系统仿真

电子系统仿真题目名称： 系统仿真课程设计 姓 名： 班 级： 学 号： 日 期： 仿真一 共发射极单管分压偏置放大电路设计 1、画出单管分压偏置电路原理图2、交直流分析A.“直流分析”，分析并记录三个状态时的静态工作点1）在节点1和节点4之间接入一万用表，测量VCEQ,如图所示。2）调节Rw,当VCEQ等于6V时，电路工作在放大区时，静态工作点为：3）继续调节Rw,当VCEQ接近于12V时，电路工作在截止区，静态工作点： 4）继续调节Rw,当VCEQ很小接近于0时，电路处于截止状态，静态工作点如下：B.对三个工作状态，进行“交流分析”，记录截至、放大、饱和状态时的波形，并分别记录三个状态时的可变电阻值1)当Rw=10k时，从下图可以看出输出特性曲线底端出现了失真，这种失真为饱和失真，输入输出波形及管压降VCEQ值如下右图所示。 2)当Rw=500k时，从下左图可以看出输出特性曲线顶端出现了失真，这种失真为截止失真，输入输出波形及管压降VCEQ值如下右图所示。 （注：紫色的波形为输出波形可以观察到顶部的弧度比底部的弧度要小，因为软件自身的原因结果不是很明显） 3)当Rw=54Khom, 电路处于放大区.如下右图为放大区时的VCEQ的值。 5.进行“直流扫描”，观察“集电极”电压随电源VCC的影响。参数设置：仿真结果：6.用示波器观察并记录放大时的波形，测输入电压和输出电压的峰值，计算电压增益；示波器测得，输入电压峰值为Vi=9.98mV，输出电压的峰值是Vo =-1.024V,因此电压增益约为：Av=Vo/Vi-1027.用电压表测输入和输出电压，计算电压增益，与操作6）中的增益比较万用表测输入电压Ui为： 输出电压Uo为： 由此算的电压增益为：Av= Vo/Vi=708.491/7.071100.2与仿真结果基本接近。也可由公式：计算增益。8.根据输入电阻和输出电阻的定义，测量Ri和Ro；一、输入电阻a.测Us信号源的有效电压值Us为10/1.414=7.07Mv.b.测Ui在信号源旁串接一阻值为5千欧姆的电阻作为信号源内阻Rs,则输入电压Ui经测量得为：输入电阻公式：Ri=Ui/(Us-Ui)*R(这里R=5Kohm)，带入Us和Ui可以计算得到Ri=2.78Khom.二、输出电阻通过测量放大电路有负载时的输出电压VL和负载开路时的输出电压VO，并利用公式来计算输出电阻。a.空载时，输出电压Uo为： b.带负载RL时，输出电压UL为： 输出电阻由上述公式计算的Ro=2.47Kohm. 因为RoRc，所以RoRc=2.4k。可见，仿真测量计算与理论值的结果基本符合。9.用“波特图仪”测上限频率和下限频率，计算带宽波特图仪测得中频段频率为：波特图仪测得上限截止频率fH为:下限截止频率fL为：带宽为：B=18.433Mhz-225.967Hz=18.43MHz.10.用“交流分析”，分析上限频率和下限频率，计算带宽仿真结果如下：频带宽：B=X2-X1=18.594Mhz-229.945Hz=18.59MHz11.输入为方波时，用“傅立叶分析”分析输出信号的频谱结构。仿真结果如下：12. 对三极管进行“参数扫描”，分析0，20，50对输出电压的影响仿真结果：13改变可变电阻，测电路的失真度当电路工作在放大区时，电路的失真度当电路工作在饱和区，失真度为：当电路工作在截止区，失真度为：14 分析电路的噪声系数仿真结果：15.对电路进行最坏情况分析仿真结果：16. 输出元器件清单列表17.输出网络表文件输出的网络表文件如下：18生成PCB板（注：因为软件原因，生成PCB图无法打开）19将“共发射极单管分压偏置放大电路”创建成子电路仿真如下：20.结论 通过本次课程设计，我掌握了共发射极单管分压偏置放大电路的原理。由此得出以下结论：当三极管的ICBO、VBEQ等参数将发生变化，导致工作点偏移。温度升高时，三极管穿透电流ICEO(1)ICBO将大幅度增加，使ICQ增大。实验中可以看出，共射级分压式偏置电路能使ICQ的增大受到抑制，自动稳定工作点。仿真二 共发射极单管分压偏置中反馈的分析一、目的：分析上述电路中的反馈的组态；测量放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、幅频特性曲线、温度对稳定度的影响、与“设计一”中的参数进行比较，得出该反馈对电路的影响。二、 要求：（1）改变可变电阻使电路工作在放大区，要求IEQ=1.5mA 在三极管射级端串接一万用表，调到直流电流档，改变可调电阻值，当阻值为Rw=200*34%=68Khom时，万用表测得Ieq=1.476mA.如图所示（2）分析有旁路电容CE和无旁路电容CE时各参数的变化A.电压增益；B.输入电阻和输出电阻；C.带宽A.电压增益分析：1)当有旁路电容时万用表测得输入电压Ui为： 输出电压Uo为：电压增益为:Av=Uo/Ui=595.7/7.07=84.262)当无旁路电容时万用表测得输出电压为：输入电压Ui为：电压增益为：Av=Uo/Ui=10.979/7.071=1.55由上面的结果，可以得出结论，有旁路电容的电压增益远远大于无旁路电容的增益。B.输入电阻和输出电阻分析1)有旁路电容时输入电阻 Us和Ui测量结果如下：Us Ui 由公式Ri=Ui/(Us-Ui)*Rs算得输入电阻Ri=3.30Khom输出电阻带载电压UL和空载电压Uo分别为：UL Uo 有公式：Ro=(Uo/UL-1)*RL=2.35Kohm.2)无旁路电容时的输入电阻Us和Ui的测量结果如下：Us Ui 输入电阻为： Ri=5.317/(7.071-5.317)*5K=15.16Kohm输出电阻Uo和UL测量结果如下：UL Uo 由上述公式算得输出电阻为：Ro=2.4Kohm.C.带宽分析1)有旁路电容上限频率为：下限频率为：带宽为：B=33.97 MHz-122.618HZ=33.97MHz2)无旁路电阻时上限频率fH为：下限频率fL为：通频带为：B=fH-fL235.405MHz=2.553Hz=235.4MHz.3.分析0，20，50对输出电压的影响仿真结果如下：三、结论 用瞬时极性法分析的电路为串联负反馈，反馈电容从RL反向端引出，所以是电流反馈，有上述仿真结果可以得出结论：与Re并联的旁路电容Ce可以减少信号的损耗，使放大器的交流信号放大能力不致因Re而降低，降低了输入电阻，增大了输出电阻。同时降低了通频带。