的波形。
①执行Pspice/Marke命令，从子命令菜单中选择电压标示符“VoltageLevel”放置在电路的输出端。
②选择瞬态分析，分析时间：
0～10μs。
③执行Pspice/Run命令，即可看到时钟信号波形如图1A.5所示。
（4）测量信号的振幅、周期。
图1A.5时钟信号波形图
四、思考题
1．用放置波形显示标示符的方法，能够同时看到输入输出电压和回路电流的波形图吗？
为什么？
用什么方法可以同时看到？
2．如果想改变观察到的波形周期的个数，应怎么办？
实验2A测试半导体二极管、三极管
1．学习用OrCAD/PSpice软件测试晶体管特性曲线的方法。
2．学习直流（DC）分析中的“嵌套”分析和Probe中的坐标变换及设置。
三极管、二极管（在EVAL库中）各1个
电阻（在ANALOG库中）若干个
直流电压源、直流电流源（在SOURCE库中）各1个
1．测试三极管的特性曲线
（1）测试三极管的输出特性曲线。
①用Capture绘制电路图如图2A.1所示。
②选择直流（DC）分析。
在进行直流分析时，除了允许设置一个自变量外，还允许设置一个参变量，称为“嵌套”设置。
在直流分析参数设置框中，选VCE为自变量，变化范围：
0～20V，步长：
2V。
③在Option栏中再选中“SecondarySweep”，并选IB为参变量，变化范围：
0～120μA，步长：
20μA。
注意：
Options栏中的两项“PrimarySweep”和“SecondarySweep”必须全都选中（在前面的小方框中打对号）。
④运行PSpice：
执行Trace/AddTrace命令。
在AddTrace对话框中，选IC（Q1）作输出量，出现输出特性曲线的波形图。
图2A.1三极管输出特性曲线的测试电路
⑤参照第二章2.4.5节介绍的坐标轴的设置方法，将Y轴的刻度范围设置为0～+8mA，显示出如图2A.2所示的输出特性曲线。
图2A.2三极管的输出特性曲线
（2）测试三极管的输入特性曲线。
①用Capture绘制电路图如图2A.3所示。
图2A.3三极管输入特性曲线的测试电路
选VBB为自变量，变化范围：
0～24V；
步长：
选VCE为参变量，变化范围：
0～12V；
1V。
③运行PSpice：
在AddTrace对话框中，选IB（Q1），出现IB（Q1）的波形，但X轴显示的是VBB。
④参照第二章2.4.5节介绍的坐标变换方法，改变X轴。
为了显示输入特性曲线，应把X轴变为V（B），即VBE电压。
方法是：
执行Plot/AxisSettings命令，打开坐标轴设置框，点“AxisVariable”按钮，在列表框中选择V（B），按OK键。
此时，X轴就变为V（B），显示出如图2A.4所示的输入特性曲线。
图2A.4三极管的输入特性曲线
（3）测试二极管的V-A特性曲线
①用Capture绘制电路图如图2A.5所示。
选V1为自变量，变化范围：
-5V～+5V，步长：
0.1V。
③运行PSpice，执行Trace/AddTrace命令。
在AddTrace对话框中，选I（D1）为输出量，把X轴变为V（D1），即显示出如图2A.6所示的V-A特性曲线。
图2A.5二极管特性曲线的测试电路
图2A.6二极管的V-A特性曲线
四、实验报告
1．保存并打印出实验电路及各实验波形图。
2．总结用PSpice软件测试晶体管特性曲线的方法。
五、思考题
1．怎样从三极管的输出特性曲线上测得管子的电流放大系数
？
2．怎样从二极管的V-A特性曲线上测得管子在某点的直流电阻RF和交流电阻rF？
实验3A基本放大电路
1．学习基本放大电路静态工作点、放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
2．观察电路参数对放大器静态工作点及输出波形的影响。
三极管（在EVAL库中）；
电阻、电容（在ANALOG库中）；
直流电压源、正弦电压源（在SOURCE库中）。
1．用Capture绘制电路图，如图3A.1所示。
设置三极管的
，设置好输出节点名Vo。
图3A.1基本放大器
2．测试电路的静态工作点
（1）使Rb=680kΩ，选择静态工作点分析（BiasPoint）。
（2）运行PSpice。
（3）查看分析结果。
分析计算结束后，在Probe窗口下选择View/OutputFile命令，即可看到三极管Q1的静态工作点值如图3A.2所示。
图3A.2静态工作点值
（4）改变Rb，重复以上步骤，观看静态工作点的变化情况。
3．测量电压放大倍数
（1）将输入正弦信号源设置为：
VOFF=0，VAMPL（振幅）=5mV，FREQ（频率）=1kHz，TD=0，DF=0，PHASE=0。
（2）选择瞬态分析。
分析时间：
0～4ms，时间步长：
（3）运行PSpice。
（4）查看分析结果：
分析计算结束后，在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，选择V（Vo）作输出量，即可看到输出端的波形。
（5）执行Plot/AddPlottoWindow命令，在屏幕上添加一个空白的波形显示区。
再执行Trace/AddTrace命令，在AddTrace对话框选择V（Vi:
+），点OK按钮，即可同时看到输入信号Vi的波形，如图3A.3所示。
图3A.3输入输出波形图
（6）启动标尺读出输出电压的峰值Vo=511.5mV，计算：
4．测量输出电阻Ro
o
′
将负载开路（RL=
），重复以上步骤，测量出空载时的输出电压的的峰值
，根据戴维南定理，可由下式算得放大器输出电阻：
5．测量输入电阻Ri
在电路中电容C1前串入电阻RX=5.1kΩ，使输入信号VS=10mV（峰值），进行瞬态分析，得到VS与电容C1右端Vi的波形如图3A.4所示。
启动标尺读出Vi=2.355mV（峰值），即可求得：
图3A.4测量输入电阻Ri的波形
6．观察静态工作点对输出波形的影响
（1）仍使Vi=5mV，ƒ=1kHz。
将Rb减小到100kΩ，进行瞬态分析，观察输出电压波形如图3A.5所示。
图3A.5Rb=100kΩ时的波形
（2）将Rb增加到1MEG（1MΩ），并适当增加Vi（如Vi=20mV），进行瞬态分析，观察输出电压波形如图3A.6所示。
图3A.6Rb=1MΩ时的波形
1．保存并打印出实验电路及各实验数据及波形图，计算AV、Ri、Ro值。
2．分析静态工作点对输出波形的影响。
还可以用什么方法来测试电路的输入输出电阻？
是否可以按照输入输出电阻的定义来测量？
设计一种方案试一下。
实验4A两级阻容耦合放大器
1．学习多级放大器的静态工作点、放大倍数的测试方法。
2．学习多级放大器频率特性的测试方法。
三极管（在EVAL库中）；
1.用Capture绘制电路如图4A.1所示。
设置三极管的β1=β2=60，设置好各节点名。
（1）使Rb1=25kΩ，Rb3=65kΩ，选择静态工作点分析（BiasPoint）。
分析计算结束后，在Probe窗口下选择View/OutputFile命令，可计算出电路各节点的静态电位如图4A.2所示。
图4A.1两级阻容耦合放大器
（1）将输入正弦信号源Vi设置为：
VOFF=0，VAMPL（振幅）=2mV，FREQ（频率）=1kHz，TD=0，DF=0，PHASE=0，AC=10mV（为进行交流分析作准备）。
0.01ms。
图4A.2静态工作点值
（3）运行PSpice后查看分析结果。
分析计算结束后，用Probe窗口中的多窗口显示，同时观看第一级输出端V3和总输出端V9的波形如图4A.3所示。
注意V3波形中含有直流分量。
（4）启动标尺读出输出电压的峰值Vo=693mV，计算：
4．测量放大器的频率特性
（1）进行交流（ACSweep）分析。
频率范围设置为：
1Hz～10MEGHz。
分析类型选“Decade”，意思是以10倍频方式扫描。
在Points/Decade栏中填入“4”，意思是每10倍频间隔计算4个点。
要使交流分析有效，输入正弦信号源中的AC项一定要赋值。
图4A.3输出波形图
在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，在“TraceExpression”文本框中键入DB（V（9）/V（Vi：
+）），即显示出电压增益的幅频特性曲线。
然后点选Trace/AddYAxis，增加一个纵轴。
在“TraceExpression”文本框中键P（V（9）/V（Vi：
+）），即同时显示出电压增益的相频特性曲线，如图4A.4所示。
（3）启动标尺可以测得：
中频电压增益AVM=51.69dB
上限截止频率ƒH=65kHz
下限截止频率ƒL=126.8Hz
5．观察
H与
L
（1）将输入正弦信号的频率设置为ƒ=ƒL=126.8Hz，进行瞬态分析，观看输出与输入的波形如图4A.5所示。
启动标尺可以测出
45°
。
（2）将输入正弦信号的频率设置为ƒ=ƒH=65kHz，进行瞬态分析，观看输出与输入的波形,启动标尺测出
H。
图4A.4频率特性曲线
图4A.5用瞬态分析观察相位
保存并打印出实验电路及各实验数据及波形图，从各波形图中计算或提取AVM、ƒH、ƒL、
H、
L值。
1．电路的ƒH、ƒL主要与电路中的哪些参数有关？
电路中的电容CL起什么作用？
2．怎样从图4A.4所示的频率特性曲线上用标尺测出
L的值？
实验5A场效应管放大器
1．学习共源放大电路的静态、动态指标的测试方法。
2．了解场效应管放大器的可变电阻特性，了解高阻电路的测量方法。
结型场效应管（在EVAL库中）；
电阻、电容（在ANALOG库中）直流电压源、正弦电压源（在SOURCE库中）。
1．用Capture绘制电路图如图5A.1所示。
设置好各节点名。
（1）使R=2.5kΩ，选择静态工作点分析（BiasPoint）。
（2）运行PSpice，在Probe窗口下选择View/OutputFile命令，即可看到电路的静态工作点值如图5A.2所示。
图5A.1场效应管放大电路
图5A.2静态工作点值
（3）改变R，重复以上步骤，观看静态工作点的变化情况。
VOFF=0，VAMPL（振幅）=100mV，FREQ（频率）=1kHz，TD=0，DF=0，PHASE=0。
（2）进行瞬态分析，时间范围：
分析计算结束后，在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，运用Probe的多窗口显示，即可看到输入输出波形如图5A.3所示。
图5A.3输入输出波形图
（4）启动标尺读出输出电压的峰值Vo=1.78V，计算：
4．测量输入电阻Ri
用第一章1.2.5节介绍的方法，在电路中串入电阻RX=1MEG（1MΩ），使输入信号Vs=100mV（峰值），进行瞬态分析，测得Vi=50mV（峰值），可求得：
5．测量场效应管可变电阻
（1）按图5A.4绘制好电路，图中Vi=1V、ƒ=1kHz的正弦电压源，Vgs为直流电压源。
将栅源电压Vgs设置为全局变量{Vgs}，同时选择瞬态分析和参数扫描分析（ParametricSweep），分析参数设置为：
在Sweepvariable栏中选中“Globalparamete”，在paramete栏中填入“Vgs”，变量变化范围：
0V～-2V，步长：
-0.5V。
图5A.4测量场效应管可变电阻的电路
（3）进行电路性能分析：
为了看到输出与Vgs的关系曲线，在分析结束并将出现的多批运行结果全部选中后，执行Trace/PerformanceAnalysis（电路性能分析）命令，屏上出现电路性能分析窗口，该窗口与Probe窗口类似，只是X轴变量变为Vgs了。
在电路性能分析窗口中执行Trace/AddTrace命令，选中特征函数Max（），再选输出变量V（Vd）/Id（J1），则屏上出现场效应管可变电阻与Vgs的关系曲线如图5A.5所示。
从图中可以看出，在此条件下
约为140～380Ω。
1．保存并打印出实验电路及各实验数据及波形图，计算整理出AV、Ri、可变电阻等参数值。
2．分析总结场效应管及场效应管放大器的特点。
图5A.5可变电阻与VGS的关系曲线
还可以用什么方法来测试电路的可变电阻？
实验6A差动放大电路
1．学习差动放大器的特点及静态工作点、差模放大倍数、共模放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
2．学习用PSpice9对直接耦合放大器进行分析的方法。
稳压管（在EVAL库中）；
电位器（在BREAKOUT库中）；
1．用Capture绘制电路图，如图6A.1所示。
2．测试电路的静态工作点。
对电路进行静态工作点分析（BiasPoint）。
在Probe窗口下选择View/OutputFile命令，即可看到两个三极管的静态工作点值如图6A.2所示。
图6A.1基本差动放大器
****BIPOLARJUNCTIONTRANSISTORS
NAMEQ_Q1Q_Q2Q_Q3
MODELQ2N2222Q2N2222Q2N2222
IB6.74E-066.74E-061.30E-05
IC5.49E-045.49E-041.11E-03
VBE6.28E-016.28E-016.46E-01
VBC-6.51E+00-6.51E+00-7.27E+00
VCE7.14E+007.14E+007.91E+00
图6A.2静态工作点值
3．测量双端输入、双端输出的差模电压放大倍数AVd。
①在A、B两端加输入正弦电压源Vi，参数设置为：
VOFF=0，VAMPL（振幅）=50mV，FREQ（频率）=1kHz，TD=0，DF=0，PHASE=0，DC=0（为进行直流分析作准备）。
②选择直流传输特性分析（TRANSFERFUNCTION），设置参数如下：
在Analysistype栏中选“BiasPoint”。
在Option栏中选“GeneralSettings”。
在OutputFileOptions栏中选“Calculatesmall-signalDCgail”。
在FromInputsource栏中填入“Vi”。
在ToOutput栏中填入“V（Vo1，Vo2）”。
③运行PSpice。
在Probe窗口中，选择View/OutputFile命令，移动滚动条即可得到如图6A.3所示的计算结果。
****SMALL-SIGNALCHARACTERISTICS
V（VO1,VO2）/V_Vi=-4.939E+01
INPUTRESISTANCEATV_Vi=9.892E+02
OUTPUTRESISTANCEATV（VO1,VO2）=1.967E+04
图6A.3双入双出的分析结果
4．测量单端输入、单端输出的差模电压放大倍数AVd1。
①在A、0两端加输入正弦电压源Vi，参数设置同上。
②选择直流传输特性分析（TRANSFERFUNCTION）。
在ToOutput栏中填入“V（Vo2）”（意思是从Vo2输出）。
其它设置同上。
可得到如图6A.4所示的计算结果。
V（VO2）/V_Vi=2.432E+01
INPUTRESISTANCEATV_Vi=5.023E+02
OUTPUTRESISTANCEATV（VO2）=9.905E+03
图6A.4单入单出的分析结果
5．测量单端输出的共模电压放大倍数AVC1。
①将A、B两端短接，在A、0端加输入信号Vi，参数设置同上。
②选择直流传输特性分析（TRANSFERFUNCTION），设置参数同步骤（3）,得到如图6A.5所示的计算结果。
V（VO2）/V_Vi=-2.971E-03
INPUTRESISTANCEATV_Vi=2.550E+02
OUTPUTRESISTANCEATV（VO2）=9.914E+03
图6A.5共模输入单端输出分析结果
6．观看输入、输出波形
①将输入信号设置为差模单端输入方式。
②进行瞬态分析，时间范围：
分析计算结束后，在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，运用Probe的多窗口显示，即可看到输入输出波形如图6A.6所示。
图6A.6输入、输出波形
7．作出电路的电压传输特性。
②选择直流扫描分析（DCSWEEP），参数设置为:
在Sweepvariable栏中选“Voltagesource”；
在Name栏中填入“Vi”。
在Sweeptype栏中选“Linear”，变量变化范围：
-1V～+1V，步长：
0.01V。
③运行PSpice后，在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，用光标依次点中V（Vo1）和V（Vo2），即显示该电路电压传输特性曲线，如图6A.7所示。
图6A.7电压传输特性
将以上测试结果列入表6A.1中。
表6A.1测试结果
差模双入双出
差模单入单出
共模单端输出
AVd=-49.4
AVd1=24.3
AVC1=-2.97
10-3
Rid=989Ω
Rid=502Ω
RiC=255Ω
Rod=19.7kΩ
Rod=9.9kΩ
RoC=9.91kΩ
1．保存并打印出实验电路及各实验数据及波形图，将差动放大器的测试结果以列表的形式给出。
2．计算电路的共模抑制比CMRR的大小，说明恒流源的作用。
1．是否可以用瞬态分析的方法来测试电路的电压放大倍数？
哪种方法更简单些？
2．单端输出时的差模电压放大倍数什么情况下为正，什么情况下为负？
实验7A负反馈放大器
1．研究负反馈对放大器性能的改善。
2．学习负反馈放大器技术指标的测试方法。
电阻、电容（在ANALOG库中）。
直流电压源、正弦电压源（在SOURCE库中）。
1．用Capture绘制电路图，如图7A.1所示。
2．测试开环放大器的动态指标
（1）在如图7A.1所示的电路中，断开反馈电阻Rf与晶体管Q1发射极的连线，并将Rf与负载电阻RL并联（考虑开环后反馈网络对基本放大器的负载作用）。
输入信号Vi选正弦源，设置参数为：
VAMPL=2mV，FREQ=1kΩ，AC=2mV（为进行交流分析作准备）。
图7A.1反馈放大器
（2）测量AV：
进行瞬态分析，在Probe
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