1、实 验 报 告课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩： 实验名称： PSpice 的使用练习 2 实验类型： EDA 同组学生姓名： 一、实验目的和要求：1.熟悉 ORCAD-PSPICE 软件的使用方法。2.加深对共射放大电路放大特性的理解。3.学习共射放大电路的设计方法。4.学习共射放大电路的仿真分析方法。二、实验原理图：图 1 三极管共射放大电路三、实验须知：1 静态工作点分析是指：答：求解静态工作点 Q,在输入信号为零时,晶体管和场效应管各电极间的电流和电压就是 Q 点。可用估算法和图解法求解2 直流扫描分析是指：答：按照预定范围设置直流电压源变化值，观察电路的直流
2、特性3 交流扫描分析是指：答：按照预定范围设置交流电压源变化值，观察电路的交流特性4 时域（瞬态）分析是指：答：控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能5参数扫描分析是指：专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 答：在基本电路特性分析中，每个元器件的参数都取确定值，而在参数扫描分析中,将考虑由于参数变化引起的电路特性变化情况6温度扫描分析是指：答：在电路参数固定的情况下，测试温度是对电路性能的影响大小7写出 PSpice 仿真中调用元器件的模型库位置：答：在安装目录下的toolscapturelibrarypspice 中，软件内使用 place par
3、t 可以调用8 PSpice 仿真电路图中节点号为 0（即接地）的参考节点的作用：为计算其他节点的电位值提供了计算标准。参考节点通常取何种元器件：电源负极。解决电路负载开路引起的悬浮节点的方法是：在开路节点和参考节点之间连接一个大阻值电阻。9电路图中设置节点别名的好处是：答：通过节点别名描述电路中各个元器件之间的连接关系，生成电连接网表文件；电路中不同位置的节点，只要节点名相同就表示在电学上是相连的；PSpice 在模拟结束后，采用节点名表示电路特性分析的结果。10 放置电源端子符号的好处是：答：放置端子的作用是把外部的输入信号通过端子引入到电路中,把电路上的输出信号通过端子引到外部的负载上。
4、四、实验步骤：1静态工作点分析设置：如何在电路图上直接标注出各节点的电压值和支路的电流值？答：在操作界面的工具栏左上角选择仿真类型为预置的 运行后可以在 PSpice A/D 中查看仿真分析结果，也可以退出 PSpice A/D 单击 Capture 界面上的 或 按钮查看静态工作点； 2 直流扫描分析设置：.如何在 PSpiceA/D 界面添加新的 Y 坐标轴，如何把新添加的坐标轴显示在曲线的右侧？答：在 axis settings 中，Y axis 选项卡的 axis position 可以选择 Right，即可在右侧添加Y 轴，如图：.为了在曲线上显示 IC(Q1)与 V 之间的关系，该
5、如何操作？CE答：axis settings 中选择 axis variable，如图添加 VCQ-VEQ，即可将 X 轴设置为 VCE：再在 add trace 中如图添加 IQ1 即可：观察得 IC(Q1)与 V CE之间的关系如下：.为了得到 I =1.5mA 时的 Rb1 大小，仿真中采用参数扫描的方式，具体步骤有哪些？CQ答：在 place part 中找到 PARAM 器件，放到电路中，双击进行参数设置，选 add new property，输入参数如下：同样修改 Rb1 的参数，与 PARAM 进行关联如下：使用 parametric sweep 参数如下：执行仿真后看到图像：用
6、 trace-cursor 测得当 ICQ=1.5mA 时，Rb1=17.055k3 交流扫描分析设置：.如何在 PSpiceA/D 界面添加坐标系？答：在 Pspice 界面中点击 Plot-Add Plot to Window 即可添加一个坐标系. 在交流扫描分析的输出变量格式中，用啥符号来表示分贝和相位的？答：分贝用 dB 表示，相位用角度表示当电路如下时，测试三极管的频率特性执行仿真，并分别绘制幅频特性（DB(V(out)/V(in)）与相频特性（P(V(out)）曲线如下：4 时域分析设置：.如何根据得到的 V(in)和 V(out)曲线来求得放大倍数？答：先执行仿真得到如下 Vin
7、 和 Vout 曲线（绘制于两个纵坐标）：点开 Toggle Measurement Results Window，添加两个测量项，注意到输入电压和输出电压正好差半个周期，相位相反，因此测量输出电压的最大值和输入电压的最小值，两者比值即为放大倍数如图，电压放大倍数为 AV=1.33486/(-9.99843*10-3)=-134.为得到电路的电压传输特性曲线，该如何操作？答：在上面仿真执行的基础上，只需将 X 轴设置为 Vin，Y 轴添加 Vout 即可得到电压传 输特性曲线如下：表明共射放大区的电压传输特性近似呈线性关系.简述一下最大不失真仿真的操作步骤。答：仍然使用时域分析，只需要调整负载
8、大小和输入电压的大小即可得到不同的失真波形，几组仿真如下：负载为 3k，输入 40mV 交流幅值时的波形：由图可知先出现了截止失真负载开路，输入 40mV 时的波形：由图可知先出现了饱和失真当输入增加到 100mV 时，波形如下：由图可知饱和失真和截止失真都已出现五、实验拓展：测量通频带宽：在 AC 扫描分析中，横坐标设置为频率，纵坐标为输出电压，可以通过 Trace-Cursor-Search Command 指令，输入 sf le(70.7%)在曲线上搜寻到输出电压最大值的0.707 位置，并把标线移到该位置，从而读出通频带宽上图中的通频带宽为 fL=813.453Hz，f H=18.45
9、2MHz输入阻抗的频率特性：输出阻抗的频率特性：六、实验心得体会：本次实验我花了较长的时间来完成，主要是不断在学习软件的使用技巧，结合理论知识运用着仿真。通过对共射放大电路的仿真，我熟悉了直流、交流、静态工作点、参数扫描和时域扫描等仿真模式及应用方法，以及 PSpice 窗口中对数据的显示和定位，可以熟练对共射放大电路进行分析，并且和理论推导的结果相符。另外我修改了原来的实验报告板式，因为之前的排版不利于放图片和数据，且不美观。（1 ）用 PSPICE 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？设置静态分析即可，参数无需调整（2 ）用 PSPICE 测试放大电路的电压放大倍数和频率
10、特性应设置何种分析方式？设置交流分析即可，频率范围需预先估算选择合适（3 ）用 PSPICE 测试放大电路的输出电压波形应设置何种分析方式？设置瞬态（时域）分析即可，运行时间为周期的十倍以内即可（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？我认为不能，因为交流扫描分析得到的都是有效值，而失真在时域上才能体现，若 用交流扫描，只能看到与输入电压成线性的输出电压，无法判断是否失真；然而，可以 通过时域扫描配合参数扫描大致估计最大不失真电压出现的位置，比如当信号频率为 1kHz 时，把交流信号幅值作为扫描参数，维持静态工作点不变，设置参数扫描如下， 并在 PROBE 中勾选 performance analysis：则横坐标自动变为 var 的取值范围，然后在 trace 中添加 Min(V(out)，即连续观察输出电压的最小值，即代表幅度，可以发现在前面一段输出电压的幅度近似于线性 下降，符合电压传输特性，但在输入信号幅值约为 40mV 的地方开始偏离线性，且 40mV 之后基本不再变化，可以认为出现了失真，因此最大不失真输出电压在输入 为 40mV 附近取得，且此时输出电压幅值约为 5V
