1、共射放大电路辅助设计共射放大电路辅助设计 实验目的实验目的1.1.熟悉熟悉PSPICEPSPICE软件的使用方法。软件的使用方法。2.2.加深对共射放大电路放大特性的理解。加深对共射放大电路放大特性的理解。3.3.学习共射放大电路的设计方法。学习共射放大电路的设计方法。4.4.学习共射放大电路的仿真分析方法。学习共射放大电路的仿真分析方法。1.在在PSPICE中输入仿真分析电路图中输入仿真分析电路图2.仿真分析共射放大电路的静态工作点仿真分析共射放大电路的静态工作点3.当当RL=3 k 时，分析电压放大倍数和频率特性时，分析电压放大倍数和频率特性4.当当RL开路时，分析电压放大倍数和频率特性开
2、路时，分析电压放大倍数和频率特性5.当当RL=3 k 时，分析输入、输出电压波形时，分析输入、输出电压波形6.仿真分析电压传输特性及最大不失真输出电压仿真分析电压传输特性及最大不失真输出电压实验内容实验内容 电路图电路图 实验准备实验准备设计共射放大电路中电阻阻值。已知：设计共射放大电路中电阻阻值。已知：a)电源电压电源电压VCC=12伏。伏。b)三极管采用三极管采用Q2N3904（设（设 145），），C1=C2=10 uF，Ce=100 uF。c)静态工作电流静态工作电流ICQ=1.5mA。d)当负载开路时，要求当负载开路时，要求Vomax3 V（有效值），（有效值），Av100。实验准备
3、实验准备设计共射放大电路中电阻阻值。已知：设计共射放大电路中电阻阻值。已知：e)当负载当负载RL=3 k 时，要求时，要求Vomax2 V(有效值有效值)，Av60。f)上限频率上限频率100KHz，下限频率，下限频率1KHz。g)画出可供画出可供PSPICE软件仿真分析用的电路图。软件仿真分析用的电路图。h)估算放大电路在负载开路和估算放大电路在负载开路和RL=3 k 情况下的电情况下的电压放大倍数。压放大倍数。实验内容实验内容1.输入编辑电路图输入编辑电路图 必须有一个接地元件（必须有一个接地元件（AGND）；）；必须设置实际的直流电源，可以用必须设置实际的直流电源，可以用BUBBLE元件
4、将直流电源与元件将直流电源与电路相连；电路相连；信号源可选正弦瞬态电压源（信号源可选正弦瞬态电压源（VSIN元件）；元件）；建议加上标号建议加上标号in和和out；设置合适的元件和信号源参数。设置合适的元件和信号源参数。说明说明设置设置查看分析设置查看分析设置查看仿真结果查看仿真结果实验说明实验说明实验内容实验内容2.仿真分析静态工作点仿真分析静态工作点 设置直流扫描分析，以电源电压设置直流扫描分析，以电源电压VCC 为扫描对象；为扫描对象；在在Probe中查看中查看Q点数据。点数据。3.当当RL=3K 时，分析电压放大倍数和频率特性时，分析电压放大倍数和频率特性 设置交流分析；设置交流分析；
5、绘制频率特性曲线；绘制频率特性曲线；注意区分输出电压频率特性与电压放大倍数频率特性注意区分输出电压频率特性与电压放大倍数频率特性的不同；的不同；注意频率特性曲线注意频率特性曲线Y轴坐标是线性坐标还是对数坐标轴坐标是线性坐标还是对数坐标（即（即dB)。查看分析设置查看分析设置查看仿真结果查看仿真结果实验说明实验说明实验内容实验内容查看仿真结果查看仿真结果实验内容实验内容4.当当RL开路时，分析电压放大倍数和频率特性开路时，分析电压放大倍数和频率特性 可设可设RL=1M；其它同前。其它同前。5.当当RL=3K 时，分析输入、输出电压波形时，分析输入、输出电压波形 设置瞬态分析；设置瞬态分析；查看输
6、入、输出电压波形；查看输入、输出电压波形；注意相位关系；注意相位关系；观察失真现象。观察失真现象。实验说明实验说明查看分析设置查看分析设置查看仿真结果查看仿真结果实验内容实验内容6.仿真分析电压传输特性及最大不失真输出电压仿真分析电压传输特性及最大不失真输出电压 设置瞬态分析；设置瞬态分析；将输入正弦信号峰值设为将输入正弦信号峰值设为100mV；分别仿真分别仿真；查看输出电压波形，判断输出是先出现饱和失真还是查看输出电压波形，判断输出是先出现饱和失真还是先出现截止失真。先出现截止失真。实验说明实验说明查看分析设置查看分析设置查看仿真结果查看仿真结果实验内容实验内容 实验报告实验报告n电压放大倍
7、数的频率特性曲线电压放大倍数的频率特性曲线n输入输出电压波形输入输出电压波形n出现失真情况时的输出电压波形出现失真情况时的输出电压波形n电压传输特性曲线电压传输特性曲线被测指标被测指标ICQVCEQRL=3KRL开路开路AvVomaxfHfLAvVomaxfHfL单位单位mAV/VMHzHz/VMHzHz估算值估算值测量值测量值1.用用PSPICE如何仿真分析放大电路的静态工作点？应设置何种如何仿真分析放大电路的静态工作点？应设置何种分析方式？分析方式？2.用用PSPICE测试放大电路的电压放大倍数和频率特性应设置何测试放大电路的电压放大倍数和频率特性应设置何种分析方式？种分析方式？3.用用P
8、SPICE测试放大电路的输出电压波形应设置何种分析方式？测试放大电路的输出电压波形应设置何种分析方式？4.能否用交流扫描分析求放大电路的最大不失真输出电压？能否用交流扫描分析求放大电路的最大不失真输出电压？5.共射放大电路在未出现饱和失真和截止失真时的电压传输特共射放大电路在未出现饱和失真和截止失真时的电压传输特性是否为直线？这时引起电压放大倍数非线性的原因是什么？性是否为直线？这时引起电压放大倍数非线性的原因是什么？实验说明实验说明n电路图中的信号源元件和接地元件电路图中的信号源元件和接地元件PSPICE中的电源和信号源分为三类：中的电源和信号源分为三类：a)直流源电路电源或直流分析的信号源
9、；直流源电路电源或直流分析的信号源；b)交流源交流分析时的信号源；交流源交流分析时的信号源；c)瞬态源瞬态分析时的信号源。瞬态源瞬态分析时的信号源。PSPICE软件中有五种类型的瞬态信号源，软件中有五种类型的瞬态信号源，其中正弦电压源（其中正弦电压源（VSIN元件）是最常用的一种。元件）是最常用的一种。用于直流分析用于直流分析用于交流分析用于交流分析用于瞬态分析用于瞬态分析实验说明实验说明VSINVSIN的参数设置的参数设置放大电路静态工作点的仿真分析放大电路静态工作点的仿真分析a)PSPICE在对电路进行仿真分析时，总是先计算电路的静在对电路进行仿真分析时，总是先计算电路的静态工作点。从态工
10、作点。从PSPICE仿真分析后的输出文件可以看到电仿真分析后的输出文件可以看到电路中各个节点的静态电压值。路中各个节点的静态电压值。b)为了更直观地了解电源电压为了更直观地了解电源电压VCC对电路静态工作点的影响，对电路静态工作点的影响，可以设置直流扫描分析对电路进行仿真。将扫描对象设为可以设置直流扫描分析对电路进行仿真。将扫描对象设为电源电压电源电压VCC，并选取一定的扫描范围。，并选取一定的扫描范围。c)若只对电源电压的一个值进行仿真，则无法在若只对电源电压的一个值进行仿真，则无法在Probe上看上看到图形曲线。到图形曲线。实验说明实验说明 电压放大倍数和频率特性的仿真分析电压放大倍数和频
11、率特性的仿真分析a)用用PSPICE仿真分析放大电路的电压放大倍数和频率特性可选择交流扫仿真分析放大电路的电压放大倍数和频率特性可选择交流扫描分析方式。描分析方式。b)PSPICE在进行交流扫描分析时，频率被认为是扫描的自变量，并且电在进行交流扫描分析时，频率被认为是扫描的自变量，并且电路中所有的变量都被认为是复数变量，且其工作频率都随扫描频率而路中所有的变量都被认为是复数变量，且其工作频率都随扫描频率而变化。变化。c)交流分析的扫描方式可设为十倍程扫描，即每次扫描范围是前一次扫交流分析的扫描方式可设为十倍程扫描，即每次扫描范围是前一次扫描范围的十倍。描范围的十倍。d)20*log10(V(o
12、ut)/V(in)或或DB(V(out)/V(in)：电压放大倍数的对数幅频：电压放大倍数的对数幅频特性曲线。特性曲线。e)Vp(out)：输出电压的相频特性曲线。：输出电压的相频特性曲线。实验说明实验说明 放大电路输出波形的仿真分析放大电路输出波形的仿真分析a)可将分析方式设为瞬态分析。可将分析方式设为瞬态分析。b)瞬态分析是电路的时域分析，即连续地计算电路在各个时瞬态分析是电路的时域分析，即连续地计算电路在各个时刻的的节点电压和支路电流。刻的的节点电压和支路电流。c)对电路进行瞬态分析必须在电路图上设置至少一个瞬态信对电路进行瞬态分析必须在电路图上设置至少一个瞬态信号源，在本实验中应选择正
13、弦瞬态电压源（号源，在本实验中应选择正弦瞬态电压源（VSIN元件）。元件）。d)正弦瞬态电压源必须设置失调电压（正弦瞬态电压源必须设置失调电压（VOFF）、峰值电压）、峰值电压（VAMPL）和频率（）和频率（FREQ）三个参数，其它属性可采用）三个参数，其它属性可采用缺省值。缺省值。实验说明实验说明 放大电路输出波形的仿真分析放大电路输出波形的仿真分析e)若将放大电路的输入信号幅值设置为足够大的信号，则可若将放大电路的输入信号幅值设置为足够大的信号，则可很容易地观察到输出电压的饱和失真和截止失真。很容易地观察到输出电压的饱和失真和截止失真。f)还可以从输出电压波形判断是先出现饱和失真还是先出现
14、还可以从输出电压波形判断是先出现饱和失真还是先出现截止失真，并求出最大不失真输出电压。截止失真，并求出最大不失真输出电压。g)在在Probe中改变输出电压波形的横坐标为输入电压，就可查中改变输出电压波形的横坐标为输入电压，就可查看放大电路的电压传输特性曲线。看放大电路的电压传输特性曲线。h)从电压传输特性曲线中可以发现由于三极管电流放大倍数从电压传输特性曲线中可以发现由于三极管电流放大倍数的非线性引起的共射放大电路电压放大倍数的非线性特性。的非线性引起的共射放大电路电压放大倍数的非线性特性。实验说明实验说明实验说明实验说明_电路图电路图返返 回回实验说明实验说明_信号源设置信号源设置返 回实验
15、说明实验说明_直流扫描分析设置直流扫描分析设置返返 回回电源实验说明实验说明_静态工作点仿真静态工作点仿真返返 回回实验说明实验说明_交流扫描分析设置交流扫描分析设置返返 回回实验说明实验说明_频率特性频率特性（RL=3K）返返 回回不是不是dB实验说明实验说明_频率特性曲线（频率特性曲线（RL开路开路）返返 回回单位单位dB实验说明实验说明_瞬态分析设置瞬态分析设置返返 回回信号周期为信号周期为0.1ms0.1ms，保证每个周期至少有保证每个周期至少有100100次扫描次扫描(即数据点即数据点)实验说明实验说明_输入输出电压波形输入输出电压波形返返 回回实验说明实验说明_ 非线性引起的失真非线性引起的失真返返 回回标准正弦信号标准正弦信号实际输出实际输出实验说明实验说明_饱和与截止失真饱和与截止失真（RL=3K）返返 回回实验说明实验说明_饱和与截止失真饱和与截止失真（RL开路开路）返返 回回
