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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：PS软件仿真练习（一）——单级共射放大电路院（系）：自动化学院指导教师：汪小燕2014 年4月3 日PS软件仿真练习（一）——单级共射放大电路一.实验目的电子电路CAD技术现已广泛被应用到科学研究、产品设计、电子电路分析与设计等许多领域中，采用CAD技术和工具已成为工程技术人员对电子电路进行设计、分析必不可少的方法和手段。
为了培养学生使用CAD技术的能力，全面提高学生的素质和创新能力，就必须掌握电子电路的仿真方法。
为此，本实验力图达到以下目的：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.实验条件计算机，PSpice仿真软件。
三、预习要求1.认真阅读本书附录A，详细了解PSpice软件的功能，仿真步骤及使用方法。
2.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，相频特性等。
四.实验说明PSpice用于电子电路的仿真分析，除了可以对模拟电路，数字电路进行仿真分析外，还可以对模拟混合电路进行分析，具有优化设计的功能。
它主要包括Capture（电子原理图设计）、PSpiceA/D（模数混合仿真）、PSpice Optimizer（电路优化）和Layout Plus（PCB 设计）等组件。
根据电子技术基础课程的教学要求，本实验以单级共射放大电路为例，简要介绍Capture和PSpice A/D两部分软件的仿真步骤及使用方法。
单级共射放大参考电路的仿真步骤如图4.1.1所示，三极管型号为Q2N222( =50)，试分析：（1）放大电路的工作点。
（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。
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：利用PSPICE软件对单级共射放大电路进行仿真分析院（系）：材料科学与工程专业班级：电子封装技术1102班姓名：梁亨茂学号：U201111117时间：2013.10.12地点：南一楼中214实验成绩：指导教师：许毅平老师2013 年10 月12 日一.实验目的1、熟悉仿真软件PSPICE的主要功能；2、学习利用仿真手段，分析和设计电子电路；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.实验要求1、利用PSPICE软件完成图4.5.1的单级共射放大电路；2、分析放大电路的静态工作点；3、仿真放大电路电压增益的幅频响应和相频响应曲线；4、仿真电路的输入、输出电阻频率响应曲线。
三、实验过程1 . 静态工作点分析静态工作点分析就是将电路中的电容开路，电感短路，对各个信号源取其直流电平值，计算电路的直流偏置量。
（1）用Capture软件画好电路图（2）建立模拟类型分组建立模拟类型分组的目的是为了便于管理。
OrCAD/PSpice 9.2将基本直流分析、直流扫描分析、交流分析和瞬态分析规定为4种基本分析类型。
每一个模拟类型分组中只能包含其中的一种，但可以同时包括温度分析、参数扫描和蒙托卡诺分析等。
在电路图编辑窗口（Page Editor）下，点击PSpice/New Simulation Profile命令，出现New Simulation对话框,在Name栏键入模拟类型组的名称，本例取名为DC （3）设置分析类型和参数。
（4）运行Pspice，启动Pspice/Run命令，软件开始分析计算。
（5）查看分析结果。
分析计算结束后，系统自动调用Probe模块，屏幕上出现Probe窗口。
选择View/Output File命令，即可看到本例的文本输出文件DC.out。
2、瞬态分析瞬态分析又称TRAN分析，就是求电路的时域响应。
它可在给定输入激励信号情况下，计算电路输出端的瞬态响应，也可在没有激励信号但有贮能元件（如C和L）的情况下，求振荡波形。
单级共射放大电路Pspice 分析要求：放大电路有合适静态工作点，输入正弦信号幅值为30mV电压放大倍数为30左右，输入阻抗大于1K Q ,输出阻抗小于5.1K Q及通频带大于1Mhz。
步骤一：绘制电路原理图单级共射放大电路电路图步骤二：对电路进行仿真1 、仿真并查阅电路的静态工作点分析：由表中参数可得，其VBE = 649mV、IB = 25.2nA 、IC = 1.17mA 、VCE = 4.8V。
仿真静态点输出文件2、仿真输入/ 输出电压波形分析：因为系统为单级放大电路，故输出电压Vo 与输入电压Vs 的相位相差90 °。
同时，由其幅值可得A=Vo- Vs=1 - 0.03〜33.33。
3、仿真作幅频特性曲线分析：根据波形可计算得其通频带f = fh - fl = 14 - 0.027 =14Mhz。
4、仿真作相频特性曲线Dd5、仿真电路求解输入阻抗特性曲线6、仿真电路求解输出阻抗特性曲线a.修改电路图如图输出阻抗测量电路原理图b・仿真输出阻抗特性曲线输出阻抗特性曲线分析：从图中可得其输出电阻Ro〜5K Q。
同时，我们同样可以观察得到，该系统的输出阻抗在频率为50hz-1.0Mhz区间时比较稳^定。
总结：为了使系统的稳定性增加，即输入阻抗和输出阻抗能基本保持不变，我们选择的工作频率尽量应该在500hz-100Khz间。
PSpice 实践练习二：设计与仿真一个共射共集放大电路要求：放大电路有合适静态工作点，其电压放大倍数Av>60，输入电阻Ri>1K Q,输出电阻Ro<0.5k Q及频带Fh>1Mhz,负载电阻RL 为5.1K Q。
步骤一：绘制电路原理图实验电路图步骤二：对电路进行仿真1、仿真并查阅电路的静态工作点分析：由表中参数可得，其Q_Q1：VBE = 647mV 、IB = 16.1nA、IC = 1.11mA、VCE = 5.14V。
其Q_Q2：VBE = 644mV 、IB = 29.4nA、IC = 2.07mA、VCE = 5.07V。
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）。
《模拟电子技术基础》课程团队研究项目报告项目名称：项目 2院系：工学院电气与信息工程系专业班级：自动化112班团队组号： 1号团队成员：指导教师：填写日期：项目成绩：一、研究项目的任务与要求设计一个共射极的放大电路设计指标：1. 电路有合适的静态工作点，其电压放大倍数Av > 20、输入电阻Ri > 3KΩ、输出电阻Ro ≤5.1KΩ及频带Fh > 100KHz，负载电阻RL为5.1 KΩ。
2. 讨论什么情况下会产生失真并分析产生什么失真，研究如何能消除或减少非线性失真？ 参考电路：二、团队成员分工成员姓名本研究项目中承担的工作贡献度 (%) 备注 组长 成员 成员 成员FREQ VAMPL =VOF F三、研究思路与步骤（理论推导部分）1、研究思路：我们采用的电路模型是老师所给的分压式电流负反馈工作点稳定电路。
它的基极-射极偏置电路由CC V 、基极电阻b1R 、b2R 和射极电阻e R 组成，常称为基极分压式射极偏置电路。
分析直流通路稳定电路静态工作点的原理及过程：当b1R 、b2R 的阻值大小选择适当，能满足流经b1R 的电流大大大于BQ I ，使得b1R 和b2R 上的电流近似相等时，可认为基极直流电位基本上为一固定值，即b1BQ CC b1b2R U V R R ≈⋅+，与环境温度几乎无关，在此条件下，当温度升高引起静态电流CQ I （≈EQ I ）增加时，发射极直流电位EQ V 也增加。
由于基极电位BQ V 基本固定不变，因此外加在发射结上的电压BEQ V 将自动减小，使EQ I 跟着减小，结果抑制了CQ I 的增加，使CQ I 基本维持不变，达到自动稳定静态工作点的目的。
当温度降低时，各电量向相反变化，Q 点也能稳定。
同时将e R 分成两部分串联，一部分小电阻，一部分大电阻。
在大电阻两端并联一个大电容，由于电容有隔离直流，传送交流的作用，因此，在e R 两端并联电容后，对静态工作点没有影响，对动态工作情况会产生影响，即电容对e R 上的交流信号有旁路的作用。
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：利用PSPICE软件对单级共射
放大电路进行仿真分析
院（系）：材料科学与工程
专业班级：电子封装技术1102班
姓名：梁亨茂
学号：U201111117
时间：2013.10.12
地点：南一楼中214
实验成绩：
指导教师：许毅平老师
2013 年10 月12 日
一.实验目的
1、熟悉仿真软件PSPICE的主要功能；
2、学习利用仿真手段，分析和设计电子电路；
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.实验要求
1、利用PSPICE软件完成图4.5.1的单级共射放大电路；
2、分析放大电路的静态工作点；
3、仿真放大电路电压增益的幅频响应和相频响应曲线；
4、仿真电路的输入、输出电阻频率响应曲线。
三、实验过程
1 . 静态工作点分析
静态工作点分析就是将电路中的电容开路，电感短路，对各个信号源取其直流电平值，计算电路的直流偏置量。
（1）用Capture软件画好电路图
（2）建立模拟类型分组
建立模拟类型分组的目的是为了便于管理。
OrCAD/PSpice 9.2将基本直流分析、直流扫描分析、交流分析和瞬态分析规定为4种基本分析类型。
每一个模拟类型分组中只能包含其中的一种，但可以同时包括温度分析、参数扫描和蒙托卡诺分析等。
在电路图编辑窗口（Page Editor）下，点击PSpice/New Simulation Profile命令，出现New Simulation对话框,在Name栏键入模拟类型组的名称，本例取名为DC （3）设置分析类型和参数。
（4）运行Pspice，启动Pspice/Run命令，软件开始分析计算。
（5）查看分析结果。
分析计算结束后，系统自动调用Probe模块，屏幕上出现Probe窗口。
选择View/Output File命令，即可看到本例的文本输出文件DC.out。
2、瞬态分析
瞬态分析又称TRAN分析，就是求电路的时域响应。
它可在给定输入激励信号情况下，计算电路输出端的瞬态响应，也可在没有激励信号但有贮能元件（如C和L）的情况下，求振荡波形。
（1）用Capture软件画好电路图。
（2）为正弦信号源设置参数。
（3）设置模拟类型。
（4）设置分析参数：
（5）运行Pspice。
执行Pspice/Run命令。
（6）查看分析结果。
3、交流分析
交流分析又称AC分析，就是求电路的频域响应。
当输入信号的频率变化时，它能够计算出电路的幅频响应和相频响应。
作交流分析时，应注意：对于AC Sweep，必须具有AC 激励源。
产生AC 激励源的方法有以下两种：①调用VAC 或IAC 激励源；②在已有的激励源（如VSIN）的属性中加入“AC”属性，并输入它的幅值。
（1）作出VSIN信号源的参数确定；
（2）建立AC分析类型，设置分析类型和参数:
（3）查看分析结果。
①输出电压的幅频特性
在Add Trace 对话框下端的“Trace Expression”文本框中键入V（OUT），即显示输出电压的幅频率特性曲线。
②电压增益的幅频特性
在Probe窗口中，执行Trace/Add Trace命令，在“Trace Expression”文本框中键入DB（V（OUT）/V（IN）），即显示出电压增益的幅频特性曲线。
③电压增益的相频特性
在“Trace Expression”文本框中键P（V（OUT））/V（IN）），即显示出电压增益的相频特性曲线。
④输入阻抗
在“Trace Expression”文本框中键（V（IN）/I(CB)）) ，即显示出输入阻抗特性曲线。
⑤输出阻抗
首先打开电路图形文件！修改电路,令Vs=0v(AC=0V) , 信号源短路,取掉负载RL,外加一个信号源VSIN(AC=1V)，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）。
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 →弹出Add Trace.键入：V(Vw:+)/I(Vw) 输出阻抗的频率特性。
四.实验结果及分析
1、静态分析
（1）、bias.out文件的输出
** Profile: "SCHEMATIC1-Bias" [ F:\or1-SCHEMATIC1-Bias.sim ]
**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG C
******************************************************************************
**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS
NAME Q_Q1
MODEL Q2N2222
IB 1.87E-06
IC 1.46E-04
VBE 5.93E-01
VBC -1.05E+01
VCE 1.11E+01
BETADC 7.82E+01
GM 5.65E-03
RPI 1.49E+04
RX 1.00E+01
RO 5.78E+05
CBE 3.72E-11
CBC 2.90E-12
CJS 0.00E+00
BETAAC 8.44E+01
CBX/CBX2 0.00E+00
FT/FT2 2.24E+07
（2）、画出实验电路图，标出所有参数；
2、输入、输出电压波形，计算电压增益Av；
此时达到最小失真的Rp所选的为0.19；即为Rc11=Rp+Rb1=5+1.9=6.9千欧；
在这个时候，由下图读得，Vipp=10mV，Vopp=400mV，即Av=40，放大倍数不够，远远没有发挥出三极管的放大优势。
这是由于原先将静态工作点设置太高，而急剧的改变了Rb11的阻值，控制在5~15千欧，虽然在其等于6.9千欧时所得的的Vi和Vo波形图是最佳不失真状态，但显然没有利用上三极管的放大功能，而使工作点偏低。
3、幅频响应曲线，测中频增益、上限截止频率和下限截止频率；
中频区大小为：(1491.6-576.075)=915.525Hz;
下限截止频率为（下降大约3dB）：52.307Hz；
上限截止频率为（下降大约3dB）：16.427MHz；
则通频带BW=16427-52.307=16375.693Hz;
此时在中频区段内，20*lg（Vo/Vi）=29.891dB，故此时（此瞬态），由Av=Vo/Vi=10^（29.891/20）=31.228。
4、输入电阻的频率响应曲线；
由下图可读出Ri=1/2*（790.420+773.548）=781.984欧；
5、输出电阻的频率响应曲线；
由下图可读出Ro=1/2*（23.382+23.378）=23.380千欧；
6、相频响应曲线
中频区为1.7359千欧~426.031千欧；
此时在中频区段内，20*lg（Vo-Vi）=1/2*（29.867+29.902）dB=29.885dB;
故此时（此瞬态），
由相位差△=Vo-Vi=10^（29.885/20）=31.207。
五、小结
这次实验主要是在计算机上进行模拟分析,。
六、实验中出现的问题、分析及解决方案
在这次实验过程中，我收集了一些常见的问题，小结如下：
1.实验过程中有同学的正负电源接反，导致IC被烧坏，我在做实验的过程中，电源线的不
同端使用了不同颜色的导线以示区别。
2.有的同学波形不断变换或者出现不了预期的波形，我认为可以按以下步骤检验：a.可以先按autoset，我认为这个按钮十分有效，有时候在电路接线有改动时，可能示波器的波形没有明显变化，此时按autoset很有效，b.检查电路以后发现仍然有问题，可以测试一些特殊点的电位或者波形来分析。
3.很多同学得到了正确波形，却同时发现波形比较不“美观”，“毛糙”，这个一般是接地线没有接好的原因。
可以将部分接地线更换位置，可以很有效的解决这个问题。
4.我做第三个实验的时候，做了很久，实验线路重新连了三四次才得出结果，问题有如下几种：a.电位器无法使用，这告诉我们有时候一些元器件可能会或多或少存在问题，在反复检查电路接线之后可以考虑测量元器件的电位判断元器件是否正常工作，b.面包板上部分插孔可能无法使用，确定线路及元器件均正常后，可以更换各元器件的布局。
另外，布线越简明越有利于对电路的分析。
