第二阶段实验 SPICE仿真及分立元件电路实验

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1 第二阶段实验 SPICE仿真及分立元件电路实验
 单级共射放大电路（实验二）  共射-共集放大电路 （实验四）

2 目的： 学会仿真软件使用 学习利用仿真手段分析设计电子电路
Spice仿真 目的： 学会仿真软件使用 学习利用仿真手段分析设计电子电路

3 软件简介 仿真步骤 放大电路各种性能指标的仿真方法 实验内容
Spice仿真 软件简介 仿真步骤 放大电路各种性能指标的仿真方法 实验内容

4 Capture主窗口 项目管理器窗口 当前活动的仿真分析简要表 绘图便捷工具栏 电路图编辑窗口

5 项目管理器窗口（Project Manager）

6 元器件类型和关键字 元器件类型和关键字

7 模型参数 模型参数

8 元器件符号库 元器件符号库

9 PSpice A/D仿真功能简介 仿真功能简介

10 PSpice A/D仿真功能简介 每一个仿真简要表（Simulation Profile）必须并且只能包含上述4种基本类型中的一种，但可以同时包含多个可选类型。 直流扫描分析（DC Sweep）中，包含有二级扫描（Secondary Sweep）的可选类型。 除了可选分析类型外，4种基本分析类型还可以附加可选的辅助分析功能。 由表中看出，经过不同的组合设置，PSpice A/D能完成相当复杂和全面的仿真分析，可以满足不同用户的需要。

11 PSpice A/D集成环境 仿真进程显示窗口 当前活动的仿真分析简要表 仿真结果显示窗口 输出窗口 仿真结果窗口标签 集成环境

12 PSpice A/D中的有关规定 比例因子 PSpice A/D中不区分大小写 要特别注意M与MEG的差别 M——10-3
例如要表示100兆赫兹的频率时，必须写成100MEG，而不能是100M。否则PSpice A/D将其理解为100毫赫兹。

13 PSpice A/D中的有关规定 单位 分隔符
PSpice A/D仿真运行的结果都是以A、V、、Hz、W（瓦）等标准单位的形式确定，且省略了单位。 分隔符 在PSpice A/D的有关编辑窗中输入多个参数值或表达式时，数值之间或表达式之间用逗号或空格分开，多个空格等效于一个空格。 表达式及运算符 主要函数（Functions）

14 仿真步骤 （1）新建仿真设计项目； （2）输入电路结构； （3）编辑修改电路元器件标号和参数值，包括直流电源和信号源参数；
（4）创建仿真简要表（Simulation Profile），设置分析功能； （5）执行仿真； （6）仿真结果分析及输出。 1、不支持中文目录、文件名 2、一个设计项目建一个文件夹 3、举例直流、瞬态、bata、AC、游标、目标函数、Ri、Ro、Global参数 4、曲线、图形复制到word文档

15 放大电路各种性能指标的仿真方法 略（参看讲义）

16 实验内容 用仿真方法完成单级共射放大电路实验（P59 实验二） 用仿真方法完成共射-共集放大电路实验（P67 实验四）

17 PSPICE仿真实验报告 报告上载： 级PSPICE仿真实验报告上载（按班号存放） 采用word文档形式
将电路图、波形、曲线等结果复制到报告中 结果分析 报告上载： Ftp://eda.hust.edu.cn/Incoming/03 级PSPICE仿真实验报告上载（按班号存放）

18 注意事项 文件名和文件夹名称不能使用中文字符 每一个项目建立一个单独的文件夹

19 PSPICE资源 课堂同步： http://211.69.206.98/dzjsjc
软件下载: Ftp://eda.hust.edu.cn/eda-software/cadence专栏 “ORCAD9.2完全版.ISO” 或“OrCad_9.23_ Unison Suite.ISO” 课堂同步： 点击左下角“课堂同步”，有本学期实验内容，老师教案及其他相关信息。

20 单级共射放大电路

21 实验内容 测试静态工作点 测试电压放大倍数，记录输入输出波形 测量输入输出电阻 测量通频带Bw＝f(h)-f(l)
观察饱和失真、截止失真，记录波形

22 电路组装与测试 特别注意： 1. 所有交流量均用示波器测试。 2. 发现电路不能正常工作，要用测试方法排查故障。

23 发现电路不能正常工作，要学会用测试方法排查故障。
电路调试 发现电路不能正常工作，要学会用测试方法排查故障。 例1： 如果输入正弦信号后，在示波器上无法观察到正常的输出波形，问可能的故障有哪些？ 1）示波器信号线、信号源的信号线有问题 2）信号源使用不正确、示波器使用不正确 3）电路静态工作点不正常 稳压电源使用不正确 电路连接错误 电路参数错误 三极管管脚接错

24 电路调试 怎样排查？ 1）示波器信号线、信号源的信号线有问题 将示波器的信号线直接接到示波器提供的方波信号源上，观察示波器是否显示方波信号
用上述方法可以判断任何信号线是否有问题 2）信号源使用不正确、示波器使用不正确 将信号源输出的信号线直接与示波器的信号线连接，观察示波器是否有正常波形显示，调整信号源相关按钮和旋钮

25 电路调试 怎样排查？ 3）电路静态工作点不正常 用万用表测试静态工作点（VE、VCE、VB等），与理论估算值比较
稳压电源使用不正确（用万用表测试） 电路连接错误（目视检查） 电路参数错误（用万用表测试） 三极管管脚接错（目视检查） 电位器未调整到正确阻值（调整电位器后再测静态工作点）

26 电路调试 例2： 如果例1中的故障都排除了，仍然无法在示波器上观察到正常波形怎么办？ 用“信号寻迹法”排查
即沿着信号 的流向，用示波器由前级到后级（或者相反），逐级观察波形及幅值的变化情况，如哪一级异常，则故障就在该级。 电容故障有时不影响静态值，但明显影响动态值

27 电路调试 本实验电路调试的较有效的方法和次序是： 电路组装完毕且通电后，首先测试静态工作点
调整电位器，使工作点处于合适的位置（VE=1.21.8V） （如果无法调到合适的位置，则可能是例1中3所列的故障) 将信号源的信号直接输入示波器，调整出符合要求的信号 再将信号接入放大电路的输入端 分别用示波器的两个输入通道，同时观察输入、输出波形 有正常输出波形后，再按实验要求进行测试

28 请阅读42页~48页的内容，特别是3.2节 电路调试 本实验电路调试的较有效的方法和次序是： 信号接入电路 静态测试 验证信号
同时观测输入、输出波形 按要求测试结果 请阅读42页~48页的内容，特别是3.2节

29 测试静态工作点 Vi为f＝1KHz，Vpp＝60mv正弦波，调节Rp和信号幅值，使Vo最大不失真。关闭信号源，用万用表测量静态工作点（表4.2.1） 什么叫“最大不失真”？ 怎样调到“最大不失真”？

30 特别注意： 所有交流量均用示波器测试 测试电压放大倍数，记录输入输出波形 Av=Vopp/Vipp
定性记录Vi 和Vo波形，注意记录特征参数值 注意两者之间的相位关系 特别注意： 所有交流量均用示波器测试

31 测量输入输出电阻 按指导书要求测量计算输入电阻 分别测量输出带负载时和开路时的Vo值，计算输出电阻。
如果输出开路时，发现Vo出现失真，则要减小输入信号的幅值，直到失真消失，然后再重新分别测量开路和带负载时的Vo值。

32 测量通频带 记录f＝1KHz时的Avo 减小f，直到Avl＝0.707*Avo，记录f(l)
增大f，直到Avh＝0.707*Avo，记录f(h) （调整f时，一定要用示波器监视Vi的幅值，保证幅值不变） 通频带Bw＝f(h)-f(l) 根据测量数据表格，绘制频谱图

33 观察饱和失真、截止失真，记录波形 调节Rp使Vo处于饱和失真，用万用表测量电路的静态工作点（表4.2.2）

34 共射-共集放大电路

35 原理图（68页） 共射 共集

36 实验内容 3、测量电路的放大倍数，并计算输出电阻Ro（表4.4.2） 4、观察记录波形vi、vo1、vo（图4.4.2）
1、正确组装电路 2、分别测量两级电路的静态工作点（表4.4.1） ICQ/mA VCEQ/V VBEQ/V  T1 T2 3、测量电路的放大倍数，并计算输出电阻Ro（表4.4.2） Vi 峰-峰值 Vo1 RL1=  RL1=5.1K 合上S Vo RL= RL=5.1K … 60mV 4、观察记录波形vi、vo1、vo（图4.4.2） 5、测量通频带（fH、fL）

37 电路组装与测试 Rb11和Rc1 Rb12和Re12 1）分级组装； 2）电阻之间不要交叉，避免短路。不要将元器件管脚剪得太短；
1、组装电路应注意的问题 1）分级组装； 2）电阻之间不要交叉，避免短路。不要将元器件管脚剪得太短； 3）三极管先测，确认是好的再插入电路。管脚e、b、c不要搞反了； 容易混淆的电阻： Rb11和Rc1 Rb12和Re12 4）T2的b、c之间的电容先不接，若产生振荡… 5）开关S用一根导线代替。

38 1、调试方法 （1）先静态、后动态 （2）先粗调、后测量 （3）一定要用示波器监测波形 （4）信号跟踪查故障

39 2、分别测量两级电路的静态工作点 1）两级放大电路的静态工作点互相不影响
2）闭合S，Vi为f＝1kHz，Vipp＝60mV正弦波，调节Rp和Vipp的值，使VE=7~8V（保证VO不失真）。关闭信号源，用万用表测量静态工作点（表4.4.1）

40 3、测量电路的放大倍数 Av=Vopp/Vipp 打开信号源，测量Vo1和Vo2 断开S，测量Vo1
在C2的负极与地之间跨接Rl1＝5.1K，测量Vo1 去掉Rl1，合上S，测量Vo1 去掉Rl，测量Vo2 在C3的负极与地之间跨接Rl＝5.1K，测量Vo2 记录测量值（表4.4.2），计算Av和Ro（p63）

41 4、观察记录波形 5、测量通频带 两级放大的BW比任何一级的BW窄 BW的测试方法同实验1 注：高频时不能使用万用表测电压
定性记录Vi 、Vo1和Vo2波形，注意记录特征参数值 注意三者之间的相位关系 5、测量通频带 两级放大的BW比任何一级的BW窄 BW的测试方法同实验1 注：高频时不能使用万用表测电压

42 注： 做完的同学可以验收 实验报告不仅要反映两个实验的数据图表及结果分析，还应将两电路的动态指标进行比较分析。