华科 电子设计实验 PSPICE 放大电路仿真.docx

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华科电子设计实验PSPICE放大电路仿真

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：

Pspice软件仿真练习

（一）——单级共射放大电路

院（系）:

光学与电子信息学院

专业班级:

光信息科学与技术201202班

姓名:

姜恒（15）

学号:

U*********

时间:

2014-5-4

一、实验目的

1、了解电子电路CAD技术的基础知识，熟悉仿真软件PSpice的主要功能。

2、学习利用仿真手段，分析、设计电子电路。

3、初步掌握用仿真软件PSpice分析、设计电路的的基本方法和技巧。

二、实验条件

计算机、PSpice仿真软件16.6。

三、预习要求

认真阅读书本附录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、相频等。

四、实验内容与步骤

1、在主页下创建一个新的工程项目文件

启动Capture软件，执行菜单命令File|New|Project，弹出NewProject对话框，在Name下的编辑栏中输入项目名称，选中AnalogorMixedA/D。

在Location编辑栏中输入设计项目文档的存放路径。

单击OK键选中Createablankproject，单击OK键。

2、绘制单极共射放大电路的原理图

（1）调元器件

在Capture主窗口中，单击Place|Port，弹出选择窗口，先调用三极管，在BIPOLAR库中的Port栏中，点击三极管Q2N2222，单击OK，左击放置三极管，单击右键选择菜单ENDMode可结束该器件的放置操作。

如此放置电阻R、电阻C（ANALOG库）、电源VDC（SOURSE库）、模拟地0（SOURSE库）、信号源VISN等。

移动、旋转和删除元器件。

首先激活元器件，左键选中器件，就可以移动器件；右键选MirrorHorizontall、MirrorVertically或Rotate命令，来水平镜像翻转、垂直镜像翻转或旋转元器件；需要删除是右键然后Delete即可。

（2）画连接线

选择菜单命令Place|Wire或相应的便捷工具图标，此时数遍箭头变成十字，将十字移到元器件引脚端口，单击左键，在移到要连接的另一元器件引脚端，单击左键。

单击右键，执行菜单命令EndWire，结束画线操作。

修改元器件标号和参数用鼠标双击图中要修改的标号或参数，弹出DisplayProperties窗口，Value；编辑栏中的内容，单击OK完成。

（3）对节点定义节点名

选择菜单命令Place|NetAlias或相应的便捷工具图标，弹出PlaceNetAlias对话框，在Alias编辑栏中填写节点名，如“Vo”，单击OK键。

到此为止，完成了绘制电路原理图的工作。

3、设置仿真类型，创建仿真简要表

（1）ＢiasPointDetai1（静态）

①选择菜单PSpice/NewSimulationProfile，在NewSimulation对话框下，键入Ｂias，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；

②在模拟类型和参数设置框下，见Analysistype拦目，用鼠标选中及单击ＢiasPointDetai1；并2在OutputFileOptiongs拦目下，单击选中“includedetailedbiaspointinformationfornonlinearcontrolledsourcesandsemiconductors”。

单击应用（A）及确定返回！

（2）Transient（瞬态,即时域分析）

①选择菜单PSpice/NewSimulationProfile，在NewSimulation对话框下，键入

TRAN，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；

②在模拟类型和参数设置框下，见Analysistype拦目，用鼠标选中及单击TimeDomain（Transient）→再键入下列数据：

Runto4ms

Startsavingdata0ms

Maximumstep20us

单击应用（A）及确定返回！

（3）ACSweep（即频域分析）

①选择菜单PSpice/NewSimulationProfile，在NewSimulation对话框下，键入AC，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和参数设置框下，见Analysistype拦目，用鼠标选中及单击

ACSweep/Noise→然后，在AC

SweepType拦目下键入下列数据：

Start10hz

End100Meg

Points/Decade=101

对于Logarithmic项选中：

•Decade（十倍频，取半对数坐标）

单击应用（A）及确定返回！

4、电路规则检查及生成电路连接网表

（1）将建立或修改后的文件（exa1.sch）存盘。

（2）建立电路连接规则检查和建立网表文件：

单击PSpice/CreateNetlist

（若有问题，屏幕会有指示，并由设计者予以解决）

5仿真

（1）电路的静态工作点在项目管理器窗口中，点击鼠标右键，单机命令MakeActive，激活Bias图标，执行菜单命令Pspice|Run,单击菜单下便捷工具V按钮，电路各节点对地电压会直接显示在电路图中。

还可在Capture的项目管理器窗口中，右键单击Biaspoint分析类型的简要表，并执行右键菜单命令ViewOutputFile打开仿真结果输出文件，则该电路的静态工作点，如基极电流，集电极电流，集射集电压等，都会显示在屏幕上。

（2）仿真放大电路的输入，输出波形

在“项目管理器”窗口中，点击鼠标右键，单击命令MakeActive，激活TRAN图标，执行菜单命令Pspice|Run,屏幕上会出现一个空白坐标，选择菜单命令Trace|AddTrace,弹出如下图所示的“添加曲线”对话框，从窗口左侧的变量列表中单击V（Vo）,或在TraceExpression编辑框中输入V（Vo）,单击ok按钮，完成添加，则波形显示框便会显示出Vo的电压波形。

添加一个波形显示框，以便同时观察多个波形。

选择菜单命令Plot|AddPlottoWindow，此时显示框中多出了一个显示框。

用以上方法添加输入电压V（Vi：

+）的波形，此时波形显示框中便显示出Vo和Vi两个电压波形。

观察输入,输出波形，如有饱和失真和截止失真，则退出仿真，进入电路原理图中，修改有

关参数，直至波形正常，仿真结束。

（3）仿真放大电路电压增益的幅频响应曲线和相频响应曲线

在“项目管理器”窗口中，单击鼠标右键，单击命令MakeActive，激活AC图标，选择菜单命令Trace|AddTrace,弹出AddTrace对话窗口。

①幅频响应曲线

键入：

dB（V（Vo）/V（Vs:

+））,单击ok按钮，返回，则幅频响应曲线显示在窗口中。

单击菜单命令Trace|Cursor|Display，激活游标（十字交叉线），确定中频区Av（dB）,选择菜单命令Plot|Label|Mark，此时，游标的坐标值记在曲线附近。

移动游标在中频电压增益下降约3dB处，横坐标频率值就是上（下）限截止频率。

单击菜单命令Plot|Label|Mark，此时坐标值标记在曲线附近，则可算出通频带。

②相频响应曲线

键入：

dB（Vp（Vo）-Vp（Vs:

+））,单击ok按钮，返回，则相频响应曲线显示在窗口中。

单击菜单命令Traee|Cursor|Display,激活图标，此时坐标值显示在曲线附近。

6.求输入阻抗

选择菜单命令Trace|AddPlottoWindow,添加一个频率响应曲线窗口，键入V（Vs：

+）/I（Vs），

单击ok按钮，返回，则可显示输入阻抗的幅频特性，然后确定中频区输入阻抗。

五、实验结果及分析

1、电路设计图如图1所示。

图1

2、静态工作点分析，在输出文件中查看仿真结果如图2：

其中：

IB=10.7uA,IC=1.16mA,VBE=0.648V,VCE=4.86V.

图2

3、瞬态分析，输入输出波形如3,未发生截止或饱和失真，符合要求，其中输入信号幅值为30mV,输出信号幅值为1000mV,电压增益为Av=1000/30=33.3.符合要求。

图3

4、幅频响应，幅频响应曲线如图4。

如图可知其中频增益为30.652dB;其上限频率为16.037MHZ>1MHz，下限频率为44.400Hz<100Hz。

通频带Δf=fH-fL=16.037MHz-44.400Hz≈16MHz。

图4

5、相频响应，相频响应曲线如图5。

如图中频区反差179.873度，符合设计。

图5

6、输入阻抗，输入阻抗曲线如图6：

在中频区，输入阻抗为4.1827K。

图6

7、输出阻抗电路图：

输出阻抗电路图

输出阻抗，输出阻抗曲线如图7，在中频区，输出阻抗为4.9829K。

图7

8观察非线性失真现象：

举例：

在图1中将Vs改为400mv，有：

非线性失真

（1）

将Rb11改为20K欧，得如下失真：

非线性失真

（2）

将Rb11值改为200k,有下图失真：

非线性失真（3）

六、思考题

1、在创建新的工程项目文件时，可否创建一个名为“王五234”的工程项目文件？

答：

不能，项目工程名不能含有中文，否则系统会找不到文件。

2、在设置交流小信号分析（频域分析）ACSweep选项时，若要求将End（终止频率）设为

100MHz，则有关选项中应填写100M还是100Meg？

为什么？

答：

应填写100Meg，因为若填100M，系统会认为100m，即100毫赫兹，而非100兆赫兹，

从而出错。

3、正弦电压信号源VSIN参数设置时，哪三个属性必须有确定的值？

答：

VAMPL、FREQ、AC必须有确定的值。

七、小结

本次试验通过一个接近工程实际的仿真过程，一方面让我们快速学会了pspice软件的基本使用，另一方面让我们熟悉了工程设计、仿真的过程，并且对单级共射放大电路的有了更深的理解，收获颇多。

八、实验中出现的问题、分析及解决方案

1、orcad16.6和9.2.3有一些区别，有些东西不好找。

经多次尝试后解决。