华中科技大学电子线路实验报告Pspice软件仿真练习(一)

40 (13.017K,35.724) (70.360,32.761) (1.8500M,32.738)
15K
10K
5K
(883.393,1.6836K)
(85.265K,1.5721K)
0 10Hz 100Hz V(Vi:+)/I(Vi)
1.0KHz
10KHz Frequency
100KHz
1.0MHz
10MHz
100MHz
图6 7、输出阻抗，输出阻抗曲线如图 7，在中频区输出阻抗约为 970Ω<3kΩ,符合要求。
2
在 Output File Optiongs 拦目下，单击选中“include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors” 。 单击 应用（A）及 确定 返回 ！ （2） Transient (瞬态, 即时域分析) ①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在 New Simulation 对话框下，键入 TRAN ，用鼠标单击 Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和 参数设置框下， 见 Analysis type 拦目， 用鼠标选中及单击 Time Domain(Transient) → 再键入下列数据： Run to 4ms Start saving data 0ms Maximum step 20us 单击应用（A）及 确定 返回 ！ （3） AC Sweep（即频域分析） ①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在 New Simulation 对话框下，键入 AC ， 用鼠标单击 Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和参数设 置框下，见 Analysis type 拦目，用鼠标选中及单击 AC Sweep/Noise → 然后，在 AC S weep Type 拦目下键入下列数据： Start 10hz End 100Meg Points/ Decade =101 对于 Logarithmic 项选中： ·Decade (十倍频，取半对数坐标) 单击应用（A）及 确定 返回 ！
华中科技大学 《电子线路设计、测试与实验》实验报告
实验名称：
Pspice 软件仿真练习（一） ——单级共射放大电路
院（系） ： 专业班级： 姓名： 学号： 时间： 地点： 实验成绩： 指导教师：
2013 年
4 月 23 日
1
一、实验目的
1、了解电子电路 CAD 技术的基础知识，熟悉仿真软件 PSpice 的主要功能。 2、学习利用仿真手段，分析、设计电子电路。 3、初步掌握用仿真软件 PSpice 分析、设计电路的的基本方法和技巧。
-0d
-100d
(25.483K,-180.189)
-200d
-300d 10Hz 100Hz Vp(Vo)-Vp(Vi:+)
1.0KHz
10KHz Frequency
10来自百度文库KHz
1.0MHz
10MHz
100MHz
图5 6、输入阻抗，输入阻抗曲线如图 6，在中频区输入阻抗约为 1.6kΩ>1 kΩ,符合要求。
2.0ms Time
2.5ms
3.0ms
3.5ms
4.0ms
图3 4、 幅频响应， 幅频响应曲线如图 4， 上限频率为 1.8500MHz>1MHz， 下限频率为 267.597Hz>100 Hz，中频增益为 35.724dB，其中上限频率符合要求，下限频率不符合要求，因而要对射级 电容 Ce 重新设计。在重设参数之前，先将原电路性能仿真完成，以确定是否需要同时修改 其他参数。
2、绘制单极共射放大电路的原理图
（1）调元器件 在 Capture 主窗口中，单击 Place|Port，弹出选择窗口，先调用三极管，在 BIPOLAR 库中 的 Port 栏中， 点击三极管 Q2N2222， 单击 OK， 左击放置三极管， 单击右键选择菜单 END Mode 可结束该器件的放置操作。如此放置电阻 R、电阻 C（ANALOG 库）、电源 VDC（SOURSE 库）、 模拟地 0（SOURSE 库）、信号源 VISN 等。 移动、旋转和删除元器件 首先激活元器件， 左键选中器件， 就可以移动器件； 右键选中 Mirror Horizontally、 Mirror Vertically 或 Rotate 命令，来水平镜像翻转、垂直镜像翻转或旋转元器件；需要删除是右 键 然后 Delete 即可。 （2）画连接线 选择菜单命令 Place|Wire 或相应的便捷工具图标，此时数遍箭头变成十字，将十字移到元 器件引脚端口，单击左键，在移到要连接的另一元器件引脚端，单击左键。单击右键，执行 菜单命令 End Wire，结束画线操作。 修改元器件标号和参数 用鼠标双击图中要修改的标号或参数，弹出 Display Properties 窗口，修改 Value；编辑 栏中的内容，单击 OK 完成。 （3）对节点定义节点名 选择菜单命令 Place|Net Alias 或相应的便捷工具图标，弹出 Place Net Alias 对话框，在 Alias 编辑栏中填写节点名，如“Vc”，单击 OK 键。 到此为止，完成了绘制电路原理图的工作。
6
2.0K
1.5K
(23.556K,970.831) 1.0K
0.5K
0 10Hz 100Hz V(Vw:+) / I(Vw)
1.0KHz
10KHz Frequency
100KHz
1.0MHz
10MHz
100MHz
图7 8、将射级电容改为 200μF，重新进行一次仿真，静态工作点如图 8，与未改之前相同，误 差可以接受。
二、实验条件
计算机、PSpice 仿真软件。
三、预习要求
认真阅读书本附录 A，详细了解 PSpice 软件的功能、仿真步骤及使用方法。 熟悉单极共射放大电路的静态工作点，输入、输出电阻及幅频特性、相频等。
四、实验内容与步骤
1、在主页下创建一个新的工程项目文件
启动 Capture 软件，执行菜单命令 File|New|Project，弹出 New Project 对话框，在 Name 下的编辑栏中输入项目名称，选中 Analog or Mixed A/D。在 Location 编辑栏中输入设计 项目文档的存放路径。单击 OK 键选中 Create a blank project，单击 OK 键。
图8 9、瞬态分析，输入输出波形如图 9，输入波形未变，输出波形发生微小变化，未发生截止 或 饱 或 失 真 ， 符 合 要 求 。 输 入 信 号 幅 值 为 10mV ， 输 出 信 号 幅 值 为 0.6V ， 电 压 增 益 AV=0.6V/10mV=60>40，符合要求。
7
10mV
0V
SEL>> -10mV V(Vs:+) 1.0V
5
40 (20.741K,35.724) (267.597,32.709) (1.8500M,32.738)
30
20
10
0 10Hz 100Hz DB(V(VO)/V(Vi:+))
1.0KHz
10KHz Frequency
100KHz
1.0MHz
10MHz
100MHz
图4 5、相频响应，相频响应曲线如图 5，中频区相差为-180°，即反相。符合设计。
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观察输入,输出波形，如有饱和失真和截止失真，则退出仿真，进入电路原理图中，修改有 关参数，直至波形正常，仿真结束。 （3）仿真放大电路电压增益的幅频响应曲线和相频响应曲线 在“项目管理器”窗口中，单击鼠标右键，单击命令 Make Active，激活 AC 图标，选择菜 单命令 Trace|Add Trace ,弹出 Add Trace 对话窗口。 ①幅频响应曲线 键入：dB(V(Vo)/V(Vs:+)),单击 ok 按钮，返回，则幅频响应曲线显示在窗口中。单击菜单 命令 Trace|Cursor|Display，激活游标（十字交叉线） ，确定中频区 Av（dB）,选择菜单命 令 Plot|Label|Mark，此时，游标的坐标值记在曲线附近。移动游标在中频电压增益下降约 3dB 处，横坐标频率值就是上（下）限截止频率。单击菜单命令 Plot|Label|Mark，此时坐 标值标记在曲线附近，则可算出通频带。 ②相频响应曲线 键入：dB(Vp(Vo)-Vp(Vs:+)),单击 ok 按钮，返回，则相频响应曲线显示在窗口中。单击菜 单命令 Traee|Cursor|Display,激活图标，此时坐标值显示在曲线附近。
3、设置仿真类型，创建仿真简要表
（1） Ｂias Point Detai1(静态) ①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在 New Simulation 对话框下，键入Ｂ ias ，用鼠标单击 Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和 参数设置框下，见 Analysis type 拦目，用鼠标选中及单击 Ｂias Point Detai1 ；并
图2 3、瞬态分析，输入输出波形如图 3，未发生截止或饱或失真，符合要求。输入信号幅值为 10mV，输出信号幅值为 0.6V，电压增益 AV=0.6V/10mV=60>40，符合要求。
10mV
0V
SEL>> -10mV V(Vi:+) 1.0V
0V
-1.0V 0s V(VO)
0.5ms
1.0ms
1.5ms
0V
-1.0V 0s V(VO)
0.5ms
1.0ms
1.5ms
2.0ms Time
2.5ms
3.0ms
3.5ms
4.0ms
图9 10、 幅频响应， 幅频响应曲线如图 10， 上限频率为 1.8500MHz>1MHz， 下限频率为 70.360Hz<100 Hz，中频增益为 35.724dB，其中上限频率、下限频率均符合要求，说明修改射级电容后， 达到了要求。通频带Δf=fH-fL=1.8500 MHz-70.360Hz≈1.85 MHz 。
4、电路规则检查及生成电路连接网表
（1） 将建立或修改后的文件(exa1.sch)存盘 。 （2） 建立电路连接规则检查和建立网表文件： 单击 PSpice / Create Netlist （若有问题，屏幕会有指示，并由设计者予以解决）
5 仿真
（1）电路的静态工作点 在项目管理器窗口中，点击鼠标右键，单机命令 Make Active，激活 Bias 图标，执行菜单 命令 Pspice|Run,单击菜单下便捷工具 V 按钮， 电路各节点对地电压会直接显示在电路图中。 还可在 Capture 的项目管理器窗口中，右键单击 Bias point 分析类型的简要表，并执行右 键菜单命令 View Output File 打开仿真结果输出文件，则该电路的静态工作点，如基极电 流，集电极电流，集射集电压等，都会显示在屏幕上。 （2）仿真放大电路的输入，输出波形 在“项目管理器”窗口中，点击鼠标右键，单击命令 Make Active，激活 TRAN 图标，执行 菜单命令 Pspice|Run,屏幕上会出现一个空白坐标，选择菜单命令 Trace|Add Trace,弹出如 下图所示的 “添加曲线” 对话框， 从窗口左侧的变量列表中单击 V （Vo） ,或在 Trace Expression 编辑框中输入 V(Vo),单击 ok 按钮，完成添加，则波形显示框便会显示出 Vo 的电压波形。 添加一个波形显示框，以便同时观察多个波形。选择菜单命令 Plot|Add Plot to Window， 此时显示框中多出了一个显示框。用以上方法添加输入电压 V（Vi：+）的波形，此时波形 显示框中便显示出 Vo 和 Vi 两个电压波形。
6.求输入阻抗
选择菜单命令 Trace|Add Plot toWindow,添加一个频率响应曲线窗口， 键入 V （Vs： +） /I(Vs)， 单击 ok 按钮，返回，则可显示输入阻抗的幅频特性，然后确定中频区输入阻抗。
五、实验结果及分析
1、电路设计图如图 1 所示。
图1
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2、静态工作点分析，在输出文件中查看仿真结果如图 2，设计值 IB=12.5μA，IC=2mA， VBE=0.7V，VCE=8V，仿真结果比设计值略大，但误差可以接受。