模电课程设计分压式稳定放大电路仿真及稳压管稳压特性分析

1、课程设计任务书学 院信息科学与工程专 业电子信息工程学生姓名班级学号 课程设计题目分压式稳定放大电路仿真及稳压管稳压特性分析实践教学要求与任务:1) 采用multisim 仿真软件建立电路模型；2) 对电路进行理论分析、计算；3) 在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真波形图；4) 撰写课程设计报告。工作计划与进度安排:第1天：1.布置课程设计题目及任务。2.查找文献、资料，确立设计方案。第2-3天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。2. 在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。第4天：1. 对设计电路进行理论分析、计算。2. 在multi

2、sim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3. 完成课程设计报告。指导教师： 2014年10月10日专业负责人：2014 年 月 日学院教学副院长：2014 年 月 日 目录1 课程设计的目的与作用12 设计任务、及所用multisim软件环境介绍12.1设计任务12.2 multisim软件环境介绍23 电路模型的建立33.1分压式稳定放大电路仿真33.2稳压管稳压特性分析44 理论分析及计算54.1分压式静态工作点稳定电路54.1.1静态分析54.1.2动态分析64.2稳压管稳压特性65 仿真结果分析75.1

3、分压式静态工作点稳定电路75.1.1静态电路的仿真结果分析75.1.2分压式工作点稳定电路的仿真结果分析105.2稳压管稳压分析116.设计总结和体会127.参考文献131 课程设计的目的与作用目的：（1）了解并熟悉Multisim软件，熟练其基本操作，学会在Multisim软件环境下建立模型，懂得分析仿真结果。 （2）加深对分压式稳定放大电路的组成及性能的理解，对稳压管的稳压特性有更深一步的了解。作用：进一步学习放大电路基本参数的测试方法；通过自己动手亲自设计和用Multisim软件来仿真电路，不仅能使我们对书上说涉及到得程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过使用计算机仿真，避免了实际动

4、手操作时及其带来的误差，使我们对分压式稳定放大电路和稳压管的稳压特性有更深刻地了解。2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1设计任务（1）设计一个分压式静态工作点稳定放大电路，使其能够实现一定的放大电路的功能，通过发射极电流的负反馈作用来牵制集电极电流的变化，使Q点保持稳定，采用multisim建立其仿真模型，并分析其仿真结果。（2）分析稳压管稳压特性。2.2 multisim软件环境介绍 Multisim软件就是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。它包含了电路原理

5、图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 Multisim的特点： (1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。 (2)丰富的元器件库：Multisim大大扩充了EWB的元器件库， 包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩

6、充和更新服务。 (3)丰富的测试仪器： 除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。 (4)完备的分析手段：除了EWB提供的直流工作点分析、 交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。

7、 (5)强大的仿真能力：Multisim 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。 3 电路模型的建立 3.1分压式稳定放大电路仿真1.利用multisim的虚拟仪表测量静态工作点。在multisim中构建图1所示的电路，电路中的三极管的2.在multisim中构建分压式工作点稳定电路如图2所示，电路中三极管的=30时测得一组值，换上的三极管，测得另一组值。图1 静态工作点测量图2 分压式工作点稳定电路仿真电路3.2稳压管稳压特性分析在multisim中构建稳压

8、管电路如图3所示，图中XMM1为直流电流表，XMM2为直流电压表。 图3 稳压管仿真电路4 理论分析及计算4.1分压式静态工作点稳定电路4.1.1静态分析分析分压式工作点稳定电路的静态工作点时，可先从估算入手。由于，可得 (1)然后可得到静态发射极电流为 (2)则三极管c、e之间的静态电压为 (3)最后可得到静态基极电流为 (4)代入数值计算得：当时，VV当时，VV4.1.2动态分析当旁路电容足够大时，在分压式工作点稳定电路的交流通路中可视为短路。此时这种工作点稳定电路实际上也是一个共射放大电路，故可利用图解法或微变等效电路法来分析其动态工作情况。经过分析可知，分压式工作点稳定电路的电压放大倍

9、数与单管共射放大电路相同，即 (5)式中 电路的输入电阻为 (6)输出电阻为 (7)代入数值得： 4.2稳压管稳压特性 稳压管是利用反向击穿区的稳压特性进行工作的，如果二极管工作在反向击穿区，则当反向电流有一个比较大的变化量时，管子两端相应的电压变化量却很小。利用这一特点，可以实现“稳压”作用。因此，稳压管实质上也是一种二极管，但是通常工作在反向击穿区。 通常用以下两个主要指标来衡量稳压电路的质量：1. 内阻稳压电路内阻的定义为，输入到稳压电路的直流电压不变时，稳压电路的输出变化量与输出电流变化量之比，即 (8)2.稳压系数稳压系数的定义是当负载不变时，稳压电路输出电压的相对变化量与输入电压的

10、相对变化量之比，即 (9)根据公式可算得5 仿真结果分析 5.1分压式静态工作点稳定电路5.1.1静态电路的仿真结果分析当时：由万用表读数有,V。 图4 时，静态仿真结果分析直流工作点分析：图5 时，直流工作点分析当时：由万用表读数有,。 图6 时，静态仿真结果分析直流工作点分析：图7 时，直流工作点分析结论：比较和，可得，几乎不变，而时的约减小为时的的一半。5.1.2分压式工作点稳定电路的仿真结果分析由万用表读数有：当V，有V， 图8 分压式稳定电路的仿真结果分析交流分析图：图9 交流小信号分析结果示波器显示： 图10 示波器显示结果测得当时, ,用虚拟示波器观察到波形无明显的非线性失真，且

11、与反相，则计算得： 与理论计算相符。5.2稳压管稳压分析当U=6V时，万用表读数为： 图11 U=6V时，稳压管稳压分析当U=8V时，万用表读数为： 图12 U=8V时，稳压管稳压分析当=500,U=6V时，万用表读数为： 图13 =500,U=6V时，稳压管稳压分析理论：当直流输入电压或负载电阻发生变化时，稳压管两端电压即输出电压基本不变。6.设计总结和体会在老师的指导下，我顺利的完成了本次课程设计，也学到了很多知识。通过自己动手操作Multisim软件，使我对此软件有了透彻的了解，能够熟练的操作和使用此软件进行仿真，画电路图等功能。在进行仿真后，对分压式工作点稳定放大电路有了进一步的理解，并且对书上总结出的规律和有了更深层次的掌握，在进行设计后，达到了设计任务的要求和目的。通过这次课程设计，加强了我的动手，思考和解决问题的能力。在实际设计过程中，经常会遇到问题，心里想着这样接可以，但是实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用的很多。平时看课本，有些问题总是弄不懂，做完课设，有些问题就很容易就明白了，而且还可以记住很多东西。总之，这次课程设计让我得到了很多。7.参考文献1 清华