模拟电子课程pspice设计报告

南通大学电子信息学院电子线路分析课程设计报告班级：信131姓名：罗开元学号：指导老师：邵海宝设计时间：2014—2015学年第一学期目录 0 3 3 5 6 7 7 9 28设计一1、设计要求：电路如图所示，图中 R=10KΩ，二极管选用D1N4148，且Is=10nA，n=2。对于VDD=10V和VDD=1V两种情况下，求 ID和VD的值，并与使用理想模型﹑恒压降模型和折线模型的手算结果进行比较。2、设计目的：用PSPICE8直流扫描分析（DCsweep）来验证二极管的V-I特性曲线。学习如何改变二极管的模型参数。3、解题操作：手算：VDD=0V时，理想模型： VD=0V， I D=Vdd/R=10/10k=1mA恒压降模型：VD=0.7V，ID= （Vdd-0.7）/R=（10-0.7）/10k=0.93mA折线模型：VD=0.69V，I D=Vdd/R=（10-0.5 ）/（10k+200）=0.931mAVDD=1V时，理想模型： VD=0V， I D=Vdd/R=1/10k=0.1mA恒压降模型：VD=0.7V，I D=（Vdd-0.7）/R=（1-0.7 ）/10k=0.3mA折线模型： VD=0.5098V，ID=Vdd/R=（1-0.5）/（10k+200）=0.049mA1）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）DCSWEEP设置：VoltageSourceName ：V1SweepType：LinearStartValue ：-10VEndValue：10ＶIncrement：0.1Ｖ二极管的V-I特性曲线如下图所示：V-I特性曲线设计二1、设计要求：限幅电路如图所示，R=1kΩ，VREF=3V，二极管及参数仍与题目一相同。（1）试绘出电路的电压传输特性 v0=f（vi）；（2）当vi=6sinwt（V）时，试绘出 v0的波形，并与使用理想模型和 恒压降模型分析的结果进行比较。2、设计目的：使用PSPICE8交流扫描分析（DCsweep）来验证二极管的电压传输特性曲线。学习如何波形仿真。3、解题操作：恒压降模型：当 V1=0V时，二极管截止，Vo=Vi=0当V1=4V时，二极管导通，Vo=3.7V当V1=6V时，二极管导通，Vo=3.7V（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，电源使用 VSIN，其中VOFF=0，VAMPL=6V，FREQ=1K。并更改各元件的参数如下图所示：传输特性使用的仿真类型为 DCSweep中的VoltageSource 选项，DCSWEEP设置：VoltageSourceName ：V1SweepType：LinearStartValue ：-10VEndValue：10ＶIncrement：0.1Ｖ得到传输特性曲线如下图所示：传输特性当输入信号Vi小于一定值时，Vo=Vi，大于一定值时Vo不变，符合限幅电路特点。（3）使用Transient 仿真，设置Printsetup ：0s和FinalTime：2.0ms，得到输出波形如下图所示：输出波形综上可知输出电压被稳定在 3.6V左右设计三1、设计要求：如图所设计的稳压电路，用直流偏移为12.8V，振幅为0.8V，R=47Ω，RL=162Ω，频率为100HZ的正弦信号源来模拟汽车电源 VI，稳压管使用 D1N750。试绘出负载上电压VL的波形，观察电路的稳压特性。2、设计目的：使用PSPICE8观察电路的稳压特性，学习二极管参数的设计。3、解题操作：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，添加V(D1：2)，得到VL的波形如下图所示：修改电源参数，得到下图波形：稳压管有反向击穿特性的，利用这一特性可以用来稳压。设计四1、设计要求：共射极放大电路分别如图 A和图B所示，两图中BJT均为NPN型硅管，型号为2N3904，β=50。图A中电路参数：Rs=0，Rc=3.3kΩ，Re=1.3kΩ，Rb1=33kΩ，Rb2=10kΩ，Rl=5.1kΩ，Cb1=Cb2=10uF，Ce=50uF(Re的旁路电容)，Vcc=12V。试用SPICE程序分析：（1）分别求两电路的 Q点；（2）作温度特性分析，观察当温度在-30oC~+70oC范围内变化时，比较两电路BJT的集电极电流Ic的相对变化量。图A 图B2、设计目的：用PSPICE8观察共射极放大电路，集电极电流ICQ随温度变化的曲线。认识BJT的SPICE模型部分常用主要参数。3、解题操作：1）启动pspice软件，分别绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：图A图B温度特性使用DCSweep，更改Temperature选项，StartValue=-30Value=70得到两电路温度变化曲线如下图所示：图A图B

，End设计五1、设计要求：电路如图所示，设信号源内阻 RS=0，VC=5m，VAML=30m，VOFF=0，FREQ=1K；BJT的型号为 2N3904，β=80,rbb’(rb)=100Ω，其他参数与题目四相同。试分析电压增益的幅频响应和相频响应，并求 fL和fH。2、设计目的：利用PSPICE8分析电压增益的幅频和相频响应。3、解题操作：1）启动pspice软件，分别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）ACSweep设置SweepType：DecadeStart ：10End：100MegPts/Decade：101Trace设置：幅频DB(V(Vo)/V(Vi)) ，相频P(Vo)-P(Vi) 。fL和fH的位置在f0能量衰减3dB处，添加Curse和坐标，得到电压增益的幅频响应和相频响应如下图所示：电压增益的幅频响应电压增益的相频响应设计六1、设计要求：电路如图，设BJT的型号为2N3904,β=50,rbb’(rb)=100Ω,其他参数与题目四相同，试分析C在1uF到100uF之间变化时，下限频率f的变化范围（CeeL为与Re并联的电容）。2、设计目的：利用PSPICE8观察电路下限频率 fL的变化范围。3、解题操作：1）对Ce的Value设置为{Cval}，添加元件PARAM，设置PARAMETERS的参数：NAME1为Cval，Value为1u。2）选择GlobalParameter，Name为Cval。选择ValueList，Value为1u、5u、10u、20u、50u、80u和100u。同样选择AC，设置Decade，Start为1.0，End为100Meg。（3）Trace设置：添加DB(V(Vo)/V(Vsin)) 。（4）分析fL的变化。电路下限频率变化范围曲线从左到右依次为 100u、80u、50u、20u、10u、5u、1u。可知旁路电容Ce从1u变为100过程中下限频率明显减少。设计七1、设计要求：设计与仿真一个单级共射放大电路，如图所示。要求：放大电路有合适静态工作点、电压放大倍数30左右、输入阻抗大于1KΩ、输出阻抗小于5.1KΩ及通频带大于1MHZ。调试静态工作点，仿真输入、输出电压波形。作幅频特性、相频特性、输入电阻及输出电阻特性曲线。2、设计目的：通过PSPICE8对单级共射极放大电路进行综合仿真。3、解题操作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窗口分别添加输入输出电压波形V(Vo)、V（V1）【输入输出电压波形】，DB（V(Vo)/V(Vs:+)）【幅频响应】，P(V(Vo))-P(V(Vs:+))【相频响应】，V(Vs:+)/I(Vs)【输入电阻】；将信号源短路，负载开路加电源，设置瞬态仿真在probe中添加V(Vs:+)/I(Vs)【输出电阻】。仿真结果如下图所示：输入输出电压波形幅频特性相频特性输入电阻输出电阻设计八1、设计要求：乙类互补功放电路如图所示，试运用 PSPICE分析该电路。（1）设输入信号Vi为1kHz，振幅为5V的正弦电压。试运用 SPICE程序观测输出电压波形的交越失真，求交越失真对应的输入电压范围。2）为减小和克服交越失真，在T1，T2两基极间加上两只二极管D1，D2及相应电路如图8.2所示，构成甲乙类互补对称功放电路。试观察输出Vo的交越失真是否消除。3）求最大输出电压范围。图A 图B2、设计目的：利用PSPICE8分析乙类互补对称功放电路，了解 BJT参数设定。3、解题操作（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：交越失真绿色的曲线表示输入波形，红色的曲线表示输出波形。观察可知从－ 1V到这之间的一段发生了交越失真。（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。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 :交越失真消除

1V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。观察电压传输特性如下：最大输出电压范围可知最大输出电压为－4.7V及＋4.7V。工作在乙类的放大电路，虽然管耗小，有利于提高效率，但存在严重的失真，使得输入信号的半个波形被消掉了。互补电路解决了乙类放大电路中效率与失真的矛盾。设计九1、设计要求：带恒流源负载的射极耦合差分放大电路如下图所示，其中

T1,T2,T5,T6

，采用

2N3904,T3,T4

采用

2N3906.所有ＢJT

的

=107,r

bb’=200Ω.

电阻和电源参数如图所示：（1）电路中基准电流 IREF,偏置电流Ic5,Ic1,Ic2和电压VCE1,VCE2;（2）电路的差模电压增益 Avd2,输入电阻Rid和输出电阻Ro；（3）绘出放大电路幅频和相频响应的波特图。2、设计目的：利用PSPICE8分析射极耦合差分放大电路3、解题操作启动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：设置瞬态仿真，在probe窗口分别添加V(Vo)/（V(V4:+)-（V(V5：-)【差模电压增益】，DB（V(Vo)/（V(V4:+)-（V(V5：-)）【幅频响应】，P（V(Vo)）-P（V(V4:+)）-（V(V5：-)）【相频响应】，（V(V4:+)）-（V(V5：-))/I（V4）【输入电阻】；将信号源短路，负载开路加电源，设置瞬态仿真添加 V(Vs:+)/I(Vs)【输出电阻】。仿真结果如下图所示：差模电压增益 Avd2输入电阻Rid输出电阻Ro幅频响应相频响应设计总结体会时间总是过得很快，经过两周的 pspice的学习，我已经从以前对pspice一无所知到现在能利用他处理一些基本的电路仿真。在做第一题时，我画好了电路原理图，修改好参数后，创建网络列表时系统总是报错can'tfindlibrary,无论我怎样修改都不行，后来请教同学，他们也遇到了同样的困惑，后来在老师答疑时才知道电脑上软件安装有问题。任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建电路时忘记修改参数等出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的，这确实很难修改。做的仿真波形总是和标准图形有出入。