电子电路仿真分析与设计

上海大学
模拟电子技术课程
实践项目
项目名称：_电子电路仿真分析与设计_
****：_______***________
学号：______12122272_______
姓名：_______翟自协________
日期：_____2014/1/27______
电子电路仿真软件PSPICE
题目一：放大电路电压增益的幅频响应与相频响应
电路如图所示，BJT为NPN型硅管，型号为2N3904，放大倍数为50，电路其他元件参数如图所示。

求解该放大电路电压增益的幅频响应和相频响应。

步骤如下：
1、绘制原理图如上图所示。

2、修改三极管的放大倍数Bf。

选中三极管→单击Edit→Model→Edit Instance Model，
在Model Ediror中修改放大倍数Bf＝50。

3、由于要计算电路的幅频响应和相频响应，需设置交流扫描分析，所以电路中需要有交流源。

双击交流源v1设置其属性为：ACMAG=15mv,ACPHASE=0。

4、设置分析类型：
选择Analysis→set up→AC Sweep，参数设置如下：
5、Analysis→Simulate，调用Pspice A/D对电路进行仿真计算。

6、Trace→ Add（添加输出波形），，弹出Add Trace对话框，在左边的列表框中选中v(out)，单击右边列表框中的符号“/”，再选择左边列表框中的v(in)，单击ok按钮。

仿真结果如下：
上面的曲线为电压增益的幅频响应。

要想得到电压增益的相频响应步骤如下：在probe下，选择Plot→ Add Plot（在屏幕上再添加一个图形）。

如下图所示：
单击Trace→ Add（添加输出波形），弹出Add Trace对话框，单击右边列表框中的符号“P”，在左边的列表框中选中v(out)，单击右边列表框中的符号“-”，再单击右边列表框中的符号“P”，再选择左边列表框中的v(in)，单击ok按钮。

函数P（）用来求相位。

上面的曲线为电压增益的幅频响应和相频响应。

题目二：
差动电路的差模、共模电压增益分析与电路优化设计绘制差分放大电路原理图如图所示，其中vs+和vs-为正弦源。

另存为chadong1.sch
一、分析双端输入时的差模电压增益
1.设置信号源的属性。

vs+，vs-为差分放大电路的信号源。

vs+的属性设置如下：
Vs-的属性设置如下：
vs+的“AC”项设为10mv，vs-的“AC”项设为－10mv。

这样才能起到差模输入的作用。

2. 设置分析类型
3. Analysis→Simulate，调用Pspice A/D对电路进行仿真计算。

4．测得恒流源给出的静态电流为1.849mA，晶体管Q1和Q2的发射极电流相等，都为0.9246mA。

（思考为什么是相等的）
5. 在probe下，单击Trace→Add，在Trace Expression中输入要显示的变量。

若要观察单端输出时的差模电压增益，编辑表达式为：V(out1) / (V(Vs+:+)-V(Vs-:+))；若要观察双端输出时的差模电压增益，编辑表达式为：
(V(out1)-V(out2)) / (V(Vs+:+)-V(Vs-:+))。

得到结果如下：
6. 用游标测量，双端输出时的差模电压增益为100.68，单端输出时的差模电压增益为50.34.是双端输出时的一半（为什么）。

两条曲线的上限截止频率点都是3.3843Mhz。

二、分析双端输入时的共模电压增益
将原理图chadong1.sch打开，另存为chadong2.sch
1.设置信号源的属性。

vs+的属性设置不变。

Vs-的“AC”属性设置为10mv，使其和信号源vs+一样，这样就相当于在两个输入端加上了相同的信号，起到共模输入的作用。

2. 设置分析类型
3. Analysis→Simulate，调用Pspice A/D对电路进行仿真计算。

4. 在probe下，单击Trace→Add，在Trace Expression中输入要显示的变量。

若要观察单端输出时的共模电压增益，编辑表达式为：V(out1) / V(Vs+:+)；
若要观察双端输出时的共模电压增益，编辑表达式为：(V(out1)-V(out2)) / V(Vs+:+)。

得到结果如下：
5. 用游标测量，
双端输出时的共模电压增益为1.000E-30，（Pspice中用1.000E-30表示0），所以双端时的共模电压增益为0。

在中低频段的单端输出共模电压增益为0.000733，也已经非常小，说明单端输出情况下也具有良好的抑制共模信号的特性。

但随着频率的进一步增大，共模电压增益将会急剧增大，增加到一定程度后，将不会再有剧烈的增减，但是共模电压增益总是小于1。

三、分析差分放大电路的共模抑制比
第一步：打开chadong1.sch，作如下修改，以建立底层的电路图文件：
1. 将其另存为x1.sch。

2. 删除信号源vs+和vs-。

将电阻RS1和RS2移到合适位置，并设置其阻值为1000g（Pspice中不允许有悬空的节点，当某些节点确实要悬空时，就需要在它与地之间接一个特别大的电阻）。

3．设置层次电路的接口。

Get New Part IF IN 和IF OUT。

IF IN 表示输入端口。

IF OUT表示输出端口。

修改后的电路图如下所示：
4.保存，并将其另存为x2.sch。

第二步：设计高层次的电路。

1. 在schematics下，单击File→New新建立一个电路图文件。

并另存为CMMR.sch。

2. Draw→Block，取出两个块，分别命名为Cmod和Dmod，分别表示测量共模增益和差模增益的块。

如图所示：
3. 双击Cmod→Browser→选择电路图文件x1.sch，
双击Dmod→Browser→选择电路图文件x2.sch。

这样使高层次电路图中的各个模块与低层次的电路图文件连接了起来。

如图所示：
4. 放置两个正弦源作为信号源。

最后绘制好的测量差分放大电路共模抑制比
的高层次电路原理图如图所示：
正弦源v1的属性设置如下：
正弦源v2的属性设置如下：
它们的AC属性分别设置为10mv和－10mv。

其它属性均设为0.
5. 设置分析类型
6. Analysis →Simulate ，调用Pspice A/D 对电路进行仿真计算。

7. 在probe 下，单击Trace →Add ，在Trace Expression 中输入要显示的变量。

共模抑制比的表达式为vc VD VC
VD A A A A lg 20lg 20lg 20-=，所以编辑表达式为：
DB(V(Dmod:out+)/(V(Dmod:vin+)-V(Dmod:vin -)))- DB(V(Cmod:out+)/V(Cmod:vin+)) 得到仿真结果图如下：
8. 利用游标测得在中低频段共模抑制比为96.9DB 。

上限截止频率为37.832kHz 。