共射极放大电路实践练习基于OrCADPSpice92平台上电子电路设计与仿真.doc
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机械电子09级学生自学用 2011/3/203 .三极管参数设 在OrCAD/PSpice 9. 2平台上电子电路设计与仿真Pspice 实践练习一:设计与仿真一个单级共射放大电路(提供的参考电路如图一所示)。
要求:放大电路有合适静态 工作点、电压放大倍数30左右、输入阻抗大于1KQ 、输出阻抗小于5. 1KQ 及通频带大于1MHZ 。
请 参照下列方法及步骤,自学完成Pspice 实践练习一。
一、启动Pspice9.2 一 Capture 一在主页下创建一个T.程项目exal 01. 选 File/New/ Project2. 建立一个了•目录f Create Dir (键入e:\zhu ),并双击、打开了目录;3. 选中• Analog or Mixed - Signal Circuit OK!4. 键入工程项目名exal ;5. 在设计项目创建方式选择对话下,选中・Create a blank pro OK!6. 画一直线,将建立空白的图形文件(cxal.sch )存盘。
二、画电路图(以单级共射放大电路为例,电路如图一所示)1. 打开库浏览器选择菜单Place/Part — Add Library提取:三极管Q2N2222 (bipolar 库或者Eval 库)、电阻R 、电容C (analog 库)、电源VDC (source 库)、模拟地 0/Source 、信号源 VSIN 。
2. 移动元、器件。
鼠标选中元、器件并单击(元、器件符号变为红色),然后压住鼠标左键拖到合 适位置,放开鼠标左键即可。
3. 删除某一元、器件。
鼠标选中该元、器件并单击(元、器件符号变为红色),选择菜单Edit/delete 。
4. 翻转或旋转某一元、器件符号。
鼠标选中该元、器件并单击(元、器件符号变为红色),可按键Ctrl +R 即可。
5. 画电路连线选择菜单中Place/wire,此时将鼠标箭头变成为一支笔(自己体会)。
6. 为了突出输出端,需要键入标注Vo 字符,选择菜单Place/Net Alias 一 Vo OK!三、修改元、器件的标号和参数 1..用鼠标箭头双击该元件符号(R 或C ),此时出现修改框,即可进入标号和参数的设置。
2. VSIN 信号源的设置:①鼠标选+ VSIN 信号源的FREQ 用鼠标箭头单击(符号变为红色),然 后双击,键入FREQ=lkHz >同样方法即键入V°EF =0V 、VAMPL=30mv 。
②鼠标选中VSIN 信号源 并单击(符号变为红色)然后,用鼠标箭头双击该元件符号,此时出现修改框,即可进入参数的设置,AC=5mv ,鼠标选中Apply 并单击。
退出。
鼠标选中三极管并单击(符号变为红色)然后,选择菜单中EditTSpice Model o 打开摸型编辑框Edit^PSpice Model 修改Bf 为50,保存,即设置Q2N2222-X 的"为50 .4.说明:输入信号源和输出信号的习惯标法Vs、Vi 和Vo(鼠标选中Place/NetAlias)。
图一单级共射放大电路四、设置分析功能1.Bias Point Detai 1(静态)%1选择菜单PSpice /New Simulation Profile,在New Simulation 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Analysis type拦|=|,用鼠标选中及单击Bias Point Detail :并在Output File Optiongs拦目下,单击选中"include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors" 。
单击应用(A)及确定返|叫!2.Transient (瞬态,即时域分析)①选择菜单PSpice /New Simulation Profile,在New Simulation 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Analysis type拦目,用鼠标选中及单击Time Domain(Transient)—再键入下列数据:Run to 4msStart saving data OmsMaximum step 2()us单击应用(A)及确定返回!3.AC Sweep (即频域分析)①选择菜单PSpice /New Simulation Profile,在New Simulation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Analysis type拦目,用鼠标选中及单击AC Sweep/Noise 一然后,在AC S weep Type拦目下键入下列数据:Start 1 OhzEnd lOOMegPoints/ 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!五、仿真前应作的准备工作1.将建立或修改后的文件(exal.sch)存盘。
2.建立电路连接规则检杏和建立网表文件:单击PSpice / Create Netlist(若有问题,屏幕会有指示,并由设计者予以解决)六、仿真1.将图形文件还原,用鼠标选中及单击图形画面的右上角符号(中间的那个符号)。
2.电路静态工作点。
首先进入项目管理器窗曰,鼠标选中及双击PSpice Resources, 再双击Simulation Profiles,然后激活Bias图标,用鼠标选中及单击SCHEMAT1TC-Bias ,点击鼠标右键, 单击Make Active ;①选择菜单PSpice /RUN (或用鼠标点击符号RUN)。
②若无出错,便可杏阅PSpice/View Output File文件,查阅电路静态工作点(V BE .上、Ic、V CE)0关闭文件返回。
3 .仿真输入/输出电压波形。
同样进入项|=|管理器窗I」,激活TRAN图标,用鼠标选中及单击SCHEMATITC-TRAN ,点击鼠标右键,单击Make Active ;①选择菜单PSpice /RUN (或用鼠标点击符号RUN)。
②若无出错,便可观察瞬态分析(时域分析)。
单击菜单Trace/Add Trace 一弹出Add Trace对话框。
a.单击V(Vo)单击0K!返回(显示V(Vo)波形);b.单击Plot/add plot to Window添加一个波形显示框。
Trace/Add 弹出Add Trace 对话框键入V(Vs:+)单击OK返|门|(显示V(Vs:+)波形)c.观察V(Vs:+)、V(Vo)波形,输出电压波形放大和失真情况,若有失真(饱和或截止失真)则退出仿真,进入电路参数修改(建议看阅0utputFile结果报告,查阅静态工作点,判定静态工作点合适否),重复上述过程。
仿真通过,关闭文件返回。
4.作幅频特性、相频特性、输入电阻及输出电阻特性曲线。
鼠标进入项目管理器窗口,激活AC 图标,用鼠标选中及单击SCHEMATITC-AC,点击鼠标右键,单I+T Make Active ;选择菜单PSpice/RUN(或用鼠标点击符号RUN)0若无出错,便可观察AC交流瞬态或频域分析。
单击菜单Trace/Add Trace 一弹出Add Trace对话框。
①幅频特性a.键入:dB(V(Vo)/V(Vs:+))单击OK 返回(显示幅频特性)b.激活游标:单击菜单Trace/ cursor/Display。
c.确定中频区Av(dB),即单击菜单Plot/ Label/Mark,此时坐标值标注在曲线附近。
e.移动游标从中频区的值下降约3仙时,横坐标频率值就是上限截止频率(下限截止频率)。
单击菜单Plot/Label/Mark,此时坐标值标注在曲线附近。
d.(手工)计算通频带△f =也一-ft 。
%1相频特性a.取消游标:单击菜单Trace/ cursor/ Displayb.再添加一个相移特性曲线显示窗口:单击菜单Plot/Add plot to Windowc.单击菜单Trace/Add 弹出Add Trace对话框d..键入::Vp(Vo)-Vp(Vs:+)单击OK 返回(显示观察相频特性)e.激活游标:单击菜单Trace/ cursor/Displayf.确定中频区,即单击菜单Plot/Label/Mark,此时坐标值标注记在曲线附近。
%1求解输入阻抗。
再添加一个相移特性曲线显示窗口:单击菜单Plot/Add plot to Window键入:V(Vs:+)/I(Vs)单击OK返回(显示观察输入阻抗的频率特性,确定中频区输入电阻)%1求解输出阻抗首先打开电路图形文件!修改电路,令Vs=0v信号源短路,取掉负载R L,外加一个3信号源VSIN(400mv),即Vw ,保存文件(存盘),进入仿真,仿真步骤同上。
选择菜单PSpice /RUN (或用鼠标点击符号RUN)o若无出错,便可观察AC交流瞬态或频域分析。
单击菜单Trace/Add Trace f 弹出Add Trace。
键入:V(Vw:+)/I(Vw)单击OK返问(显示观察输出阻抗的频率特性,确定中频区输出电阻)为此,在Or€AD/PSpice9.2平台上单级共射放大电路设计与仿真结束。
下面应小结单级共射放大电路的主要技术指标(必须借助仿真曲线,结合基本理论并加以说明),并叙述其特点(这里略去)。
实践项目:Pspice实践练习二:设计与仿真共射-共集组合放大电路。
要求电路有合适的静态工作点,其电压放大倍数Av > 100、输入电阻Ri> 1K。
、输出电阻Ro < 0. 5K。
及频带Fh > IMhz,负载电阻RL 为5.1 KQ,并书写Pspice实践练习报告。
Pspice实践练习报告要求(供参考):一、标题;二、设计与彷真任务;三、设计电路;四、仿真步骤及各项技术指标(仿真提供的静态工作点、仿真电压波形、曲线及数据等);五.、理论分析;六、设计与仿真结论;七、心得体会。