静态工作点稳定电路仿真分析报告

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电路仿真实验报告

电路仿真实验报告

Multisim模拟电路仿真实验1.实验目的(1)学习用Multisim实现电路仿真分析的主要步骤。

(2)用仿真手段对电路性能作较深入的研究。

2.实验内容实验19-1 基本单管放大电路的仿真研究(2)静态工作点理论上,由V E=1.2V得:I E=V E/(R E1+R E2)=1mA,I B=I E/(β+1)=16.39uA,I C=βI B=0.9836mA;U CE=Vcc- I C*Rc-V E=7.554V。

实测值I B =13.995uA,Ic=0.9916mA,U CE=7.521V;相对误差分别为14.63%,0.817%,0.438%(3)电压放大倍数理论值r be=1.886kΩ,Au=-14.0565实测值Au=-13.8476,相对误差1.486%(4)波特图观察电压放大倍数为Au=-13.8530,下限截止频率为17.6938Hz,上限截止频率为18.07MHz,带宽为18.07MHz。

(5)用交流分析功能测量幅频和相频特性。

(6)加大输入信号强度,观测波形失真情况。

失真度为31.514%(7)测量输入电阻、输出电阻。

测输入电阻:U rms=1.00mV,I rms=148nA,则输入电阻R i= U rms/I rms=6.757kΩ;测输出电阻:空载时U oO=14.0mV,带载时U oL=10.6mV,R L=10kΩ,则输出电阻R o=(U oO/U oL-1)* R L =3.208kΩ(8) 将R E1去掉,R E2=1.2kΩ,重测电压放大倍数,上下限截止频率及输入电阻,对比说明R E1对这三个参数的影响。

测得放大倍数Au=-95.2477,下限截止频率为105.7752Hz,上限截止频率为18.9111MHz,带宽为18.9110MHz,输入电阻R i=1.859kΩ。

由表易知,去掉R E1后电压放大倍数变大;上下截止频率都略有增加,通频带变宽;输入电阻变小。

典型的两级运放环路稳定性分析

典型的两级运放环路稳定性分析

典型的两级运算放大器环路稳定性分析典型的两级运放如图所示,负载电容CL=50fF。

首先建立静态工作点。

加偏置电流I0=4uA,加共模输入电平1.25V。

仿真后得到结果如下,静态工作点是合适的。

1.开环分析米勒补偿前做开环分析如下,显然,这是不合适的。

加米勒补偿电容Cc=200fF,做开环分析如下,显然,这也是不合适的。

这是由于电路中存在零点造成的。

加入调零电阻Rz=40K,,仿真结果如下。

可以看出,,,相位裕度为40度,不够。

可通过加大补偿电容来进一步分裂p1,p2主次极点。

(已尝试过加米勒补偿电容Cc=300fF可以得到大于60度的相位裕度)。

但是本次设计的运放用在负反馈环路中,故只需要负反馈环路是稳定的就达到设计标准。

理论计算。

查看各管子的静态工作点。

,,,即。

,,,即。

,。

理论值与仿真结果非常接近。

,理论值与仿真结果非常接近。

,,理论值与仿真结果非常接近。

,,理论值与仿真结果40度偏差较大。

2.在负反馈环路中做环路稳定性分析:从上图可以看出,加入反馈电阻网络R1,R2后就打破了原有的静态工作点:主要是反馈电阻网络R1,R2中的电流由M7管提供,所以M7管的静态工作点打破了,即运放的第二级跨导GmⅡ,输出电阻R2都变了。

从波特图中可以看出相位裕度为77度,满足设计标准。

理论计算:查看各管子的静态工作点。

,,,即。

,,,即。

,。

理论值与仿真结果非常接近。

,理论值与仿真结果非常接近。

,理论值与仿真结果非常接近。

,,理论值与仿真结果77度偏差较大。

此结果可能是由于gm7变大,原来的调零电阻RZ过大造成的。

现在改变调零电阻Rz=25K,,仿真结果如下:此时,相位裕度为63度,满足设计标准。

3.改用大电感大电容仿真环路增益:仿真方法如上图所示,将环路断开,加入大电感L0=1GH通直流以建立直流工作点,并且断开交流通路,加入大电容C3=1GF通交流小信号V8。

从仿真结果图中可以看出相位裕度为70度。

不同的仿真方式所得到的结果略有误差。

实验报告_静态稳定分析(3篇)

实验报告_静态稳定分析(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解静态稳定性的概念和重要性;2. 掌握静态稳定性分析的方法和步骤;3. 分析电路参数对静态稳定性的影响;4. 评估电路在实际应用中的稳定性。

二、实验原理静态稳定性是指电路在受到扰动后,能否恢复到稳定状态的能力。

对于一个稳定的电路,当输入信号为零时,电路的输出信号也应为零。

如果电路在受到扰动后,输出信号不能恢复到零,则称电路为不稳定。

静态稳定性分析通常采用奈奎斯特判据,该判据以开环传递函数的极点分布来判断闭环系统的稳定性。

若开环传递函数的极点全部位于左半平面,则闭环系统是稳定的;若至少有一个极点位于右半平面,则闭环系统是不稳定的。

三、实验内容1. 电路搭建搭建一个简单的负反馈放大电路,如图1所示。

图1 负反馈放大电路2. 电路参数设置根据实验要求,设置电路参数如下:R1 = 10kΩ,R2 = 20kΩ,R3 = 10kΩ,R4 = 5kΩ,Rf = 10kΩ,β = 100。

3. 静态稳定性分析(1)计算开环传递函数根据电路参数,计算开环传递函数H(s)如下:H(s) = -R3/R4 (R1+R2)/(R1+R2+R3+R4) (1+βRf/R3) / (1+βRf/R4)(2)绘制开环传递函数的波特图利用MATLAB或Python等软件,绘制开环传递函数的波特图,如图2所示。

图2 开环传递函数波特图(3)判断静态稳定性根据奈奎斯特判据,若开环传递函数的极点全部位于左半平面,则闭环系统是稳定的。

观察图2,开环传递函数的极点全部位于左半平面,因此该电路是稳定的。

4. 电路参数对静态稳定性的影响分析(1)改变R1和R2的比值保持R3、R4、Rf和β不变,改变R1和R2的比值,观察电路的静态稳定性。

当R1/R2 = 1/2时,开环传递函数的极点分布如图3所示,开环系统不稳定。

当R1/R2 = 2/1时,开环传递函数的极点分布如图4所示,开环系统稳定。

图3 R1/R2 = 1/2时开环传递函数极点分布图4 R1/R2 = 2/1时开环传递函数极点分布(2)改变R3和R4的比值保持R1、R2、Rf和β不变,改变R3和R4的比值,观察电路的静态稳定性。

电路课实验报告总结(3篇)

电路课实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景电路课是一门理论与实践相结合的课程,通过实验可以加深对电路理论知识的理解,提高动手能力和解决问题的能力。

本实验报告总结了我在电路课中所完成的几个实验,包括基本放大电路、差分放大电路、稳压电路等,并对实验过程、实验结果及心得体会进行了总结。

二、实验内容及过程1. 基本放大电路实验(1)实验目的:掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法,研究交流放大器的工作情况,加深对其工作原理的理解。

(2)实验过程:搭建基本放大电路,调整电路参数,测量静态工作点,分析电路性能。

(3)实验结果:通过实验,掌握了放大电路直流工作点的调整方法,分析了电路的增益、带宽、输入输出阻抗等性能指标。

2. 差分放大电路实验(1)实验目的:提高对差分放大电路性能及特点的理解,学习其性能指标测试方法。

(2)实验过程:搭建差分放大电路,调整电路参数,测量差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等性能指标。

(3)实验结果:通过实验,了解了差分放大电路的工作原理,掌握了性能指标测试方法,分析了电路的共模抑制能力、温度稳定性等特性。

3. 稳压电路实验(1)实验目的:学习稳压电路的设计原理,提高对稳压电路性能指标的理解。

(2)实验过程:搭建稳压电路,调整电路参数,测量输出电压、输出电流、纹波电压等性能指标。

(3)实验结果:通过实验,掌握了稳压电路的设计方法,分析了电路的稳压精度、负载调节范围、温度稳定性等特性。

三、实验心得体会1. 理论与实践相结合:电路课实验使我深刻体会到理论知识与实践操作的重要性。

只有将理论知识应用于实际操作中,才能更好地理解电路原理,提高动手能力。

2. 分析问题、解决问题的能力:在实验过程中,遇到各种问题,通过查阅资料、分析电路原理,最终找到解决问题的方法。

这使我更加自信地面对实际问题。

3. 团队合作:实验过程中,与同学互相帮助、共同讨论,提高了团队协作能力。

在今后的学习和工作中,这种团队合作精神将使我受益匪浅。

晶体管静态工作点的稳定电路

晶体管静态工作点的稳定电路

课程论文题目:晶体管静态工作点的稳定电路作者:铁虎所在学院:信息科学与工程学院专业年级:通信08-2班指导教师:李新刚职称:讲师2010年 1 月 6 日晶体管的静态工作点稳定电路摘要: Multisim10.0是一种专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件,本文给出了使用该软件对模拟电路中的单管共射放大电路进行仿真的设计方法,采用多种分析手段对电路性能进行动态测试,通过反馈数据改进电路以达到设计要求,最后总结了电子设计中使用EDA技术的优点。

使用Multisim10.0对电路进行分析,可以使复杂的计算变得非常简便、直观,便于学生在建模仿真过程中更加深刻的理解和掌握所学知识。

关键词:电路结构、静态、动态、分析、稳定放大电路1 前言电子线路是一门实践性很强的课程,实验在电子线路的教学中占有非常重要的地位。

传统的实验都是在真实的实验室中完成的,随着现代教育技术的发展和仿真软件的问世,使得实验可以在虚拟实验室中完成。

真实实验和仿真实验相结合,能使实验达到最佳的教学效果。

通过实验学生能更好地掌握理论知识,同时锻炼学生的动手能力。

放大电路的多项重要指标均与静态工作点的设置密切相关。

如果静态工作点不稳定,则放大电路的性能指标也将发生变动。

因此,如何使静态工作点保持稳定,是一个十分重要的问题。

Multisim10.0是National Instruments Electronics workbench Group 公司 2007年推出的以Windows 为系统平台的仿真工具,适用于板级的模拟数字电路的设计工作,是非常有用的 EDA设计套件,可以帮助用户完成电路设计主要工作。

Multisim10.0包含了电路原理的图形输入,模拟电路仿真,数字电路仿真,混合模式电路仿真,高频电路仿真,PCB布局等功能,并支持VHDL、Verilog 语言的电路仿真与设计,以及与其他软件间的接口。

另外 Multisim10.0MCU 模块增加了微控制器的协同仿真功能,用于完成整个系统的模拟验证。

eda软件绘图测试静态工作点稳定电路的设计仿真 心得体会

eda软件绘图测试静态工作点稳定电路的设计仿真 心得体会

eda软件绘图测试静态工作点稳定电路的设计仿真心得体会首先,通过对这门课程相关理论的学习,我掌握了eda的一些基本的的知识,现代电子产品的性能越来越高,复杂度越来越大,更新步伐也越来越快。

实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子技术的发展。

前者以微细加工技术为代表,目前已进入超深亚微米阶段,可以在几平方厘米的芯片上集成几千万个晶体管;后者的核心就是电子设计自动化eda(electronic design automatic)技术。

eda是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子cad通用软件包,它根据硬件描述语言hdl完成的设计文件,自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

eda技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。

其次,通过对课程的实验的学习,我对eda的学习和理解有了更深刻的认识和体会。

我们团队共四个人,做的是两层电梯控制器,作为这个实验的一员与负责人,我感到很有压力。

因为只对课本知识的学习,我对实验做成功的把握不是很大。

因为我们是机械专业,学习电的知识也主要是通过大二学的《电工学》,因此只能对数字逻辑与数字电路有初步的了解,而eda是在数字电路发展到一定阶段的产物,因此学习起来也很费力。

然而,在我们团队的共同努力下,我们最终成功地完成了这个实验,包括时序仿真和硬件测试仿真,都取得了非常成功地效果。

在上实验课的时候,那个周六下午,整个实验室只有那寥寥几人,我很庆幸我是其中的一人,因为在那里我学习到了很多,我完成了上次实验没有完成的扫描显示的实验,也完成了步进电机控制器的实验,还在老师的指导下完成了梁祝音乐演示实验,最后在晚上我也去了实验室,和我们团队成员开始进行两层电梯控制器的设计,通过一个晚上的努力,我们最终把它给调试了出来。

静态工作点的调试实验报告

静态工作点的调试实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除静态工作点的调试实验报告篇一:单级放大电路静态参数测试实验报告单级放大电路静态参数测试一、实验目的1、熟悉模拟电子技术实验箱的结构,学习电子线路的搭接方法。

2、学习测量和调整放大电路的静态工作点,观察静态工作点设置对输出波形的影响。

二、实验说明图6-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。

它的偏置电路采用Rb1和Rb2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。

图6-1共射极单管放大器实验电路在图6-1电路中,旁路电容ce是使Re对交流短路,而不致于影响放大倍数,耦合电容c1和c2起隔直和传递交流的作用。

当流过偏置电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算:Rb1uccub?Rb1?Rb2u?ubeIe?b?IcReuce?ucc?Ic(Rc?Re)R//RL电压放大倍数AV??βcrbe输入电阻Ri?Rb1//Rb2//rbe输出电阻Ro?Rc由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。

在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。

一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。

放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号ui?0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位ub、uc和ue。

电子电路multisim仿真实验报告

电子电路multisim仿真实验报告

电子电路multisim仿真实
验报告
班级:XXX
姓名:XXX
学号:XXX
班内序号:XXX
一:实验目的
1:熟悉Multisim软件的使用方法。

2:掌握放大器静态工作点的仿真方法及其对放大器性能的影响。

3:掌握放大电路频率特性的仿真方法。

二:虚拟实验仪器及器材
基本电路元件(电阻,电容,三极管)双踪示波器波特图示仪直流电源
三:仿真结果
(1)电路图
其中探针分别为:
探针一探针二
(2)直流工作点分析。

(3)输入输出波形
A通道为输入波形B通道为输出波形
四:实验流程图
开始
选取实验所需电路元件
及测量工具
合理摆放元件位置并连
接电路图
直流特性分析
结束
五:仿真结果分析
(1)直流工作点
电流仿真结果中,基极电流Ib为7.13u,远小于发射极和集电极,而发射极和集电极电流Ie和Ic近似相等,与理论结果相吻合。

电压仿真结果中,基极与发射极的电位差Vbe经过计算约为0.625V,符合三极管的实际阈值电压,而Vce约为5.65V。

以上数据均满足放大电路的需求,所以电路工作在放大区。

(2)示波器图像分析
示波器显示图像中,A路与B路反相,与共射放大电路符合。

六:总结与心得
这次的仿真花费了大量时间,主要是模块的建立。

经过本次的电子电路仿真实验,使我对计算机在电路实验中的应用有了更为深刻的认识,对计算机仿真的好处有了进一步的了解。

仿真可以大大的减轻实验人员的工作负担,同时更可以极大的提升工作效率,事半功倍,所以对仿真的学习是极为必要的。

电力系统静态稳定暂态稳定实验报告

电力系统静态稳定暂态稳定实验报告

电⼒系统静态稳定暂态稳定实验报告电⼒系统静态、暂态稳定实验报告⼀、实验⽬的1.了解和掌握对称稳定情况下,输电系统的各种运⾏状态与运⾏参数的数值变化范围;2.通过实验加深对电⼒系统暂态稳定内容的理解3.通过实际操作,从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施⼆、原理与说明实验⽤⼀次系统接线图如图1所⽰:图1. ⼀次系统接线图实验中采⽤直流电动机来模拟原动机,原动机输出功率的⼤⼩,可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统⽤标准⼩型三相同步发电机来模拟电⼒系统的同步发电机,虽然其参数不能与⼤型发电机相似,但也可以看成是⼀种具有特殊参数的电⼒系统的发电机。

发电机的励磁系统可以⽤外加直流电源通过⼿动来调节,也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现⾃动调节。

实验台的输电线路是⽤多个接成链型的电抗线圈来模拟,其电抗值满⾜相似条件。

“⽆穷⼤”母线就直接⽤实验室的交流电源,因为它是由实际电⼒系统供电的,因此,它基本上符合“⽆穷⼤”母线的条件。

为了进⾏测量,实验台设置了测量系统,以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。

为了测量发电机转⼦与系统的相对位置⾓(功率⾓),在发电机轴上装设了闪光测⾓装置。

此外,台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

电⼒系统静态稳定问题是指电⼒系统受到⼩⼲扰后,各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能⼒。

在实验中测量单回路和双回路运⾏时,发电机不同出⼒情况下各节点的电压值,并测出静态稳定极限数值记录在表格中。

电⼒系统暂态稳定问题是指电⼒系统受到较⼤的扰动之后,各发电机能否过渡到新的稳定状态,继续保持同步运⾏的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运⾏时发电机功率特性为:P1=(Eo×Uo)×sinδ1/X1;短路运⾏时发电机功率特性为:P2=(Eo×Uo)×sinδ2/X2;故障切除发电机功率特性为:P3=(Eo×Uo)×sinδ3/X3;对这三个公式进⾏⽐较,我们可以知道决定功率特性发⽣变化与阻抗和功⾓特性有关。

完整版共射放大电路计算仿真测试分析报告

完整版共射放大电路计算仿真测试分析报告

完整版共射放大电路计算仿真测试分析报告一、引言共射放大电路是一种常用的电子放大电路,可以将输入信号的幅度放大到较大的输出信号。

本文将对共射放大电路进行计算、仿真和测试,并进行详细的分析和报告。

二、电路图和参数共射放大电路的电路图如下所示:(插入电路图)电路参数如下:输入信号幅度Vin = 0.1V输入信号频率f=1kHz直流输入电源Vcc = 12V直流电源温度T=25°CBJT参数:β = 100,Vbe = 0.7V三、计算分析1.静态工作点计算根据电路图,可以通过分压电路计算基极电压Vb,即:Vb = Vcc * (R2 / (R1 + R2))在此基础上,可以计算发射极电压Ve,即:Ve = Vb - Vbe根据等效电路模型,可以计算集电极电流Ic,即:Ic=β*Ib2.放大倍数计算共射放大电路的放大倍数Av可以通过下式计算:Av=-β*(Rc/Re)3.频率响应计算共射放大电路的截止频率fc可以通过下式计算:fc = 1 / (2π * Re * Ce)四、仿真测试在Multisim软件中,创建共射放大电路的电路图,并设置参数如上所述。

通过输入一个正弦信号,观察输出信号的波形,并测量输入输出信号的幅度和相位差。

五、仿真结果分析1.静态工作点分析通过计算,得到静态工作点的电压如下:Vb=4.8VVe=4.1VIc=10mA2.放大倍数分析通过计算,得到放大倍数Av=-100,即原始信号被放大了100倍。

3.频率响应分析通过计算,得到截止频率fc = 159Hz。

这意味着在这个频率以下,放大倍数基本保持稳定;而在高于这个频率的信号,放大倍数将逐渐减小。

4.仿真测试结果根据仿真测试,可以观察到输入信号被放大了100倍,并且相位差较小,说明该共射放大电路具有较好的增益和线性特性。

六、结论通过对共射放大电路进行计算、仿真和测试,可以得到如下结论:1.静态工作点分析表明,电路能够在合适的工作范围内正常工作。

分压式静态工作点稳定电路实验报告

分压式静态工作点稳定电路实验报告

分压式静态工作点稳定电路实验报告1. 引言静态工作点是指电子元件或电路在无交流信号输入时的直流电流和电压值,是电路中的重要参数之一。

在理想情况下,我们希望静态工作点稳定,以保证电路正常工作。

本实验旨在通过分压式静态工作点稳定电路的搭建和实验验证,探究分压式电路对静态工作点的影响以及其稳定性。

2. 实验原理(1) 分压式静态工作点稳定电路:该电路由电压分压器和负载电阻组成。

其中,电压分压器由两个电阻串联而成,并与电源相连,负载电阻则与电压分压器并联连接。

(2) 分压式电路原理:将输入电源的电压通过电压分压器分配给负载电阻,调整分压器的比例可以改变电路的输出电压。

理想情况下,负载电阻的两端电压可通过分压器的输出电压和总电阻来计算。

(3) 静态工作点分析:静态工作点一般表示为电路中某一元件两端的电压或电流值。

在本实验中,将通过测量电路中负载电阻两端的电压来确定静态工作点的位置,通过调整电路参数来使得静态工作点稳定在期望值附近。

3. 实验设备(1) 直流电源,电压范围可调(2) 电阻,选择合适的电阻值以满足实验要求(3) 万用表,用于测量电路参数4. 实验步骤(1) 搭建分压式静态工作点稳定电路,如图所示。

(2) 将直流电源连接到电路中,设置合适的电压值。

(3) 用万用表测量负载电阻两端的电压,并记录下来。

(4) 在保持电源电压不变的情况下,调整电路参数(如电阻值)来改变电路的分压比例。

(5) 重复步骤(3)和(4),记录不同电路参数下的负载电阻两端电压值。

5. 实验结果与分析通过实验记录的数据,可以绘制出不同电压分压比例下负载电阻两端电压的变化曲线。

从曲线图中可以看出,当分压比例改变时,负载电阻两端电压也发生变化,说明分压式电路对静态工作点有一定的影响。

此外,我们可以观察到当分压比例较小时,负载电阻两端电压较为稳定,而当比例增大时,负载电阻两端电压变化幅度增大,说明分压式电路对静态工作点的稳定性呈现一定的影响。

静态工作点稳定地放大电路分析报告

静态工作点稳定地放大电路分析报告

静态⼯作点稳定地放⼤电路分析报告静态⼯作点稳定的放⼤电路分析⼀、课题名称静态⼯作点稳定的放⼤电路分析⼆、设计任务及要求分析静态⼯作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。

(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等)三、电路分析1.静态⼯作点Q的分析(1)什么是静态⼯作点Q静态⼯作点就是输⼊信号为零时,电路处于直流⼯作状态,这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表⽰为⼀个确定的点,设置静态⼯作点的⽬的就是要保证在被被放⼤的交流信号加⼊电路时,不论是正半周还是负半周都能满⾜发射结正向偏置,集电结反向偏置的三极管放⼤状态。

可以通过改变电路参数来改变静态⼯作点,这样就可以设置静态⼯作点。

若静态⼯作点设置的不合适,在对交流信号放⼤时就可能会出现饱和失真(静态⼯作点偏⾼)或截⽌失真(静态⼯作点偏低)。

如图1为阻容耦合电路图1晶体管型号BC107BP参数 .MODEL BC107BP NPN IS =1.8E-14 ISE=5.0E-14 NF =.9955 NE =1.46 BF =400 BR =35.5+IKF=.14 IKR=.03 ISC=1.72E-13 NC =1.27 NR =1.005 RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80+VAR=12.5 CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =50.72E-9 VJC=.54 MJC=.33 在放⼤电路中,当有信号输⼊时,交流量与直流量共存。

将输⼊信号为零,即直流电流源单独作⽤时晶体管的基极电流I B,集电极电流I C,b-e之间电压U BE,管压降U CE称为放⼤电路的静态⼯作点Q,常将四个物理量记作I BQ,I CQ,U BEQ,U CEQ。

在近似估算中常认为U BEQ为已知量,对于硅管U BEQ=0.7V,锗管U BEQ=0.2V。

为了稳定Q点,通常使参数的选取满⾜I1>>I BQ因此B点电位U BQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc静态⼯作点的估算U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·VccI EQ=(U BQ-U BEQ)/ReU CEQ=V CC-I CQ(Rc+Re)(2)为什么要设置合适的静态⼯作点对于放⼤电路最基本的要求,⼀是不失真,⼆是能够放⼤。

PSpice仿真教程2--对静态工作点的温度特性分析

PSpice仿真教程2--对静态工作点的温度特性分析

题目:对静态工作点的温度特性分析
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。

(1)求Q点。

(2)作温度特性分析。

观察温度在-30℃~+70℃范围内变化时,BJT的集电极电流Ic的变化范围?
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。

题目要求“观察当温度在-30℃~+70℃范围内变化时,BJT的集电极电流Ic的变化范围”,所以加电流观测标识测量Ic,设置直流扫描分析,扫描变量设置为温度。

3. 加电流观测标识。

4.设置分析类型
选择Analysis→set up→DC 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.在probe下观测仿真结果
选择Tools→Cursor→Display ,用游标测量曲线上的点。

问题:
1. 静态工作点Q (I C、I B、V CE)分别为多少?如何测量?
2. 当温度为-30℃和+70℃时,集电极电流Ic分别是多少?Ic的变化量是多少?这说明
了什么?
3. 分析该电路稳定静态工作点的原理?
4. 若将电源vs改为正弦源VSIN,是否能够得到同样的结果?VSIN为什么可用于直流扫
描分析?。

分压式静态工作点稳定电路实验报告

分压式静态工作点稳定电路实验报告

分压式静态工作点稳定电路实验报告实验目的:掌握分压式静态工作点稳定电路的基本原理和设计方法,学会使用器件参数及相关参数计算公式进行电路设计。

实验器材:示波器、函数发生器、电阻、二极管、PNP、NPN三极管、稳压二极管、电容器、万用表等。

实验原理:分压式静态工作点稳定电路是一种常用的三极管偏置电路,主要用于保持三极管在静态工作点上的稳定。

稳定电路的基本原理是通过合适的电路设计,调整电路中的元件参数,使得三极管在工作过程中保持在合适的静态工作点上。

实验步骤:1. 准备所需器件和元件,包括二极管、PNP、NPN三极管、电阻、稳压二极管、电容器等。

2. 按照设计要求,计算电路所需的元件参数。

例如,可以根据所选取的三极管型号和工作电流,计算电阻值和稳压二极管的电压等。

3. 按照计算结果,进行元件参数的选择和连接。

连接电路时要注意保持电路的连续性和正确性。

4. 连接完毕后,接入电源,调整函数发生器输出的电压和频率,观察示波器上的波形变化。

5. 根据观察结果,适当调整电路中的元件参数,调整静态工作点,并观察示波器上的波形变化。

6. 重复上述步骤,直到达到预期的静态工作点稳定。

实验结果:根据实验现象和观察结果,判断电路的静态工作点是否稳定。

可以通过示波器上的波形变化和计算所得的电路参数来判断是否达到了预期的效果。

实验总结:通过这次实验,我掌握了分压式静态工作点稳定电路的基本原理和设计方法,学会了使用器件参数及相关参数计算公式进行电路设计。

在实验中,我不仅学会了实际操作电路的技巧,还培养了观察和分析实验现象的能力。

通过不断调整元件参数,我成功地实现了预期的静态工作点稳定效果。

这次实验对我今后的电路设计和工程实践有着重要的意义。

典型静态工作点稳定电路

典型静态工作点稳定电路

典型静态工作点稳定电路
典型的静态工作点稳定电路是指在电子电路中用来确保输出稳定在特定电压或电流水平的一种电路。

这种电路通常是通过负反馈来实现的,负反馈是一种控制电路输出的技术,它可以使电路的输出稳定在一个预期的值附近。

在典型的静态工作点稳定电路中,常见的包括基准电压源、稳压器和放大器等组件。

基准电压源用于提供一个稳定的参考电压,稳压器则可以将输入电压调节为稳定的输出电压,放大器则可以用来放大信号并通过负反馈来调节输出。

在设计这种电路时,需要考虑到电路的稳定性、温度漂移、负载变化等因素。

此外,还需要考虑功耗、成本和可靠性等方面的问题。

选择合适的元件和设计合理的电路拓扑结构对于实现稳定的静态工作点至关重要。

另外,还有一些特定的稳压器电路,比如基准电压源、电流源和电压源等,它们都可以用来实现静态工作点的稳定。

这些电路在各种电子设备中都有广泛的应用,比如在电源供应器、放大器、传感器等电路中都可以看到它们的身影。

总的来说,典型的静态工作点稳定电路是电子电路中非常重要的一部分,它可以确保电路的输出稳定性,提高电路的可靠性和性能。

在实际应用中,设计工程师需要根据具体的需求和条件选择合适的稳定电路,并且进行合理的设计和优化。

基于Multisim 10.1的静态工作点稳定电路的频率响应的虚拟仿真

基于Multisim 10.1的静态工作点稳定电路的频率响应的虚拟仿真

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2014 年第 37 卷
现代电子技术
在幅频特性曲线图中包括下限频率 f L(当电压放
大倍数下降到 0.707A u 时,相应的低频频率)、上限频率
f H(当 电 压 放 大 倍 数 下 降 到 0.707A u 时 ,相 应 的 高 频 频
率)和通频带 f BW(上限频率和下限频率之间的频率范
tion of Multisim 10.1 in the experimental teaching of electronic circuit can make abstract theoretical teaching become more con⁃
cretely and be propitious to improvement of teaching quality of electronic circuit.
位失真总称为频率失真 [5],而此失真是由电路的线性电
件 [3],将 Multisim 10.1 用于电子线路实践教学中,对传统
抗元件(电阻、电容、电感等)引起的,故称为线性失真。
教学模式起到了很好地补充。本文以静态工作点稳定
为实现信号不失真放大则必须要研究静态工作点稳定
电路的频率响应仿真分析为例,介绍 Multisim 10.1 在实
475003)
要:通过 Multisim 10.1 软件对静态工作点稳定电路的频率响应进行了仿真,观察到了放大电路幅频特性波特图的
变化规律,采用波特仪分析了耦合电容或旁路电容的大小变化引起下限截止频率的变化和发射极电阻的变化引起上限截止
频率的变化,得出了虚拟仿真结果与实际理论计算相吻合。通过实例验证了,将 Multisim 10.1 仿真软件 Multisim 10.1
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xx理工大学xx学院专业课程设计报告题目:静态工作点稳定电路仿真分析专业:电气工程及其自动化班级: 14 电气三班姓名:刘德员学号: 201430884035同组队员:庄阳,沈李,黄金金,陈区,胡源指导教师:王萍日期:2014年 7 月 9 日目录一、设计 (1)二、设计要求 (1)三、设计内容 (1)3.1(3.1.............................................. 错误!未定义书签。

..................................................... 错误!未定义书签。

四、仿真过程中遇到的问题及排除措施 (15)五、总结 (16)六、主要参考文献 (16)一、设计目的为了熟悉模拟电子技术基础课程,从整个过程中学习到更加贴近实践的知识,巩固我们理论方面的理解,学习Orcad 仿真软件的使用,实现题目所要求的仿真效果,了解实际电路频率特性的测量方法,因此对静态工作点稳定电路进行仿真分析。

二、设计要求第一部分:电路如图(1)所示,结合必要的理论分析和相关计算,用仿真软件研究下列问题:(1) 确定一组电路参数,使电路的Q 点合适。

(2) 若输出底部失真,则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?若同时出现顶部和底部失真呢?调整Q 点约在交流负载线的中点。

(3) 要想提高电路的电压放大能力,可采用哪些措施。

图(1)第二部分:利用软件研究图(2)所示电路的频率响应。

(1) 设C 1=C 2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率。

(2) C 1=C 2=10uF 时电路的频率响应及C 1,C 2取值对低频特性的影响。

(3)放大管的集电极静态电流对上限频率的影响。

图(7)三、设计内容3.1静态工作点稳定电路仿真分析3.1.1.题目分析(1)确定一组电路参数,使电路的Q点合适:自己选定一组电阻、电容等器件的参数,通过观察仿真软件的输出波形,判定是否可以得到一组合适的静态工作点。

(2)若输出底部失真,则可采取哪些措施?若输出电压波形顶部失真,则可采取哪些措施?若同时出现顶部和底部失真呢?答:出现底部失真说明晶体管产生饱和失真,即Q点过高,只要适当把Q点降低就可以解决该问题。

出现顶部是真,说明晶体管产生截止失真,即Q点过低,只要适当把Q点升高就可以解决该问题。

如果出现底部和顶部同时失真,就要把最大不失真输出电压的峰值适当减低,从而达到目的。

(3)要想提高电路的电压放大能力,可采用哪些措施:①选用高倍数晶体管;②提高输出阻抗;③提高电源电压;④采用多级复合。

3.1.2. 整体构思先用课本的理论知识根据自己设定的参数分析电路的Q点,分析某一个量对Q点的影响,然后在仿真软件上验证是否正确。

同理对其他的量也进行一样的验证步骤。

分析一些参数对波形失真与否的影响,确定解决失真问题中要改变的一些变量,从而得到解决失真中具体问题的方法。

如果要知道其放大能力,就要使得放大倍数增大,输出电阻大的话,输出电压也会相应的变大,根据放大倍数的公式AU =U/Ui。

当,U变大的时,AU也会相应的变大,其放大能力也就提高了。

3.1.3 具体实现①确定合适的Q点:任意给定一组参数。

在Orcad软件上,得出的Q点的值,判断出是截止失真还是饱和失真,在根据两种失真的解决方法,依次尝试,得出最后的在放大区域内的输出波形(没有失真情况下),也即其中一个适合的Q点。

适合的Q点参数如下图所示。

图(2)得出的输出波形仿真图如下。

图3②根据“①”步骤中可以得到一些截止失真和饱和失真的波形图,它们的参数分别是:=10k。

其他参数跟图(2)的参数一样。

得出的波形图如下 a.顶部失真:Rb2图4解决方法:(如果把Rb2增大到15k,就等效于把基极电源增大,从而达到了解决顶部失真的目的,就可以得到上面的图3的波形图了)b.底部失真:Rb1=5k。

其他的参数跟图(2)的参数一样得出的波形图如下:图5解决方法:如果把Rb1的值增大到12k,也即等效的减少了IBQ的大小,从而达到解决底部失真的目的,也就可以的上面图3的波形图。

C.同时出现底部和顶部失真:RL=2.3k,其他参数与图(2)一样,这样就出现了底部和顶部同时失真的输出波形仿真图如下图6=5.1k,也即增大了交流负载线的斜率,使得输出最大不失解决方法:如果把RL真电压峰值变大,此时的波形图如图3所示。

3.1.4定性说明以及定量计算3.1.4.1 确定合适Q点的定量计算:由图1可得近似计算方法:,若采用戴维南等效,则有:其中:,可见,只有在电阻Re和Rb1、Rb2 是同一数量级时才可以简单采用估算方法。

如果Re比Rb1、Rb2小得多,则只能采用戴维南等效方法进行计算。

3.1.4.2 底部失真,顶部失真和同时底部、顶部失真的定性分析:顶部失真可以适当提高静态工作点Q,只有将基极电压增大,就可以以实现将Q点降低。

如果是底部失真,就要适当降低Q点,为此,可以增大基极电阻,以减少基极静态电流IBQ ,从而减小集电极静态电流ICQ;也可以减少集电极电阻以改变负载斜率,从而增大UCEQ ,或者变换一直β较小的管子,以便在同样的IBQ情况下减小ICQ。

若同时出现顶部和底部失真呢?调整Q点约在交流负载线的中点(根据交流负载线的斜率=【-1/(Rc //RL)】,所以如果是底部和底部同时失真的话,说明交流负载线的斜率比较小,为了不出现这种情况,可以增大其斜率,则只能够增大RL 。

由于RC不变,所以不影响到直流负载线的斜率,波形的幅值就会变大。

达到目的)。

3.1.4.3 提高电压放大能力的定性分析和定量计算:为使问题简单起见,设电路某一参数变化时其余参数不变。

在晶体管的h参数等效电路中:(1)图1所示电路的电压放大倍数为:(2)其中:单从式(2)看,可以通过增大β、RC 、RL和减小rbe来增大|AU|,这些方法是否合理且行之有效呢?(1) RL是由负载本身决定的,通常不能改变。

(2)增大RC 虽可使AU增大。

但必须考虑到,一方面由于输出电阻为,增大,就是增大,从而使电路带负载能力减弱;另一方面,当远远大于时,,所以增大对提高电压放大能力的影响不大,而且增大会使静态管压降减小,从而可能引起放大电路产生饱和失真。

(3)若且,根据式(1)可得(3)于是式(2)可改写为(4)式(4)表明,通过更换管子来增大对影响不大。

换言之,在相同的情况下,大的管子也大,只有在不满足式(3)时增大才是有效的方法。

同时应注意,增大会使增大,从而使Q点沿直流负载线上移,易产生饱和失真。

(4)减小使增大,随之增大,必然减小,根据式(2)可知,一定增大。

从对各种组态的放大电路分析可知,电压放大倍数与有关,所以对单管放大电路而言,减小是增大的行之有效的方法。

但是由于输入电阻,减小和将使减小,从而增大从信号源汲取的电流;而且减小会使Q点沿直流负载线上移,易产生饱和失真。

综上所述,各种方法中,减小即增大是提高图1所示放大电路电压放大能力的最有效的方法。

当然,的减小必须适当。

可见,无论采用何种方法均不能顾此失彼,应当充分考虑它们对Q点的影响,以及由于Q点变化对输入电阻和输出电阻等的影响。

上述分析也说明,不能将电子电路中的表达式看成为单纯的数学公式,电子电路是非线性电路,各种参数均与静态工作点有关。

我们应对照电路深入理解式中各参量的物理意义及其相互关系。

3.2电路的频率响应的仿真分析3.2.1 题目分析(1) 设C1=C2=10uF,分别测试它们所确定的下限频率:先自己选定输入直流电源和输入交流电源的参数,晶体管选用高频小信号晶体管ZTX325,通过观察仿真软件的输出波形,和静态工作点数值的分析,判定是否可以得到一组合适的静态工作点。

此后开始进行下限频率的求取。

对于C1所确定的下限频率,可令C2=500uF ,使得C2对放大电路下限频率几乎无影响。

同理,对于C2确定的下限频率,也可令C1=500uF 。

用仿真软件,得出电路放大倍数A US 的波特图,在波特图中可以找出中频带的峰值,峰值的0.707倍的值所对应的频率则是其下限频率f L 。

这样就求出了两个对应的下限频率。

(2) C 1 = C 2 = 10uF 时电路的频率响应及C 1,C 2取值对低频特性的影响:①对于C1=C2=10uF 时候对应的频率响应可以通过仿真软件,对于其放大倍数A Us 取dB值就可以了,也即在确定输出波形时候选定的量纲为dB (A Us ),此时得到的图像就是该电路在C1=C2=10uF 条件下的频率响应。

②对于C1,C2的取值对其低频段的特性的影响,我们可以分别对C1与C2取不同的值,观察其变化,则可以得出其变化的规律。

从而得出最后结论。

(3) 放大管的集电极静态电流对上限频率的影响:改变放大管的集电极的静态电流,也即改变基极的电流,前提是要保晶体管工作在放大区域内,方可进行下面的步骤:观察其上限频率的变化,得出结论。

3.2.2 整体构思先实现第一小题的仿真分析,在其中得出下限频率之后,再做第二小题,再实现第三小题的仿真分析,这三个小题主要注意的就是静态工作点,一定要保证晶体管工作在放大区域内,保证实验的顺利进行。

3.2.3 具体实现(1) 求下限频率。

如图(7)——上面。

令C1=10uF ,C2=500uF ,其它值不变,则可得到的A US 的波特图中,标志其峰值是105.883,再由105.883×0.707=74.859所对应的频率,通过在仿真图上移动校准线,得到的对应的频率值则为下限频率的值,具体可以从图(8)观察得出,C1确定的下限频率f=2.4705HzL图8对于C2确定的下限频率,令C1=500uF,C2=10uF,跟(1)中同样的步骤可以得到相应的下限频率f=490.019mHz。

如图(9)L图9(2)①频率响应仿真图:令C1=C2=10uF,其它参数与图(7)一样。

在仿真过程中,选定输出量纲为dB(A),得到的频率响应仿真图(10)Us图10②C1、C2对低频特性的影响:表1图11图12图13图14结论:由图10、图11、图12、图13、图14的下限频率数值对比可知,当 C1不变,C2减小的时候,低频带会变宽,反之变窄;当C2不变的时候,C1减小的时候,低频带会变宽,反之则变窄。

,可以改(3)、放大管的集电极静态电流对上限频率的影响:通过改变基极电阻Rb变基极电流,从而达到改变集电极电流的目的,在用仿真软件orcad作出其放大倍数的波特图,观察其上限频率的变化。

具体参数的设定如下表所示。

表2图15图16结论:如表2数据所示,当Rb增大的时候,集电极电流减小,此时上限频上限频率f H减小。

当Rb减小的时候,集电极电流增大,此时上限频率f H增大。

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