实验三、实验三、 PspicePspice 仿真仿真 11 —— —— 单级共射放大电路单级共射放大电路

一、 Pspice6.3 平台简述二、 Pspice6.3 仿真步骤三、实验要求四、 Pspice6.3 仿真举例

11 、、 PspicePspice 软件功能软件功能 仿真功能：

（ 1 ）静态工作点分析（ 2 ）瞬态分析（时域分析）（ 3 ）交流小信号分析（频域分析）（ 4 ）直流扫描分析（ 5 ）直流小信号传递函数值分析（ 6 ）直流小信号灵敏度分析（ 7 ）统计特性分析（蒙特卡罗分析和最坏情况分析）

一、 Pspice6.3 平台简述

22 ．． PspicePspice 软件结构软件结构 PSPICE 6.3 版本含有两个集成环境，

通用的电路仿真分析环境MicroSim Eval 6.3 （ 共 七 个 程 序项） 可编程数字逻辑器件分析设计环境MicroSim PLSyn 6.3 Evaluation

（（ 11 ）） SchematicsSchematics 电路模拟程电路模拟程序序

        

 

 

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（（ 22 ）） PspicePspice 分析程序分析程序

（（ 33 ）） ProbeProbe 分析程序分析程序

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二、二、 Pspice6.3Pspice6.3 仿真步骤仿真步骤 1. 编辑电路原理图（画电路图） （ 1 ）调元件（ 2 ）元件移动、旋转和删除（ 3 ）画线 （ 4 ）修改元器件标号和参数（ 5 ）保存和自动检查2. 设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）3. 仿真分析（ Analysis\Simalate ）4. 查看仿真输出结果

从输出文件中查看仿真结果Analysis/Examine Output

用 Probe 程序观测仿真结果的波形和曲线参阅 406 ～ 409 页

仿真分析类型窗口（仿真分析类型窗口（ Analysis\SetupAnalysis\Setup ））

（ 1 ）静态工作点分析 Bias Point Detail（ 2 ）瞬态分析（时域分析） Transient…（ 3 ）交流小信号分析（频域分析） AC Sweep…

三、实验要求三、实验要求 1 、单管共射电路分析（实验 38 ）（ 1 ）在 Schematics 中画出电路图（ 2 ）静态工作点： IB 、 IC 、 VBE 、 VCE （ out 文件）（ 3 ）观测输入、输出电压波形，并计算电压增益 Av（ 4 ）观测幅频响应曲线： db(V(Vo)/V(Vs:+))测中频增益、上限频率和下限频率 （选）相频响应曲线： Vp(Vo)-V(VS:+)（ 5 ）观测输入电阻的频率响应： Ri -- V(Vi)/I(Vs)（ 6 ）观测输出电阻的频率响应： Ro-- V(Vo)/I(Vs)（ 9 ）观察非线性失真现象（选做）

三、实验要求三、实验要求 2 、（选做）

二阶有源低通滤波器（实验 8 ， 84 页）任务： 观测幅频响应曲线： db(V(Vo)/V(Vs))测中频增益、上限频率和下限频率

3 、验收： ……

四、四、 Pspice6.3Pspice6.3 仿真举例仿真举例 以“单级共射放大电路”为例 1. 编辑电路原理图（画电路图）

– （ 1 ）调元件（ 2 ）元件移动、旋转和删除（ 3 ）画线– （ 4 ）修改元器件标号和参数（ 5 ）保存和自动检查

2. 设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）– （ 1 ）静态工作点分析– （ 2 ）瞬态分析（时域分析） – （ 3 ）交流小信号分析（频域分析）

3. 仿真分析（ Analysis\Simalate ） 4. 查看仿真输出结果 5. 求解输出电阻（需修改电路）

（（ 11 ）调元件）调元件菜单菜单 Draw/Get New PartDraw/Get New Part

VDCPO

T

VSIN

R C

BUBBLE

AGND 模拟地

BUBBLE

习惯标法突出效果

（（ 22 ）元件移动、旋转和删除）元件移动、旋转和删除 选中元器件：

用鼠标左键单击，此时元器件变为红色 移动：压住鼠标左键拖到合适位置，松开鼠标左键 旋转：菜单 Edit/Rotate （或快捷键 Ctrl+R ） 翻转：菜单 Edit/Flip （或快捷键 Ctrl+F ） 删除：选择菜单 Edit/cut ；或按键 Delete

4. 1. 编辑电路原理图（画电路图）

（（ 33 ）画线）画线进入：菜单 Draw/wire 或工具栏的笔 此时鼠标箭头变为一支笔。 画线：将光标移到需要连线的起点，单击左键（此时会拖着 1 根线）；移动鼠标到所需位置，单击左键，如此循环，直到连线的终点（某元件的引脚）。 结束：单击鼠标右键结束 移动、旋转和删除：与元件操作相同

4. 1. 编辑电路原理图（画电路图）

（（ 55 ）修改元器件标号和参数）修改元器件标号和参数 方法 1 ：选中元器件，选择菜单中 Edit/Attributes

方法 2 ：双击该元件符号

方法 3 ：双击参数文字

（（ 55 ）修改元器件标号和参数 ）修改元器件标号和参数 特别注意！●电位器 POT: VALUE=100K ， SET=0.5 （ 2 和 3 ）● VSIN 信号源： AC=50mv 、 VOEF=0v 、

FREQ=1kHz 、 VAMPL=50mv 。●三极管参数设置方法 1 ：

选择菜单 Analysis/Setup ；选择 Parametric ；选择 Model Parameter填入： NPN 、 Q2N2222 、 bf 、 100 (Value List)

4. 1. 编辑电路原理图（画电路图）

三极管三极管设置方法设置方法 11 ：：● 选择菜单 Analysis/Setup

● 选择按钮 Parametric

（（ 66 ）保存和自动检查）保存和自动检查 保存：应在 D 盘下，建立子目录

注意：目录名和文件名不能有汉字、空格等！ 进行电路规则检查：

Analysis/Electrical Rule check 若有问题，屏幕会有指示 自动弹出窗口 MicroSim Message Viewer

建立网表文件（ *.net ）：Analysis/ Ctcate Netlist

4. 1. 编辑电路原理图（画电路图）

2. 2. 设置仿真分析类型（设置仿真分析类型（ Analysis\SetupAnalysis\Setup ））

静态工作点分析 瞬态分析（波形）

交流小信号分析（频域分析）

瞬态分析（时域分析）瞬态分析（时域分析）设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）选择“ Transient…”设置： Print Step: 20us Final Time: 2ms

见 413 页图（ d ）

2. 设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）

交流小信号分析交流小信号分析（频域分析）（频域分析）

设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）选择“ AC Sweep…”

见 413 页图（ c ）

44. . 查看仿真输出结果查看仿真输出结果

22 、静态工作点分析、静态工作点分析 静态： Bias Point Detail 运行仿真： Analysis/Simulate查阅结果报告 Analysis/Examine Output 判定静态工作点是否合适？

四、 Pspice6.3 仿真举例

33 、瞬态分析（时域分析）、瞬态分析（时域分析） 设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）

– 选择“ Transient…” 设置： Print Step: 20us Final Time: 2ms

运行仿真： Analysis/Simulate用 Probe 程序观测仿真结果的波形和曲线

四、 Pspice6.3 仿真举例

33 、瞬态分析（时域分析）、瞬态分析（时域分析）用 Probe 程序观测仿真结果的波形和曲线

– 菜单 Plot/Add Plot ：增加 1 个波形窗口– 菜单 Trace/Add ： 增加 1 个波形，如选 V(Vo) 、 V(Vi:+) 等；扩展向量： Alias Names – 菜单 Tools/Cursor/Display 激活游标测量– 菜单 Tools/Label/Mark将游标处的坐标值标注在曲线附近– 菜单 Tools/Copy to Clipboard

计算电压增益

四、 Pspice6.3 仿真举例

44 、交流小信号分析（频域分析）、交流小信号分析（频域分析） 设置仿真分析类型（ Analysis\Setup ）

– 选择“ AC Sweep…”, 并设置 AC Sweep Type: 选 Decade ( 十倍频，半对数坐标 ) Parameters 框中填入

– Pts/ Decade =101– Start Freg =1– End Freg = 100Meg

运行仿真： Analysis/Simulate

四、 Pspice6.3 仿真举例

用用 ProbeProbe 程序观测仿真结果的波形和曲线程序观测仿真结果的波形和曲线 观测幅频响应曲线：

– Trace/Add ： db(V(Vo)/V(Vs:+))– Tools/Cursor/Display 激活游标测中频增益– 用游标找到增益下降 3dB ，对应频率为上限频率或下限频率

* 观测相频响应曲线： Vp(Vo)-Vp(Vs:+) 观测输入电阻的频率响应：

– Trace/Add ： Ri = V(Vi)/I(Vs)– Tools/Cursor/Display 激活游标测中频输入电阻

4 、交流小信号分析（频域分析）

55 、求解输出阻抗、求解输出阻抗 修改电路：

– 令 Vs=0 ，信号源短路，取掉负载 RL ，外加一个信号源 VSIN(400mv) 其他步骤与“输入电阻的频率响应”分析相同 Ro – V(Vo)/I(Vs)

仿真结束 !

PSPICE PSPICE 共射－共集放大电路共射－共集放大电路任务： 设计与仿真一个共射－共集组合放电路。要求有合适静态工作点， AV 大于 100 ， Fh 大于 3MHZ ，其中 RL ＝ 5.1kΩ 。

一、 设计电路图（参考电路如下），编辑电路图。

实验小结

实验四、实验四、 PspicePspice 仿真仿真 22

——差分放大电路

下次实验下次实验 1 ．下周国庆放假，实验停课 1 周 2 ．第 6 周实验：有源滤波电路（实验 8 、 84页） 3 ．预习要求

– 复习有源滤波器的工作原理，完成相关理论估算– 复习测量幅频响应曲线的方法– 了解集成运放 741 的管脚排列和性能– 完成预习报告

4 ．注意：硬件实验，应带插件板和元件！！

实验实验 44 、、 PspicePspice 仿真仿真 2 2 ———— 差分放大电差分放大电路路

一、实验任务与要求 二、复习 Pspice6.3 仿真方法和步骤

– 1 ．画电路图，并设置参数– 2 ．查看静态工作点（ out 文件）– 3 ．观测电压波形（瞬态分析 Transient） – 4 ．观测频率响应曲线（交流扫描分析 AC Sweep ）

三、学习新的分析方法– 1 ．小信号传递函数值分析（ Transfer Function） – 2 ．观测直流电压传输特性（直流扫描分析 DC Sweep）– 3 ． 分析参数变化对性能指标的影响（ Parametric ）

讲课思路

一、实验任务与要求 一、实验任务与要求 ————差模特性差模特性 1 ．观测电压波形（瞬态分析 Transient ）

– 单端输出 : Vid ； Vo1 、 Vo2 ；– 双端输出 : Vid ； Vo = Vo1-Vo2 （表达式为： V(Vo1,Vo2) ）– 用游标测出峰峰值，手工计算电压增益： Avd 、 Avd1

2 ．观测频率响应曲线（交流扫描分析 AC Sweep ）– 幅频响应曲线： DB(V(Vo1,Vo2)/V(Vid:+))– 相频响应曲线： Vp(Vo1,Vo2)-Vp(Vid:+)– 用游标测出：中频电压增益 Avd 、上限频率 Fh ；中频相位差

3 ．小信号传递函数值分析（ Transfer Function ）– 在 out 文件中，查看电压增益、输入电阻和输出电阻

4 ．观测直流电压传输特性（直流扫描分析 DC Sweep ）– 获取电压传输特性： Vo1=f(Vid) ， Vo2=f(Vid)– 用游标测出：电压增益 Avd1 、最大不失真输出幅值

均可测量电压增益，但 3 、 4 项只能用于直接耦合放大器！！

一、实验任务与要求一、实验任务与要求共模特性

– 1 ．修改电路图（共模输入） – 2 ．观测电压波形（瞬态分析 Transient ）

单端输出 :Vo1 、 Vo2 双端输出 :Vo=Vo1-Vo2 （表达式为 V(Vo1,Vo2) ） 用游标测出峰峰值，手工计算电压增益： Avc 、 Avc1

– 3 ．小信号传递函数值分析（ Transfer Function ） 在 out 文件中，查到电压增益、输入电阻和输出电阻

参数变化对性能指标的影响 1 ．变化2 ．射极负反馈电阻 Re1 、 Re2 的变化（修改电路）（利用 Parametric 分析类型）

二、复习二、复习 Pspice6.3Pspice6.3 仿真方法和步骤仿真方法和步骤 1 ．画电路图，并设置参数 2 ．查看静态工作点（ out 文件） 3 ．观测电压波形

（瞬态分析 Transient） 4 ．观测频率响应曲线

（交流扫描分析 AC Sweep ）– 用游标读出，寻找增益下降 3dB处– 利用目标函数计算频带宽度（新的）

11 ．画电路图，．画电路图，并设置参数并设置参数VSIN

二极管 D1N4148 负电源 VDC

的设置

三极管三极管的设置的设置（方法（方法 11 ））

若 Parametric 处需设置别的参数，则此法不可用！

三极管三极管的设置（方法的设置（方法 22 ））三极管的设置（方法2 ）

第 1 次修改 (T1)

或几个三极管参数不相同

参数相同的模型 (T2,T3)

50

22 ．查看静态工作点（．查看静态工作点（ outout 文件）文件）

也可用“记事本”程序打开

打开方法：Analysis\Examine Output

33 ．观测电压波形．观测电压波形（瞬态分析（瞬态分析 TransienTransientt））

（ 1 ）设置（ 2 ）观测波形用 Probe 程序

44 ．观测电压波形．观测电压波形（瞬态分析（瞬态分析 TransientTransient））用 Probe 程序观测仿真结果的波形和曲线

– Plot/Add Plot ：增加 1 个波形窗口– Trace/Add ： 增加 1 个波形，如选 V(Vo) 、 V(Vid:+) 等；双端输出 :Vo=Vo1-Vo2 ，表达式为 V(Vo1,Vo2)– Tools/Cursor/Display 激活游标测量– Tools/Label/Mark将游标处的坐标值标注在曲线附近– Tools/Copy to Clipboard

计算电压增益

55 ．．观测频率响应曲线观测频率响应曲线（交流扫描分析（交流扫描分析 AC SweepAC Sweep ））（ 1 ）分析设置

（（ 22 ）数据测量）数据测量

方法 1 ：用游标读出，寻找增益下降 3dB处

方法 2 ：利用目标函数计算频带宽度（新的）目标函数： LPBW(db(V(Vo1,Vo2)/V(Vid:+)),3)

方法方法 22 ：利用目：利用目标函数计算频带标函数计算频带宽度宽度

步骤 1 ：使目标函数功能处于有效状态用菜单“ Tools\Options…” 打开“ Probe Options” 对话窗（如上图），并选择“ Display Evaluation”

方法 2 ：利用目标函数计算频带宽度步骤 2 ：用菜单 Trace\Eval Goal Function打开对话框

步骤 3 ：找到相应的目标函数 LPBW(1,db_level)目标函数： LPBW(db(V(Vo1,Vo2)/V(Vid:+)),3)

三、学习新的分析方法三、学习新的分析方法1 ．小信号传递函数值分析

（ Transfer Function） 2．观测直流电压传输特性

（直流扫描分析 DC Sweep）3 ．分析参数变化对性能指标的影响

（参数分析 Parametric ）

11 ．．小信号传递函数值分析（小信号传递函数值分析（ Transfer FunctioTransfer Functionn））

（ 1 ）设置

双端输出： V(Vo1,Vo2) 2 个节点电压差单端输出： V(Vo1)

11 ．．小信号传递函数值分析（小信号传递函数值分析（ Transfer FunctioTransfer Functionn））（ 2 ）查找结果（ out 文件）

AvdRi

Ro

（直流扫描分析 DC Sweep）22．观测直流电压传输特．观测直流电压传输特性性

（ 1 ）设置

22．观测直流电压传输特性．观测直流电压传输特性（ 2 ）查找结果

Probe 程序中选择 DC 方式

最大不失真输出幅值最大不失真输出幅值

电压增益取 2 点求斜率

双端输出： V(Vo1,Vo2) ，要求单端输出。

33 ．．分析参数变化对性能指标的影响分析参数变化对性能指标的影响 （ 1 ）变化的影响分析（利用参数分析 Parametric ）

设置了 3 个值

BF=50,80,100BF=50,80,100 时的时的 V(Vo1)V(Vo1) 瞬时波形瞬时波形双击

画线： Tools\Label\Line文字： Tools\Label\Text

画线： Tools\Label\Line文字： Tools\Label\Text

双击

（（ 22 ）射极负反馈电阻）射极负反馈电阻Re1Re1 、、 Re2Re2 的变化的变化

（修改电路）

增加 2 个射极电阻电阻值 VALUE={R}自定义变量通用变量 global预定义参数元件打开元件属性对话框NAME1=RVALUE1=5 （初值）

设置了一组Re 变化值

电压传输特性：电压传输特性： Vo1=f(Vid)Vo1=f(Vid) ，， Vo2=f(Vid)Vo2=f(Vid)

一、实验任务与要求一、实验任务与要求共模特性

– 1 ．修改电路图（共模输入） – 2 ．观测电压波形（瞬态分析 Transient ）

单端输出 :Vo1 、 Vo2 双端输出 :Vo=Vo1-Vo2 （表达式为 V(Vo1,Vo2) ） 用游标测出峰峰值，手工计算电压增益： Avc 、 Avc1

– 3 ．小信号传递函数值分析（ Transfer Function ） 在 out 文件中，查到电压增益、输入电阻和输出电阻

参数变化对性能指标的影响（差模） 1 ．变化2 ．射极负反馈电阻 Re1 、 Re2 的变化（修改电路）（利用 Parametric 分析类型）

共模输入共模输入电路图电路图

观测输入输出波形，计算共模增益与共模抑制比。

实验小结与心得体会