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实验三、 Pspice 仿真 1 —— 单级共射放大电路

实验三、 Pspice 仿真 1 —— 单级共射放大电路. 一、 Pspice6.3 平台简述 二、 Pspice6.3 仿真步骤 三、实验要求 四、 Pspice6.3 仿真举例. 一、 Pspice6.3 平台简述. 1 、 Pspice 软件功能. 仿真功能： （ 1 ）静态工作点分析 （ 2 ）瞬态分析（时域分析） （ 3 ）交流小信号分析（频域分析） （ 4 ）直流扫描分析 （ 5 ）直流小信号传递函数值分析 （ 6 ）直流小信号灵敏度分析 （ 7 ）统计特性分析（蒙特卡罗分析和最坏情况分析）. 2 ． Pspice 软件结构.

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实验三、 Pspice 仿真 1 —— 单级共射放大电路

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Presentation Transcript

  1. 实验三、Pspice仿真1——单级共射放大电路 一、Pspice6.3平台简述 二、Pspice6.3仿真步骤 三、实验要求 四、Pspice6.3仿真举例

  2. 一、Pspice6.3平台简述 1、Pspice软件功能 仿真功能： （1）静态工作点分析 （2）瞬态分析（时域分析） （3）交流小信号分析（频域分析） （4）直流扫描分析 （5）直流小信号传递函数值分析 （6）直流小信号灵敏度分析 （7）统计特性分析（蒙特卡罗分析和最坏情况分析）

  3. 2．Pspice软件结构 PSPICE 6.3版本含有两个集成环境， 通用的电路仿真分析环境 MicroSim Eval 6.3（共七个程序项） 可编程数字逻辑器件分析设计环境 MicroSim PLSyn 6.3 Evaluation

  4. （1）Schematics电路模拟程序

  5. Schematics图标工具栏

  6. （2）Pspice分析程序

  7. （3）Probe分析程序

  8. 二、Pspice6.3仿真步骤 1. 编辑电路原理图（画电路图） （1）调元件（2）元件移动、旋转和删除（3）画线 （4）修改元器件标号和参数（5）保存和自动检查 2. 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） 3. 仿真分析（Analysis\Simalate） 4. 查看仿真输出结果 从输出文件中查看仿真结果 Analysis/Examine Output 用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线 参阅406～409页

  9. 仿真分析类型窗口（Analysis\Setup） （1）静态工作点分析 Bias Point Detail （2）瞬态分析（时域分析）Transient… （3）交流小信号分析（频域分析）AC Sweep…

  10. 三、实验要求 1、单管共射电路分析（实验38） （1）在Schematics中画出电路图 （2）静态工作点：IB、IC、VBE、VCE （out文件） （3）观测输入、输出电压波形，并计算电压增益Av （4）观测幅频响应曲线：db(V(Vo)/V(Vs:+)) 测中频增益、上限频率和下限频率 （选）相频响应曲线：Vp(Vo)-V(VS:+) （5）观测输入电阻的频率响应：Ri -- V(Vi)/I(Vs) （6）观测输出电阻的频率响应：Ro-- V(Vo)/I(Vs) （9）观察非线性失真现象（选做）

  11. 三、实验要求 2、（选做） 二阶有源低通滤波器（实验8，84页） 任务： 观测幅频响应曲线：db(V(Vo)/V(Vs)) 测中频增益、上限频率和下限频率 3、验收： ……

  12. 以“单级共射放大电路”为例 四、Pspice6.3仿真举例 • 1. 编辑电路原理图（画电路图） • （1）调元件（2）元件移动、旋转和删除（3）画线 • （4）修改元器件标号和参数（5）保存和自动检查 • 2. 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） • （1）静态工作点分析 • （2）瞬态分析（时域分析） • （3）交流小信号分析（频域分析） • 3. 仿真分析（Analysis\Simalate） • 4. 查看仿真输出结果 • 5. 求解输出电阻（需修改电路）

  13. （1）调元件菜单Draw/Get New Part

  14. VDC POT R C BUBBLE BUBBLE AGND模拟地 VSIN 习惯标法 突出效果

  15. 4. 1. 编辑电路原理图（画电路图） （2）元件移动、旋转和删除 选中元器件： 用鼠标左键单击，此时元器件变为红色 移动：压住鼠标左键拖到合适位置，松开鼠标左键 旋转：菜单Edit/Rotate（或快捷键Ctrl+R） 翻转：菜单Edit/Flip（或快捷键Ctrl+F） 删除：选择菜单Edit/cut ；或按键Delete

  16. 4. 1. 编辑电路原理图（画电路图） （3）画线 进入：菜单Draw/wire或工具栏的笔 此时鼠标箭头变为一支笔。 画线：将光标移到需要连线的起点，单击左键（此时会拖着1根线）；移动鼠标到所需位置，单击左键，如此循环，直到连线的终点（某元件的引脚）。 结束：单击鼠标右键结束 移动、旋转和删除：与元件操作相同

  17. （5）修改元器件标号和参数 方法1：选中元器件，选择菜单中Edit/Attributes 方法2： 双击该元件符号 方法3： 双击参数文字

  18. 4. 1. 编辑电路原理图（画电路图） （5）修改元器件标号和参数 特别注意！ ●电位器POT: VALUE=100K，SET=0.5（2和3） ●VSIN信号源：AC=50mv、VOEF=0v、 FREQ=1kHz、VAMPL=50mv。 ●三极管参数设置方法1： 选择菜单Analysis/Setup ； 选择Parametric ；选择Model Parameter 填入：NPN、Q2N2222、 bf 、100 (Value List)

  19. 三极管设置方法1： ● 选择菜单Analysis/Setup ● 选择按钮Parametric

  20. 4. 1. 编辑电路原理图（画电路图） （6）保存和自动检查 • 保存：应在D盘下，建立子目录 注意：目录名和文件名不能有汉字、空格等！ • 进行电路规则检查： Analysis/Electrical Rule check • 若有问题，屏幕会有指示 • 自动弹出窗口MicroSim Message Viewer • 建立网表文件（*.net）： Analysis/ Ctcate Netlist

  21. 2. 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） 交流小信号分析（频域分析） 瞬态分析（波形） 静态工作点分析

  22. 2. 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） 瞬态分析（时域分析） • 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） • 选择“Transient…” • 设置： Print Step: 20us • Final Time: 2ms 见413页图（d）

  23. 交流小信号分析（频域分析） • 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） • 选择“AC Sweep…” 见413页图（c）

  24. 4. 查看仿真输出结果

  25. 四、Pspice6.3仿真举例 2、静态工作点分析 • 静态：Bias Point Detail • 运行仿真：Analysis/Simulate • 查阅结果报告 Analysis/Examine Output 判定静态工作点是否合适？

  26. 四、Pspice6.3仿真举例 3、瞬态分析（时域分析） • 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） • 选择“Transient…” • 设置： Print Step: 20us • Final Time: 2ms • 运行仿真：Analysis/Simulate • 用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线

  27. 四、Pspice6.3仿真举例 3、瞬态分析（时域分析） • 用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线 • 菜单Plot/Add Plot：增加1个波形窗口 • 菜单Trace/Add： 增加1个波形，如选V(Vo)、V(Vi:+)等； 扩展向量：Alias Names • 菜单Tools/Cursor/Display 激活游标测量 • 菜单Tools/Label/Mark 将游标处的坐标值标注在曲线附近 • 菜单Tools/Copy to Clipboard • 计算电压增益

  28. 四、Pspice6.3仿真举例 4、交流小信号分析（频域分析） • 设置仿真分析类型（Analysis\Setup） • 选择“AC Sweep…”,并设置 • AC Sweep Type:选Decade (十倍频，半对数坐标) • Parameters框中填入 • Pts/ Decade =101 • Start Freg =1 • End Freg = 100Meg • 运行仿真：Analysis/Simulate

  29. 4、交流小信号分析（频域分析） 用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线 • 观测幅频响应曲线： • Trace/Add： db(V(Vo)/V(Vs:+)) • Tools/Cursor/Display激活游标测中频增益 • 用游标找到增益下降3dB ，对应频率为上限频率或下限频率 • *观测相频响应曲线： Vp(Vo)-Vp(Vs:+) • 观测输入电阻的频率响应： • Trace/Add： Ri = V(Vi)/I(Vs) • Tools/Cursor/Display激活游标测中频输入电阻

  30. 5、求解输出阻抗 • 修改电路： • 令Vs=0，信号源短路，取掉负载RL，外加一个信号源VSIN(400mv) • 其他步骤与“输入电阻的频率响应”分析相同 • Ro – V(Vo)/I(Vs) 仿真结束!

  31. PSPICE 共射－共集放大电路 任务： 设计与仿真一个共射－共集组合放电路。要求有合适静态工作点，AV大于100，Fh大于3MHZ，其中RL＝5.1kΩ。 一、设计电路图（参考电路如下），编辑电路图。

  32. 实验小结

  33. 实验四、Pspice仿真2 ——差分放大电路

  34. 下次实验 • 1．下周国庆放假，实验停课1周 • 2．第6周实验：有源滤波电路（实验8、84页） • 3．预习要求 • 复习有源滤波器的工作原理，完成相关理论估算 • 复习测量幅频响应曲线的方法 • 了解集成运放741的管脚排列和性能 • 完成预习报告 • 4．注意：硬件实验，应带插件板和元件！！

  35. 实验4、Pspice仿真2 ——差分放大电路 讲课思路 • 一、实验任务与要求 • 二、复习Pspice6.3仿真方法和步骤 • 1．画电路图，并设置参数 • 2．查看静态工作点（out文件） • 3．观测电压波形（瞬态分析Transient） • 4．观测频率响应曲线（交流扫描分析AC Sweep） • 三、学习新的分析方法 • 1．小信号传递函数值分析（Transfer Function） • 2．观测直流电压传输特性（直流扫描分析 DC Sweep） • 3．分析参数变化对性能指标的影响 （Parametric）

  36. 一、实验任务与要求 ——差模特性 • 1．观测电压波形（瞬态分析Transient） • 单端输出: Vid；Vo1、Vo2； • 双端输出: Vid；Vo = Vo1-Vo2（表达式为：V(Vo1,Vo2)） • 用游标测出峰峰值，手工计算电压增益：Avd、Avd1 • 2．观测频率响应曲线（交流扫描分析AC Sweep） • 幅频响应曲线：DB(V(Vo1,Vo2)/V(Vid:+)) • 相频响应曲线：Vp(Vo1,Vo2)-Vp(Vid:+) • 用游标测出：中频电压增益Avd、上限频率Fh；中频相位差 • 3．小信号传递函数值分析（Transfer Function） • 在out文件中，查看电压增益、输入电阻和输出电阻 • 4．观测直流电压传输特性（直流扫描分析 DC Sweep） • 获取电压传输特性：Vo1=f(Vid)，Vo2=f(Vid) • 用游标测出：电压增益Avd1、最大不失真输出幅值 均可测量电压增益，但3、4项只能用于直接耦合放大器！！

  37. 一、实验任务与要求 • 共模特性 • 1．修改电路图（共模输入） • 2．观测电压波形（瞬态分析Transient） • 单端输出:Vo1、Vo2 • 双端输出:Vo=Vo1-Vo2（表达式为V(Vo1,Vo2)） • 用游标测出峰峰值，手工计算电压增益：Avc、Avc1 • 3．小信号传递函数值分析（Transfer Function） • 在out文件中，查到电压增益、输入电阻和输出电阻 • 参数变化对性能指标的影响 • 1．变化 • 2．射极负反馈电阻Re1、Re2的变化（修改电路） • （利用Parametric分析类型）

  38. 二、复习Pspice6.3仿真方法和步骤 • 1．画电路图，并设置参数 • 2．查看静态工作点（out文件） • 3．观测电压波形 （瞬态分析Transient） • 4．观测频率响应曲线 （交流扫描分析AC Sweep） • 用游标读出，寻找增益下降3dB处 • 利用目标函数计算频带宽度（新的）

  39. 的设置 1．画电路图，并设置参数 VSIN 负电源VDC 二极管D1N4148

  40. 三极管的设置（方法1） 若Parametric处需设置别的参数，则此法不可用！

  41. 三极管的设置（方法2） 三极管的设置（方法2） 50 第1次修改(T1) 或几个三极管参数不相同 参数相同的模型(T2,T3)

  42. 打开方法：Analysis\Examine Output 2．查看静态工作点（out文件） 也可用“记事本”程序打开

  43. 3．观测电压波形（瞬态分析Transient） （1）设置 （2）观测波形 用Probe程序

  44. 4．观测电压波形（瞬态分析Transient） • 用Probe程序观测仿真结果的波形和曲线 • Plot/Add Plot：增加1个波形窗口 • Trace/Add： 增加1个波形，如选V(Vo)、V(Vid:+)等； 双端输出:Vo=Vo1-Vo2，表达式为V(Vo1,Vo2) • Tools/Cursor/Display激活游标测量 • Tools/Label/Mark 将游标处的坐标值标注在曲线附近 • Tools/Copy to Clipboard • 计算电压增益

  45. 5．观测频率响应曲线（交流扫描分析AC Sweep） （1）分析设置

  46. （2）数据测量 方法2：利用目标函数计算频带宽度（新的） 目标函数：LPBW(db(V(Vo1,Vo2)/V(Vid:+)),3) 方法1：用游标读出，寻找增益下降3dB处

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