模拟电子学基础实验

模拟电子学基础实验晶体管放大器的仿真实验步骤(一)电路原理图输入1、启动OrCAD/Capture•选择“开始”→“程序”→“OrCAD9.2”→“Capture”，以进入Capture的工作环境2、创建新项目•执行File/New/Project命令•在Name框中键入欲建立项目的名称(如：Amplifier)•在Location框中键入该项目的保存路径(如：E:\0221033)•在CreateaNewProjectUsing复选框中选择AnalogorMixed-SignalCircuit•单击“OK”•出现“CreatePspiceProject”对话窗口•在Createbaseuponanexistingproject复选框中选择simple.opj•单击“OK”3、电路原理图编辑•在项目管理器中，依次双击“DesignResources”、“Amplifier.dsn”、“Schematic1”、“Page1”•自动进入原理图编辑器界面•删除原理图编辑区左边的多余符号，方法是：•用鼠标对准欲删区域左上角，按下鼠标左键不放。将鼠标移至欲删区域右下角，防开鼠标左键•按键盘Del键放置晶体管符号•执行P1ace/Part命令•在“Libraries”列表框中选择“BIPOLAR”•在“Part”列表框中选择“Q2N2222”•单击“OK”•将晶体管移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态放置电阻符号•执行P1ace/Part命令•在“Libraries”列表框中选择“ANALOG”•在“Part”列表框中选择“R”•单击“OK”•将电阻R移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态放置电容符号•执行P1ace/Part命令•在“Libraries”列表框中选择“ANALOG”•在“Part”列表框中选择“C”•单击“OK”•将电容C移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态放置直流电源符号•执行P1ace/Part命令•在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”•在“Part”列表框中选择“VDC”•单击“OK”•将直流源VDC移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态放置激励电源符号•执行P1ace/Part命令•在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”•在“Part”列表框中选择“VSIN”•单击“OK”•将激励源VSIN移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态放置地符号•执行P1ace/Ground命令•在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”•在“Symbol”列表框中选择“0”•单击“OK”•将地符号0移至合适位置，按鼠标左键•按ESC键以结束绘制元器件状态元器件间的电连接•执行P1ace/Wire命令•将光标移至互连线的起始位置处，点击鼠标左键•移动鼠标，互连线出现•在互连线终点，单击鼠标左键•继续移动鼠标，以绘制下一段互连线•单击鼠标右键，选择EndWire子命令，结束互连线绘制将R1修改为Rb•将鼠标对准R1，双击鼠标左键，出现“DisplayProperties”窗口•在“Value”栏填入“Rb”•单击“OK”将R1值由1k修改为560k•将鼠标对准R1值1k，双击鼠标左键，出现“DisplayProperties”窗口•在“Value”栏填入“560k”•单击“OK”修改其余元件属性参数•将R2修改为Rc•将R3修改为RL，100k•将C1、C2值修改为10u•将V1修改为Vcc，6V•将V2修改为Vi，VOFF=0，VAMP=20m，FREQ=1k电路原理图保存•执行File/Save命令(二)电路的仿真(瞬态分析)1、建立电路网表•执行PSpice/CreateNetlist命令2、仿真参数类型设置•执行PSpice/EditSimulationProfile命令•在Maximumstep栏，填写0.01ms•点击“确定”按钮•在AnalysisType栏，选择TimeDomain(Transient)•在Startsavingdata栏填写0ms•在Runto栏填写10ms3、放置仪器探头•执行PSpice/Markers/VoltageLevel命令•将电压探头拖至输入端Vi、输出端RL处•按ESC键，以结束仪器探头放置4、运行仿真分析程序•执行PSpice/Run命令•屏幕上出现PSpice仿真分析窗口5、波形测量•执行Trace/Cursor/Display命令•点击分析窗口左下角“V(C2:2)”，选择输出端C2与RL连接处的输出电压波形•执行Trace/Cursor/Peak命令，测量标尺定位于输出波形顶峰•执行Plot/Label/Mark命令，显示输出波形顶峰标尺坐标•第一位置坐标为顶峰处时间数值•第二位置坐标为顶峰处电压数值•执行Trace/Cursor/Trough命令，测量标尺定位于输出波形谷底•执行Plot/Label/Mark命令，显示输出波形谷底标尺坐标•第一位置坐标为谷底处时间数值•第二位置坐标为谷底处电压数值输出峰峰值以及系统增益•将顶峰处电压数值与谷底处电压数值相减，得到输出波形峰峰值Vopp=0.813576-(-1.6407)=2.4543V•输出波形峰峰值Vopp与输入波形峰峰值Vipp相除，得到系统放大增益Av=Vopp/Vipp=2.4543V/40mV=61(三)电路的仿真(交流分析)1、更换激励信号源•删除电压仪探头、信号源VSIN•执行Place/Part命令，放置信号源VAC•在“Libraries”列表中选择SOURCE•在“PART”列表中选择VAC•单击“OK”•将V1修改为Vi、20mVac、0Vdc2、建立电路网表•执行PSpice/CreateNetlist命令3、仿真参数类型设置•执行PSpice/EditSimulationProfile命令•AnalysisType栏选择ACSweep/Noise•ACSweepType栏选择Logarithmic及Decade•Start栏填写0.1Hz•End栏填写100MegHz•Points/Decade填写100•点击“确定”按钮4、运行仿真分析程序•执行PSpice/Run命令•屏幕上出现PSpice仿真分析窗口5、系统增益频率特性分析•执行Trace/AddTrace命令在AddTraces对话窗口•TraceExpression栏填写V[Q1:c]/V[Vi:+]，输出幅度与输入幅度之比即为增益Av随信号频率变化的关系•单击“OK”按钮标尺工具•执行Trace/Cursor/Display命令标尺对准Av曲线中频点•执行Trace/Cursor/Peak命令在中频点处标记位置坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为中频处频率fO=3.9811kHz•第二为中频处放大倍数Avo=57.151测量低半功率点频率fL•向左拖动十字标尺，对准0.707倍中频放大倍数处(约40.554)，即低半功率点标记低半功率点处坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为低半功率点频率fL=5.3757Hz•第二为fL处放大倍数Av=40.554测量高半功率点频率fH•向右拖动十字标尺，对准0.707倍中频放大倍数处(约40.249)，即高半功率点标记高半功率点处坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为高半功率点频率fH=25.119MHz•第二为fH处放大倍数Av=40.2496、输入阻抗频率特性分析仿真起始频率重新设定•执行Simulation/EditProfile命令•将Start栏由0.1Hz改为1Hz•单击“确定”按钮运行仿真程序•执行Simulation/Run命令•执行Trace/AddTrace命令在AddTraces对话窗口•TraceExpression栏填写V[Vi:+]/I[Vi]，激励源输出电压与电流之比即为放大器系统输入阻抗Ri•单击“OK”按钮标尺工具•执行Trace/Cursor/Dislay命令测量低半功率点fL处Ri•向右拖动十字标尺，对准低半功率点fL处(约5.3280Hz)标记低半功率点处坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为低半功率点频率fL=5.3280Hz•第二为fL处输入阻抗Ri=4.2228k测量中频点fO处Ri•向右拖动十字标尺，对准测量中频点fO处(约3.9954kHz)标记中频点处坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为中频点频率fO=3.9954kHz•第二为fO处输入阻抗Ri=2.9838k测量高半功率点fH处Ri•向右拖动十字标尺，对准测量高半功率点fH处(约25.029MHz)标记高半功率点处坐标•执行Plot/Label/Mark命令•第一为高半功率点频率fH=25.029MHz•第二为fH处输入阻抗Ri=30.745(四)数据记录与处理•制定数据记录表格•记录与处理放大器瞬态分析数据•记录与处理放大器交流分析数据•至此，实验内容全部完成