班 級: 通訊三甲 學 號: B09622048 學 生: 楊 穎 穆 老 師: 田 慶 誠 電子學實驗(三) --戴維寧等效電路量測 班 級: 通訊三甲 學 號: B09622048 學 生: 楊 穎 穆 老 師: 田 慶 誠

大綱 目的 計算 Orcad 電路圖 Pspice 模擬結果 實驗結果

目的 左側實際電路是由信號產生器與內部電路R1與R2串接而成，並由R1與R2中央拉出輸出電壓Vout。利用學理計算出圖右側之戴維寧等效電路，並用PSPICE驗證左右兩電路在輸出端加入任意相同負載下，輸出至負載之電壓、電流、功率都會相同 波形產生器 戴維寧等效電路

步驟一 ※設定輸出Sine wave，Frequency=1 kHz，Amplitude=1Vpp， Voffset=0VDC，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ 【圖1】將R1=R2=8.2kΩ時的電路，化簡為戴維寧等效電路，並進行模擬

步驟二(計算戴維寧等效電壓VTH、等效電阻RTH) Iout

步驟二(續) Iout=0A ZL=∞

步驟二(續) 波形產生器 戴維寧等效電路 ※計算的結果VTH=0.498Vp，RTH=4.11kΩ

步驟三 【圖2】實際電路模型 ※波形產生器的Amplitude電壓(Vpp)轉換成Vpeak需再乘以2， 所以設定為1Vp

步驟三(續) 【圖3】戴維寧等效電路

步驟四 等效電路 實際電路 ※負載選擇RL=3*RTH=12.4kΩ，RL=1/3RTH=1.4kΩ

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,實際電壓模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=12.4kΩ Vs所貢獻於Vout之電壓。 【圖4-1】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，模擬出電壓值為748.5mV

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,實際電流模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=12.4kΩ Vs所貢獻於Vout之電流。 【圖4-2】此圖縱軸為電流，橫軸為時間，模擬出交流電流值為30.18uA

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,實際功率模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=12.4kΩ Vs所貢獻於Vout之功率。 【圖4-3】此圖縱軸為功率，橫軸為時間，模擬出最大功率值為11.3uW

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,等效電壓模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=12.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之電壓。 【圖5-1】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，模擬出電壓值為747.94mV

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,等效電流模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=12.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之電流。 【圖5-2】此圖縱軸為電流，橫軸為時間，模擬出交流電流值為30.16uA

步驟四(續)- (RL=12.4kΩ時,等效功率模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=12.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之功率。 【圖5-3】此圖縱軸為功率，橫軸為時間，模擬出最大功率值為11.3uW

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,實際電壓模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=1.4kΩ Vs所貢獻於Vout之電壓。 【圖6-1】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，模擬出電壓值為253.2mV

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,實際電流模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=1.4kΩ Vs所貢獻於Vout之電流。 【圖6-2】此圖縱軸為電流，橫軸為時間，模擬出交流電流值為90.4uA

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,實際功率模擬結果) ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，RL=1.4kΩ Vs所貢獻於Vout之功率。 【圖6-3】此圖縱軸為功率，橫軸為時間，模擬出最大功率值為11.45uW

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,等效電壓模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=1.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之電壓。 【圖7-1】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，模擬出電壓值為253.03mV

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,等效電流模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=1.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之電流。 【圖7-2】此圖縱軸為電流，橫軸為時間，模擬出交流電流值為90.4uA

步驟四(續)- (RL=1.4kΩ時,等效功率模擬結果) ※設RTH=4.11kΩ，RL=1.4kΩ，VTH所貢獻於Vout之功率。 【圖7-3】此圖縱軸為功率，橫軸為時間，模擬出最大功率值為11.4uW

資料比對-RL=12.4kΩ 電壓(mV) 電流(uA) 功率(uW) 實際電路 748.5 30.18 11.3 等效電路 747.94 30.16 ※誤差原因:因為我們等效電路所取的等效電壓與電阻皆為近似值，所以會有一些誤差。

資料比對-RL=1.4kΩ 電壓(mV) 電流(uA) 功率(uW) 實際電路 253.2 90.4 11.45 等效電路 253.03 ※誤差原因:因為我們等效電路所取的等效電壓與電阻皆為近似值，所以會有一些誤差。

實驗結果(一)-未加負載 ※設Rs=50Ω，R1=8.2kΩ，R2=8.2kΩ，Vs所貢獻於Vout電壓。 【圖8-1】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，實際測量出電壓為972mV

實驗結果(二)-加負載12.4kΩ之實際與等效電路 實際電路 等效電路 【圖8-2】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，實際測量出電壓為752mV 【圖8-3】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，實際測量出電壓為752mV

實驗結果(三)-加負載1.4kΩ之實際與等效電路 實際電路 等效電路 【圖8-4】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，實際測量出電壓為256mV 【圖8-5】此圖縱軸為電壓，橫軸為時間，實際測量出電壓為256mV

步驟五-計算VTH與RTH

步驟五(續)

資料比對 RTH VTH 步驟二 4.11kΩ 0.498V 步驟五 3.91kΩ 0.495V 誤差率 4.8% 0.6% ※誤差主要因素:為實驗誤差與計算四捨五入的誤差值

步驟六 ※問題:設定輸出Sine wave，Frequency=1 kHz，Amplitude=根 據項目(一)步驟五之結論適當設定結果，戴維寧等效 電壓VTH(Vpeak)轉換成Vpp再除以2,故應為0.498Vpp

資料比對 1.4kΩ 12.4kΩ 步驟六 256mV 752mV 步驟五 誤差率 0%

END