Proteus的虚拟仿真工具

作业
将以上仿真数据，波形图等用word文档上交，
格式可参考“仿真结果.doc”，每位同学以姓 名和学号命名建文件夹，同时将仿真电路图 和word文档一并放在文件夹中上交。
图4-2 二极管元件拾取对话框
(3) 电阻 电阻的分类为“Resistors”，子类有0.6W和2W金属 膜电阻、3W、7W和10W绕线电阻、通用电阻、热电 阻(NTC)、排阻(Resistor Packs)、可变电阻 (Variables)及家用高压系列加热电阻丝。 常用电阻可直接输入通用电阻“RES”拾取即可，然 后再修改参数。这里我们主要说一下比较常用的可变 电阻。直接输入“POT”或“POT-”可找到四个或三个 相关元件。 “POT”为一般滑动变阻器，触头不能拉动，需选中 后打开元件属性对话框，修改“STATE”来改变触头 的位置，“STATE”的初始值为5，触头位于中间，改 为10后，触头位于最上，如图4-3所示。由于调整不 方便，一般不使用此元件，而使用下面的几个滑动变 阻器。

图4-1 三极管元件拾取对话框
(2) 二极管 二极管的种类很多，包括整流桥、整流二极管、肖 特基二极管、开关二极管、隧道二极管、变容二极 管和稳压二极管。打开Proteus的元件拾取对话框， 选中“Category”中的“Diodes”，出现如图4-2所示 的对话框，一般来说，选取子类“Sub-category”中 的“Generic”通用器件即可，图4-2右边给出通用器 件的查寻结果，可以单击来看看需要使用哪种元件。

(5) 电感和变压器 电感和变压器同属电感“Inductors”这一分类，只不 过在子类中，又分为通用电感、表面安装技术(SMT) 电感和变压器。一般来说，使用电感时直接拾取 “INDUCTOR”元件，使用变压器时，要看原、副 边的抽头数而定。 打开元件拾取对话框，选取“Inductors”大类下的子 类“Transformers”，如图4-4所示，在右侧显示出 变压器可选元件。常用的是前四种，名称前缀为 “TRAN-”，也可以直接输入这个前缀来搜寻变压器。 为了帮助大家记忆变压器的名称，以第一个变压器 “TRAN-1P2S”为例来说明它的含义。“TRAN”是 变压器的英文“TRANSFORMER”的缩写，“P”是 原边“PRIMARY”的意思，“S”是副边 “SECONDORY”的意思。而后面三个变压器都是 饱和变压器，
Proteus仿真工具 模拟电路实验仿真
模拟电路常用器件与仪器
1. 模拟电路常用器件 (1) 三极管 如何在Proteus的浩瀚元件库中找到自己想要的三极管元件呢？ 打开Proteus的元件拾取对话框，在类别“Category”中的 “Transistors”子类就是三极管，单击“Transistors”，出现 如图4-1中所示的元件。这些元件和我们平时常用的国产三 极管的型号不太一致，比如常用的国产高频小功率管3DG6 对应于2N5551，替换的原则是双方的管型一致，另外参数 也要一样(当然根据设计需求允许有误差)，元件替换对应也 可以在网上查找。如果只是一般的原理仿真，可以直接输入 “NPN”或“PNP”来拾取通用元件即可。如果用到场效应管， 则可以在对应的子类中查找。如图4-1中右侧所示。

4.1.2 单管共射放大器
在模拟电路中，单管共射放大器及负反馈是非常重 要的内容，这两个实验通常合并在一块电路板中 来做。接下来我们讨论单管共射放大器的静态工 作点及动态参数的调试与测量，最后来观察两级 放大电路中负反馈带来的影响。 1. 单管共射放大电路静态工作点的调试 单管共射放大器的电路如图4-12所示。


交、直流电压表和交、直流电流表的量程都可以设定， 比如可以设定一个交流电压表为毫伏表，如图4-9所 示，只需改变元件属性中的“Display Range”为 “Millivolts”即可。
图4-9 交流毫伏表的量程设定
(1) 示波器 Proteus的虚拟示波器能完成四个通道(A、B、C、 D)的波形显示与测量。待测的四个输入信号分别与 示波器的四个通道相接，信号的另一端应接地。 在前面的例子中我们已经熟悉了示波器的原理图符 号，下面介绍仿真运行后示波器界面各部分旋钮的 功能。图4-10是示波器仿真运行后的界面。


如“TRSAT2P2S2B”即Saturated Transformer with secondary and bias windings，意思是具有副边和 偏置线圈的饱和变压器。
图4-4 变压器拾取对话框
变压器在调用时，由于对称按钮可能处于选中状态， 原、副边绕组的位置就颠倒了，使用时要注意，尤 其是原边和副边绕组数目相同的变压器，这涉及到 原、副边的匝比是升压或降压变压器的问题。 变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现 的。打开“TRAN-2P2S”变压器的元件属性对话框， 如图4-5所示，原边和副边的电感值都是1H，即变 比n为1:1。如果我们想使它成为n=10:1的降压变压 器，可以改变原边电感，也可改变副边电感，还可 以两者同时改变，但要保证，即原、副边电压比值 等于原边电感与副边电感的平方比。
图4-12 单管共射放大器实验电路图
实验内容： 1. 将ui信号发生器调到f=1kHz，幅值为5mv， 设置静态工作点（调节RP直到输出波形不失 真），记录此时的IB、IC、Vce 2. 改变输入信号幅值，使其分别为10mv、 20mv、30mv输出将出现不同程度的非线性 失真，用示波器观察这3种情况的波形，当输 入30mv时，输出严重失真，说明共发射极放 大电路仅适用于小信号放大。 3. 测量放大电路的放大倍数、输入电阻和输出 电阻（幅值为5mv）

图4-10 示波器运行仿真后的界面
以通道A为例，“Position”旋钮用来调整波形的垂直 位移，下面的旋钮用来调整波形的幅度显示比例，外 面的黄色箭头是粗调，里面的黄色小箭头是细调，当 读刻度时，应把里层的箭头顺时针调到最右端。四个 通道的对应旋钮使用方法一样。在“Horizontal”下方 的两个旋钮分别用来调整波形的水平位移和扫描频率。 当用鼠标单击黑色的波形显示区域后，也可以通过滚 动鼠标滑轮来调整扫描频率。其他旋钮可保持原位不 动。 在运行过程中如果关闭掉示波器，需要从主菜单 【Debug】中选取最下面【VSM Oscilloscope】来重 现。
(4) 电容 模拟电路中常用的电容为极性电容，即电解电容。 其实无极性电容和电解电容在使用时没什么区别， 只不过当电容值较大时，一般在1μF以上时，要做成 电解电容。放大电路中的耦合电容一般为10~100μF， 为电解电容，特别注意的是，电解电容的正极性端 的直流电位一定要高于负极性端才能正常工作，否 则会出现意外现象。 常用的无极性电容的名称为“CAP”，极性电容为 “CAP-ELEC”，还有一个可动画演示充放电电荷的 电容为“CAPACITOR”。极性电容“CAP-ELEC”的 原理图符号正端不带填充，负端方框中填充有斜纹。 使用时可直接输入名字拾取即可。
图4-6 修改变压器变比
TR1
+70.7
AC Volts
+7.07
AC Volts
TRAN-2P2S
图4-7 变压器变比仿真
(6) 交、直流电源直流电源通常有单电池“CELL”和电 池组“BATTERY”两种，可任意改变其值。单相交流 电源为“ALTERNATOR”，可改变其幅值(半波峰值)和 频率。如图4-8所示。

图4-3 滑动变阻器元件属性对话框
“POT-HG”滑动变阻器的好处是可以直接用
鼠标来改变触头位置，精确度和调整的最小 单位为阻值的1%，比如一个1kΩ的电阻，精 确到10Ω，而一个100kΩ的电阻只能精确到 1kΩ，所以，当电阻较大时，考虑把它分成两 部分串联，一部分为较大阻值的固定电阻， 另一部分为较小阻值的滑动电阻，这样比较 科学。
B1 BAT1
1.5V 1通过点击Generator图标，选择相 关的交直流信号源。
2. 模拟电路仿真中的常用仪器 模拟电路中常用的仿真仪器主要有交流电压表、交流 电流表、直流电压表、直流电流表、信号发生器、示 波器等。 单击工具栏中的虚拟仪器图标，如图4-9所示，在对 象选择区出现所有的虚拟仪器名称列表，其中 “OSCILLOSCOPE”、“SIGNAL GENERATOR”、 “DC VOLTMETER”、“DC AMMETER”、“AC VOLTMETER”、“AC AMMETER”分别为示波器、 信号发生器、直流电压表、直流电流表、交流电压表 和交流电流表。


改变原、副边的电感值分别为100H和1H(也可以为 1H和0.01H)，即原副边电压比为10:1，此变压器为 降压变压器，如图4-6所示。
图4-5 变压器属性对话框
变压器变比设定后，在原边 加一个交流源 “ALTERNATOR”，使它为 幅值100V，频率为50Hz， 同时在原边加一个交流电压 表，在副边也加一交流电压 表，运行仿真，显示原边电 压有效值为70.7V，副边电 压有效值为7.07V，变压为 10:1。如图4-7所示。
1）电压放大倍数：AU=uo/ui 从示波器的输入输出波形可求出电压放大倍数 2）输入电阻： Ri=Ui/Ii 在输入端串接一个电阻R=5.1k，在输入回路 中接入AC电压表和AC电流表 3）输出电阻：Ro=Uo/Io 将负载开路，信号源短路，在输出端加电压 Uo（1v，1kHz）在输出回路中接入AC电压 表和AC电流表 （可参考课本P81、82图）