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1、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 仿真软件练习（一）院（系）：化学与化工学院专业班级：光材 1203姓名：学号：U时间：2014.5.8地点：南一楼中 215实验成绩指导教师2014 年 5 月 8 日实验目的：（1）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。（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、设计电路的基本方法和技巧。二、实验原理：本实验以单级共射放大电路为例，简要介绍相关的Capture （电路原理图设 计）和PSpice A/D （模数混合仿真）两部分软件的仿真步
2、骤和使用方法。（1）放大电路的静态工作点。（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。三、实验所需仪器和软件：计算机、PSpice仿真软件。四、实验内容与步骤：PSpice 仿真软件对电路进行仿真分析的一般步骤如下：1、创建新工程项目文件：启动 Capture 软件，打开 Capture 主窗口，执行菜单命令 File|New|Project， 弹出Project对话框，输入项目名称(不能含汉字及空格)，选中Analog or Mixed A/D (绘制电路图并
3、进行模拟或模数混合仿真)。在Location编辑栏输入项目文 档存放路径。建议新建一个与项目名称同名的文件夹作为项目文档存放子目录。 单击 OK 按钮，关闭 New Project 对话框，将弹出 Create PSpice Project 对话框， 选中Create a blank project，单击OK,新项目创建完毕。2、按电路图绘制单级共射放大电路原理图：( 1 )调元器件在Capture主窗口中，单击Place|Part，弹出元器件选择窗口 Place Part，先调 用三极管，在BIPOLAR库中的Part栏目中，选择三极管Q2N2222。单击右键， 选择菜单命令 End Mod
4、e 结束放置操作。重复以上步骤，将其余元件一次放入页 面上。( 2)移动、旋转和删除元器件首先激活元器件(元器件符号将变为红色)，需要移动时，按住左键，将元 器件拖到合适的位置，松开左键即可；需要旋转时，用右键菜单中的 Mirror Horizontally、Mirror Verticallay或Rotate命令，来水平镜像翻转、垂直镜像翻转、 旋转元器件；需要删除时，用右键菜单中的Delete命令或者键盘上的Delete删 除。( 3 )画连接线选择菜单命令 Place|Wire 或相应的便捷工具图标，此时鼠标箭头变成十字， 将十字移到元器件引脚端点，单击，再移到要连接的另一端元器件引脚端，
5、单击， 完成一根连线的连接，右击，选择End Wire结束画线操作。4)修改元器件符号和参数双击要修改的标号或参数，弹出 Display Properties 窗口，修改 Value。5)对节点定义节点名选择Place|Net Alias或相应快捷图标，弹出Place Net Alias对话框，在Alias：编辑栏中填写节点名。此时，输入的节点名出现在鼠标光标上，移动鼠标指在需 要放置节点名的连线上，单击放置。3、设置仿真分析类型，创建仿真简要表(Simulation Profile)通过设置下列三种分析类型，来完成分析要求：(1) 通过直流工作点分析(Bias Point),来获得放大电路的
6、静态工作点。 选择菜单命令 PSpice|New Simuilation Profile，在 New Simuilation 对话框 下键入Bias，单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。 在模拟类型和参数设置窗口中的 Analysis type 栏目里，选择 Bias Point Detail ； 并在 Out-put File Optiongs 栏目下，单击 include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors 单击“应用”、“确 定”按钮，返回。(
7、2) 通过瞬态分析【Time Domain (Transient)】，得到放大电路的输入、输 出波形选择菜单命令 PSpice|New Simuilation Profile，在 New Simulation 对话框 下，键入TRAN，单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。在模拟类型和参数设置窗口中的 Analysis type 栏目里，选择 Time Domain(Ttansient)再键入下列数据：Run to4ms (设置运行终止时间)Start saving data0m3 (设置存储数据起始时间)Maximum step20us (设置最大仿真步长)保存返回(3) 通过交
8、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选择菜单命令 PSpice|New Simuilation Profile，在 New Simulation 对话框下, 键入AC,单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。在模拟类型和参数设置窗口中的Analysis type栏目里，选择AC Sweep|Noise, 然后在 AC Sweep Type 栏目中键入下列数据：Start10Hz （起始频率）End100Meg （终止频率）Points/Decade101 （十倍频程点数）在Logarithmic栏选：Decade （十倍频程变化扫描），设置返回。 设置
9、完三种仿真分析类型后，存盘。4、电路规则检查及生成电路连接网表单击菜单命令PSpice|Create Netlist。如有问题，屏幕会有指示，查看详细错 误，可在菜单 Window 中选 Window Seesin Log 命令。5、根据实验要求对电路的各个参数进行实验仿真：（ 1 ）电路的静态工作点在项目管理器窗口中，右击选择Make Active，激活Bias图标，执行PSpice|Run, 单击菜单下便捷工具栏中【V】按钮，电路各节点对地电压会直接显示在电路图 上。还可在 Capture 的项目管理器窗口中，右击 Bias Point 分析类型的简要表， 执行右键命令View Outpu
10、t File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、集射极电压等，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，执行右键命令 Make Active 激活 TRAN 图标，执行 PSpice|Run，屏幕会出现一个空白坐标，选择菜单命令Trace|Add Trace,弹出“添 加曲线”对话框（Add Traces），从窗口左侧变量列表中单击V （V。），设置完成 则波形显示框会显示V。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|Add Plot to Window，此时显示窗中多了一个显示框。用以上介绍的
11、方法添加输入电压V （V: +）的波形。观察输入、输出波形，如有饱和失真或截止失真，则退出仿真，进入电路图 中修改有关参数直至波形正常。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Make Active,激活AC 图标，选择菜单命令Trace|Add Trace，弹出Add Trace对话窗口。 幅频响应曲线键入dB（V （V。）/V （Vs: + ），OK返回，则幅频响应曲线显示在窗口 中。执行Trace|Cursor|Display，激活游标（十字交叉线），确定中频区4“ （dB）， 选择Plot|Label|Mark，此时，游标的坐标
12、值标记在曲线附近。移动游标在中频电 压增益下降约为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，则可以算出频带。 相频响应曲线键入：dB （Vp （V。）-Vp（Vs: +）,单击OK返回，则相频响应曲线显 示在窗口中。单击菜单命令Trace|Cursor|Display，此时坐标值标记在曲线附近。 求输入阻抗选择菜单命令Trace|Add Plot to Window，添加一个频率响应窗口，键入 V（匕:+）/1（匕），则可显示输入阻抗频率特性，然后确定中频区输入电阻。五实验波形记录：1、电路的连接及各个节点的电压值VO
13、FF = C VAilPL = 1FREO= lKHz电路静态工作点（I、I、v、V ）的out文件B C BE CE* BI PC 匸巨 R JUNCTIOM TST ORSMAKEMODELICYEEVECVCESETADCGMRPZEtXRCCBECECCl7S3ETAAGCB/CBX2FT / FT 2Q_Q1Q2M2222T . SE-a-GJ. . ISE-036.50E-01 -J. . OSE + OOJ. . V3E + OOJ. . 52 E + O24.56E-O23 . -6SE + O3J. . OOE + OJ.6.35E + O-45.52E-115.33E-12
14、O.OOE+OO1 5E + 02O.OOE+OOJ. . 2 0E + O-Sl7O3 COKC 匸口：DECTOTAX. CO3 TIME. Q22、输入输出波形：由输入输出波形的峰值已知，Vi=9.983mV, Vo=304.824mV。由图形已知，V和V的位相相反，故放大电路的增益AV为负，故该放大电路的增益:OV304.824Q = = -30.53V. 9.983I3、幅频响应曲线：Vf=f -f HL上截止频率：f=1.9728MHz,下限频率f=21.544Hz,故通频带宽HLfH=1.9728MHz5、输入阻抗测量：6输出阻抗7、非线性失真改变输入信号的幅值使得Vs=200mV，按理论计算时应出现线性失真，其输出波形如下：六实验结果分析：1、输入输出波形分析：有计算结果知，该放大电路的实际增益为AV=-30,由电路的结构特点及 单级共射放大电路的增益计算公式：R，r +（l +?）R4厂L*b eelr+（l +仔）R丫, + （l +仔）R ） /Rb + Rsbeelbbel其中 F，+ （l+B）= R /R ,R，=R /be bb厂 【EQ （讼） bblb2 LL/Rc将电路中的参数代入可得：A - RL=140*5.1/2* 465 =30.73V r +(l+3) R3.3 + 141*0,051 5.15b ee l结果分析：从此处可
