静态工作点稳定电路仿真分析报告
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华南理工大学广州汽车学院电气工程系
（3） 放大管的集电极静态电流对上限频率的影响。
三、设计内容
图（7）
3.1 静态工作点稳定电路仿真分析
3.1.1.题目分析 （1） 确定一组电路参数，使电路的 Q 点合适：自己选定一组电阻、电容等器 件的参数，通过观察仿真软件的输出波形，判定是否可以得到一组合适 的静态工作点。 （2） 若输出底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部失真，则可 采取哪些措施？若同时出现顶部和底部失真呢？答：出现底部失真说明 晶体管产生饱和失真，即 Q 点过高，只要适当把 Q 点降低就可以解决该 问题。出现顶部是真，说明晶体管产生截止失真，即 Q 点过低，只要适 当把 Q 点升高就可以解决该问题。如果出现底部和顶部同时失真，就要 把最大不失真输出电压的峰值适当减低，从而达到目的。 （3） 要想提高电路的电压放大能力，可采用哪些措施： ①选用高倍数晶体管；②提高输出阻抗；③提高电源电压；④采用多级 复合。
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3.1.2. 整体构思 先用课本的理论知识根据自己设定的参数分析电路的 Q 点，分析某一个量对 Q 点
的影响，然后在仿真软件上验证是否正确。同理对其他的量也进行一样的验证步骤。 分析一些参数对波形失真与否的影响，确定解决失真问题中要改变的一些变量，
从而得到解决失真中具体问题的方法。 如果要知道其放大能力，就要使得放大倍数增大，输出电阻大的话，输出电压也
b.底部失真：Rb1=5k。其他的参数跟图（2）的参数一样得出的波形图如下：
图5 解决方法：如果把 Rb1 的值增大到 12k，也即等效的减少了 IBQ 的大小，从而达到解决 底部失真的目的，也就可以的上面图 3 的波形图。
C．同时出现底部和顶部失真：RL=2.3k，其他参数与图（2）一样，这样就出现 了底部和顶部同时失真的输出波形仿真图如下
xx 理工大学 xx 学院
专 业： 电气工程及其自动化
班 级： 14 电气三班
姓 名：
刘德员
学 号: 201430884035
同组队员： 庄阳，沈李，黄金金，陈区，胡源
指导教师： 王萍
日期：2014 年 7 月 9 日
目录
一、设计.................................................................................................................................... 1 二、设计要求............................................................................................................................ 1 三、设计内容............................................................................................................................ 1
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管压降
，所以增大 对提高电压放大能力的影响不大，而且增大 会使静态 减小，从而可能引起放大电路产生饱和失真。
（3） 若
且
，根据式（1）可得
于是式（2）可改写为
（3）
（4）
式（4）表明，通过更换管子来增大 对 影响不大。换言之，在 相同 的情况下， 大的管子 也大，只有在不满足式（3）时增大 才是有效的方法。同 时应注意，增大 会使 增大，从而使 Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。
华南理工大学广州汽车学院电气工程系
一、设计目的
为了熟悉模拟电子技术基础课程，从整个过程中学习到更加贴近实践的知识，巩固我们理论方 面的理解，学习 Orcad 仿真软件的使用，实现题目所要求的仿真效果，了解实际电路频率特性的测 量方法，因此对静态工作点稳定电路进行仿真分析。
二、设计要求
第一部分：电路如图（1）所示，结合必要的理论分析和相关计算，用 仿真软件研究下列问题：
（1） 确定一组电路参数，使电路的 Q 点合适。 （2） 若输出底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部
失真，则可采取哪些措施？若同时出现顶部和底部失真呢？调 整 Q 点约在交流负载线的中点。 （3） 要想提高电路的电压放大能力，可采用哪些措施。
图（1） 第二部分：利用软件研究图（2）所示电路的频率响应。 （1） 设 C1=C2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率。 （2） C1=C2=10uF 时电路的频率响应及 C1，C2 取值对低频特性的影响。
3.2.2 整体构思 先实现第一小题的仿真分析，在其中得出下限频率之后，再做第二小题，再实现
第三小题的仿真分析，这三个小题主要注意的就是静态工作点，一定要保证晶体管工作 在放大区域内，保证实验的顺利进行。
3.2.3 具体实现
（1）求下限频率。如图（7）——上面。令 C1=10uF，C2=500uF，其它值不变，
（4） 减小 使 增大， 随之增大， 必然减小，根据式（2）可知， 一 定增大。从对各种组态的放大电路分析可知，电压放大倍数与 有关，所以对单管 放大电路而言，减小 是增大 的行之有效的方法。但是由于输入电阻
，减小 和 将使 减小，从而增大从信号源汲取的电流；而且减小 会使 Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。
得出的输出波形仿真图如下。
图（2）
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图3 ②根据“①”步骤中可以得到一些截止失真和饱和失真的波形图，它们的参数分别
是： a．顶部失真：Rb2=10k。其他参数跟图（2）的参数一样。得出的波形图如下
图4
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解决方法：（如果把 Rb2 增大到 15k，就等效于把基极电源增大，从而达到了解 决顶部失真的目的，就可以得到上面的图 3 的波形图了）
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图6 解决方法：如果把 RL=5.1k，也即增大了交流负载线的斜率，使得输出最大不失 真电压峰值变大，此时的波形图如图 3 所示。 3.1.4 定性说明以及定量计算
3.1.4.1 确定合适 Q 点的定量计算： 由图 1 可得近似计算方法：
，
若采用戴维南等效，则有：
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3.2 电路的频率响应的仿真分析
3.2.1 题目分析 （1） 设 C1=C2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率：先自己选定输入直流电源 和输入交流电源的参数，晶体管选用高频小信号晶体管ＺＴＸ３２５,通过观察仿 真软件的输出波形，和静态工作点数值的分析，判定是否可以得到一组合适的静态 工作点。 此后开始进行下限频率的求取。对于 C1 所确定的下限频率，可令 C2=500uF，使得 C2 对放大电路下限频率几乎无影响。同理，对于Ｃ２确定的下限 频率，也可令 C1=500uF。用仿真软件，得出电路放大倍数 AUS 的波特图，在波特图 中可以找出中频带的峰值，峰值的 0.707 倍的值所对应的频率则是其下限频率 fL。 这样就求出了两个对应的下限频率。 （2） C1 = C2 = 10uF 时电路的频率响应及 C1，C2 取值对低频特性的影响：①对于 C1=C2=10uF 时候对应的频率响应可以通过仿真软件，对于其放大倍数 AUs 取 dB 值就可以了，也即在确定输出波形时候选定的量纲为 dB（AUs），此时得到的图像就 是该电路在 C1=C2=10uF 条件下的频率响应。②对于 C1，C2 的取值对其低频段的 特性的影响，我们可以分别对 C1 与 C2 取不同的值，观察其变化，则可以得出其 变化的规律。从而得出最后结论。 （3） 放大管的集电极静态电流对上限频率的影响：改变放大管的集电极的静态 电流，也即改变基极的电流，前提是要保晶体管工作在放大区域内，方可进行下 面的步骤：观察其上限频率的变化，得出结论。
3.1（3.1................................................................................................... 错误！未定义书签。
................................................................................................................. 错误！未定义书签。 四、仿真过程中遇到的问题及排除措施.............................................................................. 15 五、总结.................................................................................................................................. 15 六、主要参考文献.................................................................................................................. 15
降低。如果是底部失真，就要适当降低 Q 点，为此，可以增大基极电阻，以减少基极静 态电流 IBQ，从而减小集电极静态电流 ICQ；也可以减少集电极电阻以改变负载斜率，从 而增大 UCEQ，或者变换一直β较小的管子，以便在同样的 IBQ 情况下减小 ICQ。若同时出现 顶部和底部失真呢？调整 Q 点约在交流负载线的中点（根据交流负载线的斜率=【-1/(R c//RL)】，所以如果是底部和底部同时失真的话，说明交流负载线的斜率比较小，为了不 出现这种情况，可以增大其斜率，则只能够增大 RL。由于 RC 不变，所以不影响到直流负 载线的斜率，波形的幅值就会变大。达到目的）。
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（3） 放大管的集电极静态电流对上限频率的影响。
三、设计内容
图（7）
3.1 静态工作点稳定电路仿真分析
3.1.1.题目分析 （1） 确定一组电路参数，使电路的 Q 点合适：自己选定一组电阻、电容等器 件的参数，通过观察仿真软件的输出波形，判定是否可以得到一组合适 的静态工作点。 （2） 若输出底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部失真，则可 采取哪些措施？若同时出现顶部和底部失真呢？答：出现底部失真说明 晶体管产生饱和失真，即 Q 点过高，只要适当把 Q 点降低就可以解决该 问题。出现顶部是真，说明晶体管产生截止失真，即 Q 点过低，只要适 当把 Q 点升高就可以解决该问题。如果出现底部和顶部同时失真，就要 把最大不失真输出电压的峰值适当减低，从而达到目的。 （3） 要想提高电路的电压放大能力，可采用哪些措施： ①选用高倍数晶体管；②提高输出阻抗；③提高电源电压；④采用多级 复合。
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3.1.2. 整体构思 先用课本的理论知识根据自己设定的参数分析电路的 Q 点，分析某一个量对 Q 点
的影响，然后在仿真软件上验证是否正确。同理对其他的量也进行一样的验证步骤。 分析一些参数对波形失真与否的影响，确定解决失真问题中要改变的一些变量，
从而得到解决失真中具体问题的方法。 如果要知道其放大能力，就要使得放大倍数增大，输出电阻大的话，输出电压也
b.底部失真：Rb1=5k。其他的参数跟图（2）的参数一样得出的波形图如下：
图5 解决方法：如果把 Rb1 的值增大到 12k，也即等效的减少了 IBQ 的大小，从而达到解决 底部失真的目的，也就可以的上面图 3 的波形图。
C．同时出现底部和顶部失真：RL=2.3k，其他参数与图（2）一样，这样就出现 了底部和顶部同时失真的输出波形仿真图如下
xx 理工大学 xx 学院
专 业： 电气工程及其自动化
班 级： 14 电气三班
姓 名：
刘德员
学 号: 201430884035
同组队员： 庄阳，沈李，黄金金，陈区，胡源
指导教师： 王萍
日期：2014 年 7 月 9 日
目录
一、设计.................................................................................................................................... 1 二、设计要求............................................................................................................................ 1 三、设计内容............................................................................................................................ 1
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管压降
，所以增大 对提高电压放大能力的影响不大，而且增大 会使静态 减小，从而可能引起放大电路产生饱和失真。
（3） 若
且
，根据式（1）可得
于是式（2）可改写为
（3）
（4）
式（4）表明，通过更换管子来增大 对 影响不大。换言之，在 相同 的情况下， 大的管子 也大，只有在不满足式（3）时增大 才是有效的方法。同 时应注意，增大 会使 增大，从而使 Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。
华南理工大学广州汽车学院电气工程系
一、设计目的
为了熟悉模拟电子技术基础课程，从整个过程中学习到更加贴近实践的知识，巩固我们理论方 面的理解，学习 Orcad 仿真软件的使用，实现题目所要求的仿真效果，了解实际电路频率特性的测 量方法，因此对静态工作点稳定电路进行仿真分析。
二、设计要求
第一部分：电路如图（1）所示，结合必要的理论分析和相关计算，用 仿真软件研究下列问题：
（1） 确定一组电路参数，使电路的 Q 点合适。 （2） 若输出底部失真，则可采取哪些措施？若输出电压波形顶部
失真，则可采取哪些措施？若同时出现顶部和底部失真呢？调 整 Q 点约在交流负载线的中点。 （3） 要想提高电路的电压放大能力，可采用哪些措施。
图（1） 第二部分：利用软件研究图（2）所示电路的频率响应。 （1） 设 C1=C2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率。 （2） C1=C2=10uF 时电路的频率响应及 C1，C2 取值对低频特性的影响。
3.2.2 整体构思 先实现第一小题的仿真分析，在其中得出下限频率之后，再做第二小题，再实现
第三小题的仿真分析，这三个小题主要注意的就是静态工作点，一定要保证晶体管工作 在放大区域内，保证实验的顺利进行。
3.2.3 具体实现
（1）求下限频率。如图（7）——上面。令 C1=10uF，C2=500uF，其它值不变，
（4） 减小 使 增大， 随之增大， 必然减小，根据式（2）可知， 一 定增大。从对各种组态的放大电路分析可知，电压放大倍数与 有关，所以对单管 放大电路而言，减小 是增大 的行之有效的方法。但是由于输入电阻
，减小 和 将使 减小，从而增大从信号源汲取的电流；而且减小 会使 Q 点沿直流负载线上移，易产生饱和失真。
得出的输出波形仿真图如下。
图（2）
3
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图3 ②根据“①”步骤中可以得到一些截止失真和饱和失真的波形图，它们的参数分别
是： a．顶部失真：Rb2=10k。其他参数跟图（2）的参数一样。得出的波形图如下
图4
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解决方法：（如果把 Rb2 增大到 15k，就等效于把基极电源增大，从而达到了解 决顶部失真的目的，就可以得到上面的图 3 的波形图了）
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图6 解决方法：如果把 RL=5.1k，也即增大了交流负载线的斜率，使得输出最大不失 真电压峰值变大，此时的波形图如图 3 所示。 3.1.4 定性说明以及定量计算
3.1.4.1 确定合适 Q 点的定量计算： 由图 1 可得近似计算方法：
，
若采用戴维南等效，则有：
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3.2 电路的频率响应的仿真分析
3.2.1 题目分析 （1） 设 C1=C2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率：先自己选定输入直流电源 和输入交流电源的参数，晶体管选用高频小信号晶体管ＺＴＸ３２５,通过观察仿 真软件的输出波形，和静态工作点数值的分析，判定是否可以得到一组合适的静态 工作点。 此后开始进行下限频率的求取。对于 C1 所确定的下限频率，可令 C2=500uF，使得 C2 对放大电路下限频率几乎无影响。同理，对于Ｃ２确定的下限 频率，也可令 C1=500uF。用仿真软件，得出电路放大倍数 AUS 的波特图，在波特图 中可以找出中频带的峰值，峰值的 0.707 倍的值所对应的频率则是其下限频率 fL。 这样就求出了两个对应的下限频率。 （2） C1 = C2 = 10uF 时电路的频率响应及 C1，C2 取值对低频特性的影响：①对于 C1=C2=10uF 时候对应的频率响应可以通过仿真软件，对于其放大倍数 AUs 取 dB 值就可以了，也即在确定输出波形时候选定的量纲为 dB（AUs），此时得到的图像就 是该电路在 C1=C2=10uF 条件下的频率响应。②对于 C1，C2 的取值对其低频段的 特性的影响，我们可以分别对 C1 与 C2 取不同的值，观察其变化，则可以得出其 变化的规律。从而得出最后结论。 （3） 放大管的集电极静态电流对上限频率的影响：改变放大管的集电极的静态 电流，也即改变基极的电流，前提是要保晶体管工作在放大区域内，方可进行下 面的步骤：观察其上限频率的变化，得出结论。
3.1（3.1................................................................................................... 错误！未定义书签。
................................................................................................................. 错误！未定义书签。 四、仿真过程中遇到的问题及排除措施.............................................................................. 15 五、总结.................................................................................................................................. 15 六、主要参考文献.................................................................................................................. 15
降低。如果是底部失真，就要适当降低 Q 点，为此，可以增大基极电阻，以减少基极静 态电流 IBQ，从而减小集电极静态电流 ICQ；也可以减少集电极电阻以改变负载斜率，从 而增大 UCEQ，或者变换一直β较小的管子，以便在同样的 IBQ 情况下减小 ICQ。若同时出现 顶部和底部失真呢？调整 Q 点约在交流负载线的中点（根据交流负载线的斜率=【-1/(R c//RL)】，所以如果是底部和底部同时失真的话，说明交流负载线的斜率比较小，为了不 出现这种情况，可以增大其斜率，则只能够增大 RL。由于 RC 不变，所以不影响到直流负 载线的斜率，波形的幅值就会变大。达到目的）。
