模电PSPICE仿真试验报告

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模电PSPICE仿真试验报告

PSPICE仿真试验报告

模电PSPICE仿真试验报告

该试验报告包括全部的五个试验，每个试验都包含三部分：试验目的、试验内容和试验心得

试验一晶体三极管共射放大电路

一、试验目的

1、学习共射放大电路的参数选取方法。

2、学习放大电路静态工作点的测量与调整，了解静态工作点对放大电路性能的影响。3、学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的分析方法4、学习放大电路数输入、输出电阻的测试方法以及频率特性的分析方法。一、试验内容

确定并调整放大电路的静态工作点。为了稳定静态工作点，必需满足的两个条件:条件一：I1IBQI1=(5~10)IB条件二：VBVBEVB=3~5V

RE

由

VBVBEVB

IEQICQ计算出Re

Rb2

VBVB

I1(5~10)IBQ计算出Rb2

再选定I1，由

Rb1

再由

VccVBVCCVB

I1(5~10)IBQ计算出Rb1

VOFF=0

VAMPL=4mFREQ=3.5k

设置的参数如下图，输出波形为：

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200mV

0V

-200mV

-400mV

0s

V(C2:2)

50us

V(C1:1)

100us

150us

200us

250usTime

300us

350us

400us

450us

500us

从输出波形可以看出没有出现失真，故静态工作点设置的适合。

改变电路参数：

VOFF=0VAMPL=40mFREQ=3.5k

此时得到波形为：

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0V

-2.0V

-4.0V

0s

V(C2:2)

50us

V(C1:1)

100us

150us

200us

250usTime

300us

350us

400us

450us

500us

此时出现饱和失真。

当RL开路时（设RL=1MEGΩ）时：

V1

VOFF=0VAMPL=40mFREQ=3.5k

输出波形为：

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4.0V

2.0V

0V

-2.0V

-4.0V

0s

V(C2:2)

50us

V(C1:1)

100us

150us

200us

250usTime

300us

350us

400us

450us

500us

出现饱和失真

二、试验心得

这个试验我做了很长时间，主要是秏在静态工作点的调试上面。依照估计算出的Rb1、Rb2、Re的值带入电路进行分析时，电路出现失真，根据其失真的状况需要不停的调理Rb1、Rb2和Re的值是电路输出不失真。

试验二差分放大电路

一、试验目的

1、学习差分放大电路的设计方法

2、学习差分放大电路静态工作的测试和调整方法3、学习差分放大电路差模和共模性能指标的测试方法二、试验内容

1.

测量差分放大电路的静态工作点，并调整到适合的数值。

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由图，静态工作电流Ic1q=Ic2q=744.6uA,Ic3q=1.506mA,Vc1=14V,Id=2.7mA

2.

将输入方式改接为单端输入，并设置直流扫描分析，以VI为扫描对象，仿真

分析差分放大电路的电压传输特性。

100Vdc

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15.0V

14.5V

14.0V

13.5V

13.0V

-5.0V-4.0V

V(Q1:c)

-3.0V-2.0V-1.0V0VV_V1

1.0V2.0V3.0V4.0V5.0V

15.0V

14.5V

14.0V

13.5V

13.0V

-5.0V-4.0V

V(Q2:c)

-3.0V-2.0V-1.0V0VV_V1

1.0V2.0V3.0V4.0V5.0V

3.将输入方式改接为差模输入（取VI1=5VI2=-5），

设置交流分析和瞬态分析。

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VOFF=0

14.1V

14.0V

13.9V

13.8V

0s

V(Q1:c)

0.2ms

V(Q2:c)

0.4ms

0.6ms

0.8ms

1.0msTime

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

由图可得：两端的输出电压的相位差为180输入电压和输出电压的波形图：

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-388mV

-392mV

-396mV

SEL-400mV

V2(C1)

14.2V

14.0V

13.8V

0s

V(Q1:c)

0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0msTime

1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms

由图可知Vid=398.791mV时Vod=14.198V，则电压放大倍数Avd=-103.3

求差模输入电阻

由图可知Vid=4.9653mV时Iid=1.6069uA，则输入电阻为Rid=3.1K

将输入方式改接为共模输入（取VI1=VI2=

），设置交流分析和瞬态分析，

计算共模电压放大倍数和共模输入电阻，观测两个输出端电压的相位关系。

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VOFF=0VAMPL=114.0104V

14.0100V

14.0096V

14.0092V

0s

V(Q1:c)

0.2ms

V(Q2:c)

0.4ms

0.6ms

0.8ms

1.0msTime

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

由图可得：两端的输出电压的相位差为0

输入电压和输出电压的波形图：由图可知输

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0V

SEL-1.0V

V(V6:+)

14.0140V

14.0135V

14.0130V

14.0125V

0s

V(R2:1)

0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0msTime

1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms

入电压为-993.064mV时输出电压为14.014V

则共模电压放大倍数为Avc=Voc/Vic=14.1双端输入双端输出的波形

0V

-1.0V

V(V6:+)

1.0uV

0V

SEL

-1.0uV

0s

0.2ms

V(R1:1)-V(R2:1)

0.4ms0.6ms0.8ms1.0msTime

1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms

电压放大倍数为0

求共模输入电阻

输入电压和输入电流的波形如下

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0V

-1.0V

V(V6:+)

40uA

0A

SEL-40uA

0s

I(C1)

0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0msTime

1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms

由图可知输入电压为Vt=1V时输入电流为Ii=21.369uA则共模输入电阻为Ric=Vt/Ii=47k

5.将输入方式改接为单端输入，取VI1=10Vo2、Vo、

的波形。

，查看差分放大电路中Vo1、

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VOFF=0

FREQ=1k

则得到的电压波形vo1、vo2、vo、vE依次列于下

14.25V

14.00V

SEL13.70V

V(R1:1)

14.25V

14.00V

13.75V

V(R2:1)

400mV

0V

-400mV

V(R1:1)-V(R2:1)

10mV

0V

-10mV

0s

V(C1:1)

0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0msTime

1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms

由图可得：两输出端输出电压相位相差180，幅值相等。Vo1波形输入波形相位相反,是反相输出端，Vo2波形输入波形相位一致，是同相输出端，Vo与Vo1完全重合。vo1与vE反相vo2与vE同相vo与vE反相，幅值依次为14.198V、14.198V、368.766mV、10mV

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6.将输入方式改接为双端输入，取VI1=105，VI2=95，查看

差分放大电路中Vo1、Vo2、vo、的波形。

VOFF=0

得到的波形vo1、vo2、vo、vE依次列于下：

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14.25V

14.00V

13.75V

V(R1:1)14.25V

14.00V

13.75V

V(R2:1)400mV

0V

SEL-400mV

V(R1:1)-V(R2:1)100mV

0V

-100mV

0s

0.2ms

V(C1:1)V(V4:+)

0.4ms

0.6ms

0.8ms

1.0msTime

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

由图可得：两输出端输出电压相位相差180，幅值相等。vo1与vE反相vo2与vE同相vo与vE反相。

vo1幅值为14.198V，vo2幅值为14.198V，vo幅值为368.760mV，vE1幅值为105mV，vE2幅值为95mV。与上面单端输入差模信号得到的数据近似相等，说明差模放大电路

有很好的共模抑制能力。

三、思考题

1、T1、R3、R4、D1、D2等元件在电路中起什么作用？对电路的静态工作点和共模电压增益、差模电压增益和共模抑制比等指标分别有什么影响？

答：T1、R3、R4、D1、D2构成恒流源，可带有高阻值的动态输入电阻，因而使

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得电路具有稳定的支流偏置和很强的一直共模信号的能力。它决定了静态工作点过大会引起饱和失真过小则会引起截止失真。

2、用一端接地的毫伏表和示波器等测量仪器，如何测量差分放大电路双端输出电压的幅度和波形？

答：将测量仪器的接地端与电路中地端相连，测量仪器的输入端接在电路的输出端，分别测出输出端对地的电压然后求出双端输出电压。

3、怎样提高差分放大电路的共模抑制比和减小零点漂移？

答：提高共模抑制比的方法：1提高恒流源的内阻；2使用对称性好的元件；3使用较小的射极偏置电阻。减小零点漂移的方法：1使用对称性好的元件；2调理调零电阻

试验三互补对称功放电路

一、试验目的

1.观测乙类互补对称功放电路输出波形，学习战胜输出中交约失真的方法。2.学习求最大输出电压范围的方法。二、试验内容

一）、乙类互补对称功放电路

1、启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：

VOFF=0VAMPL=5

2、设置瞬态仿真，在probe窗口中可以观测到输入输出波形如下图所示。在下图中绿

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色的曲线表示输入波形，红色的曲线表示输出波形。观测可知当输入波形过零点时，输出波形发生交越失真。

V(Q1:b)

V(R1:2)

Time

3、设置直流扫描分析，并仿真，可在probe窗口中观测到电压传输特性曲线如下

图所示，显然从－1V到1V这之间的一段发生了交越失真。

2.0V

1.0V

0V

-1.0V

-2.0V

-2.0V

V(Vi:+)

-1.5VV(R1:2)

-1.0V-0.5V0VV_Vi

0.5V1.0V1.5V2.0V

（二）甲乙类互补对称功放电路

为了可服（一）中的交越失真，将电路图作如下图所示的修改。

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V

VOFF=0VAMPL=5W

同样的，对电路进行瞬态仿真观测器输出输入波形如下图所示:

5.0V

0V

-5.0V

0s

V(Vi:+)

0.2ms

V(R1:2)

0.4ms

0.6ms

0.8ms

1.0msTime

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

其中，红色的曲线表示输出波形，绿色的曲线表示输入波形。有上图可知，通过对电路图的修改，我们可以战胜交越失真对电路的影响。2、设置直流分析

10V

5V

0V

-5V

-10V

-10V

V(Vi:+)

-8V

V(R1:2)

-6V-4V-2V0VV_Vi

2V4V6V8V10V

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观测电压传输特性如下可知最大输出电压为－4.7V及＋4.7V。

3、利用Po=

1.2W

1VO2RL

2

，设置瞬态仿真，观测功率，用游标可知Po＝0.53W。

0.8W

0.4W

0W0s

W(R1)

Time

0.2ms

0.4ms

0.6ms

0.8ms

1.0ms

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

用探针测功率：

VOFF=0VAMPL=55.0

-5.0

0s

W(R1)

0.2ms

V(Vi:+)

0.4msV(R1:2)

0.6ms

0.8ms

1.0msTime

1.2ms

1.4ms

1.6ms

1.8ms

2.0ms

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三、试验心得

这个试验总体来说比较简单，由于少了静态工作点的设置。

在研究电路的功率输出状况时，可利用公式计算、仿真，用游标显示输出功率的值。我在试验的时候还用了一个测功率的探针，将输入、输出和输出功率放到同一个图中显示并进行比较，更为直观。

试验四方波三角波发生电路

一、试验目的

1.学习使用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。2.学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。二、试验内容

电路中元件的选择及参数的确定（1）集成运放放大器的选择

由于方波的前后沿时间与滞回比较器的转换速率有关，当方波频率较高或者对方波前后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。

（2）稳压管的选择

稳压管的作用是限制和确定方波的幅值，此外方波振幅和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关，为了得到稳定而且对称的方波输出，寻常都选用高精度双向稳压二极管，如2DW7.R3是稳压管的限流电阻，其值根据所用稳压管的稳压电流来确定。

（3）分压电阻R1和R2阻值的确定

R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。例如，已知