模电PSPICE仿真实验报告

实验一晶体三极管共射放大电路

实验目的

1、学习共射放大电路的参数选取方法。

2、学习放大电路静态工作点的测量与调整，了解静态工作点对放大电路性能的影响。

3、学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的分析方法

4、学习放大电路数输入、输出电阻的测试方法以及频率特性的分析方法。

、实验内容

确定并调整放大电路的静态工作点。为了稳定静态工作点，必须满足的两个条件条件一: 条件二: I 1>>I BQ

V>>V BE I I =(5~10)I B

V B =3~5V

R E

由

V B V BE V B

再选定 I EQ

I CQ

计算出Re

R b2

I I ,由 V B V B

I I (5~10)I B Q 计算出 m - Vcc V B R b1

再由

V CC V B

(5~10)I BQ 计算出 Ri

Time

从输出波形可以看出没有出现失真，故静态工作点设置的合适。

改变电路参数:

12Vdc

此时得到波形为:

400mV

200mV

-200mV

450us 500us

75k

4.372V R2 50k

Q2N2222

Re 2.2k

T 一

6.984V 10uF

彳Ce

100uF

2.0 V

-4.0V 0s 50us 100us

口V(C2:2) V(C1:1) 150us 200us 250us 300us 350us 400us 450us 500us

Time

此时出现饱和失真。

当RL开路时（设RL=1MEG Q）时:

输出波形为:

4.0V

-4.0V

出现饱和失真

二、实验心得

这个实验我做了很长时间，主要是耗在静态工作点的调试上面。按照估计算出的Rb1、Rb2、Re的值带入电路进行分析时，电路出现失真，根据其失真的情况需要不停的调

节Rb1、Rb2和Re的值是电路输出不失真。

实验二差分放大电路

-、实验目的

1、学习差分放大电路的设计方法

2、学习差分放大电路静态工作的测试和调整方法

3、学习差分放大电路差模和共模性能指标的测试方法

二、实验内容

1. 测量差分放大电路的静态工作点，并调整到合适的数值。

14.01V

540

-15Vdc

由图，静态工作电流 Ic1q=Ic2q=744.6uA ,Ic3q=1.506mA, Vc1=14V,Id=2.7mA

分析差分放大电路的电压传输特性。

47k

1N4376

y —-

-15Vdc

R2 1.33k

Q1 M4.6uA

1222

2 C2

8.227uA

护

47u

-386.7mV

47k 8.227uA

16.40uA -13.53V

R5 -1.522mA 47k 14.18V V D 4

1N4376

8.227uA

.522mA R3 14.26V

2.689mA

R4 1N4376

2.705mA

』

i -15.00V

4.211mA

47u

100Vdc

-=~

D4 1N4376

540

D5 5k

R5 47k

5k 2.

将输入方式改接为单端输入，并设置直流扫描分析，以

VI 为扫描对象，仿真

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15.0V 14.5V

14.0V 13.5V

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二

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13.0V -5.0V -4.0V -3.0V

口V(Q1:c) -2.0V -1.0V 0V

V_V1

1.0V 15.0V

14.5V

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中冒

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V_V1

1.0V

3. 将输入方式改接为差模输入（取VI1=5sin 山L in\ 、VI2=-5 i 口,设置交流分析和瞬态分析。

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2.0 V

3.0V

4.0V

5.0V

14.2V

13.8V

0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms

0s 0.2ms

口V(Q1:c) 、V(Q2:c)

Time

由图可得：两端的输出电压的相位差为180°

输入电压和输出电压的波形图:

-388mV

由图可知 Vid=398.791mV 时 Vod=14.198V,则电压放大倍数 Avd=-103.3

求差模输入电阻

由图可知 Vid=4.9653mV 时Iid=1.6069uA ，则输入电阻为 Rid=3.1K

将输入方式改接为共模输入（取 V II =V I 2=?S ' ' ）,设置交流分析和瞬态分

析，计算共模电压放大倍数和共模输入电阻，观察两个输出端电压的相位关系。

-V(Q1:c)

Time

14.0104V

14.0100V

14.0096V

14.0092V

0s 0.2ms

口V(Q1:c) V(Q2:c)

Time

由图可得：两端的输出电压的相位差为0

输入电压和输出电压的波形图由图可知输

入电压为-993.064mV时输出电压为14.014V 则共模电压放大倍数为Avc=Voc/Vic=14.1

双端输入双端输出的波形

电压放大倍数为0

求共模输入电阻

输入电压和输入电流的波形如下

由图可知输入电压为Vt=1V时输入电流为Ii=21.369uA

则共模输入电阻为Ric=Vt/Ii=47k

5.将输入方式改接为单端输入，取VI1=10 == ,查看差分放大电路中Vo1、Vo2、No 4的波形。

由图可得：两输出端输出电压相位相差180°,幅值相等。V oi波形输入波形相位

相反，是反相输出端，V>2波形输入波形相位相同，是同相输出端，V0与V>i完全重合。V o1与V E反相V o2与V E同相V o与V E反相，幅值依次为14.198V、14.198V、368.766mV、10mV

6.将输入方式改接为双端输入，取\/"=10"Li M , V i2=95^Lyj也业

V ol、V>2、V o^ =的波形。

得到的波形V O1、V。2、V。、V依次列于下:

由图可得：两输出端输出电压相位相差180°,幅值相等。V01与V E反相V。2与V E 同相V。与V E反相。

V。1幅值为14.198V , V。2幅值为14.198V , V。幅值为368.760mV, V E1幅值为105mV

E2幅值为95mV与上面单端输入差模信号得到的数据近似相等，说明差模放大电路有很好的共模抑制能力。

二、思考题

1、T1、R& R4 D1、D2等元件在电路中起什么作用？对电路的静态工作点和共模电压增益、差模电压增益和共模抑制比等指标分别有什么影响？

答：T1、R& R4 D1、D2构成恒流源，可带有高阻值的动态输入电阻，因而使

得电路具有稳定的支流偏置和很强的一直共模信号的能力。它决定了静态工作点过大会引起饱和失真过小则会引起截止失真。

2、用一端接地的毫伏表和示波器等测量仪器，如何测量差分放大电路双端输出电

压的幅度和波形？

答：将测量仪器的接地端与电路中地端相连，测量仪器的输入端接在电路的输出端，分别测出输出端对地的电压然后求出双端输出电压。

3、怎样提高差分放大电路的共模抑制比和减小零点漂移？

答：提高共模抑制比的方法：

1提高恒流源的内阻；2使用对称性好的元件；3使

用较小的射极偏置电阻。减小零点漂移的方法： 1使用对称性好的元件；2调节调零电

阻

实验三互补对称功放电路

-、实验目的

1. 观察乙类互补对称功放电路输出波形，学习克服输出中交约失真的方法。

2. 学习求最大输出电压范围的方法。

二、实验内容

一）、乙类互补对称功放电路

1、启动pspice 软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示:

2、设置瞬态仿真，在probe 窗口中可以观察到输入输出波形如下图所示。在下图中绿

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12V

VOFF = 0 VAMPL = 5 . Vi

FREQ = 1000

色的曲线表示输入波形，红色的曲线表示输出波形。观察可知当输入波形过零点时,

输出波形发生交越失真。

5.0V

-5.0V 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms 口V(Q1:b) V(R1:2)

Time

3、设置直流扫描分析，并仿真，可在probe窗口中观察到电压传输特性曲线如下

图所示，显然从一1V到1V这之间的一段发生了交越失真。

2.0V

1.0V

-1.0V

-2.0V -2.0V -1.5V -1.0V -0.5V 0V 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 口V(Vi:+) V(R1:2)

V_Vi

(二)甲乙类互补对称功放电路

为了可服(一)中的交越失真，将电路图作如下图所示的修改。

5V 0V -5V

R2V1

同样的，对电路进行瞬态仿真观察器输出输入波形如下图所示

5.0V

-5.0V 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2 ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms p V(Vi:+) V(R1:2)

Time

其中，红色的曲线表示输出波形，绿色的曲线表示输入波形。有上图可知，通过对电

路图的修改，我们可以克服交越失真对电路的影响。

2、设置直流分析

-6V -4V -2V 0V 2V 4V 6V 8V 10V

V Vi

观察电压传输特性如下可知最大输出电压为— 4.7V及+ 4.7V。

1 V

o m

3、利用P o=2R L，设置瞬态仿真，观察功率，用游标可知Po= 0.53W。

1.2W

0W 0s 0.2ms

口W(R1)

Time

用探针测功率:

VOFF = 0

VAMPL = 5

FREQ = 1000

5.0

-5.0

0s 0.2ms 0.4ms

1.0ms

口W(R1) V(Vi:+) V(R1:2)

Time

二、实验心得

这个实验总体来说比较简单，因为少了静态工作点的设置。

在研究电路的功率输出情况时，可利用公式计算、仿真，用游标显示输出功率的值。

我在试验的时候还用了一个测功率的探针，将输入、输出和输出功率放到同一个图中

显示并进行比较，更为直观。

实验四方波三角波发生电路

一、实验目的

1. 学习使用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。

2. 学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。

二、实验内容

电路中元件的选择及参数的确定

(1) 集成运放放大器的选择

由于方波的前后沿时间与滞回比较器的转换速率有关，当方波频率较高或者对方波前后

沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。

(2) 稳压管的选择

稳压管的作用是限制和确定方波的幅值，此外方波振幅和宽度的对称性也与稳压管的对

称性有关，为了得到稳定而且对称的方波输出，通常都选用高精度双向稳压二极管，如

2DW7.R3是稳压管的限流电阻，其值根据所用稳压管的稳压电流来确定。

(3) 分压电阻R1和R2阻值的确定

R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。例如，已知Vz=6v,若

要求三角波的峰值为Voml=4v,则R1皂R2.若取R1=10K欧，贝U R2=15K欧。当要求三角波的

幅值可以调节时，R1和R2则可以用电位器来代替。

(4) 积分元件R和C参数确定

R和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率f0来确定。当分压电阻R1和R2的

阻值确定后，先选择电容C的值，然后确定R的值。

为了减小积分漂移，应尽量将电容C取大些。但是电容量大的电容，漏电也大，因此通

常积分电容应不超过1uf.