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实验四交流扫描分析1

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实验报告

实验四交流扫描分析

学院计算机与电子信息学院

专业电子信息科学与技术班级电子15-2 班姓名蒋松松学号 150******** 指导教师张涛

实验时间: 2017 年 11 月 8 日

实验报告评分：___ ____

。

实验四交流扫描分析

一、实验目的

1、掌握交流扫描分析的各种设置和方法。二、实验内容：

1、共射极放大电路如下图所示。试分析出中频区放大倍数、上限截止频率和下限截止

频率，电路输入电阻和输出电阻。

C 1

10U

R 23K R 5

R S 2K

R 31k

C 2

10U

C 310U

12V

FREQ = 10K

VAMPL = 0.01VOFF = 0

OUT

R 1

300K 0

Q2N 3904

元件名称元件库

说明 R Library/Pspice/Analog.olb 电阻 C Library/Pspice/Analog.olb 电容 Q2N3904 Library/Pspice/Bipolar.olb 三极管 VDC Library/Pspice/Sourse.olb 直流电压源 VSIN

Library/Pspice/Sourse.olb

正弦信号源

步骤：（1）、作出电路图，修改三极管参数：放大系数β =80，r bb’ (r b )= 100。

将V1信号源的 AC 设置为1（设置方法：双击电压源V1，出现V1电压参数设置界面，将AC 设置为1，否则交流仿真分析无法完成）。

（2）、在Analysis type 中选择AC Sweep/Noise ，在Options 中选中General Settings 。AC

Sweep 的分析频率从0.01Hz 到1GHz ，采用十倍频，每十倍频采样点数为50。运行仿真。

（3）、在Probe 窗口中，键入幅频响应表达式：DB （V （OUT ）/V （VK ）），显示出电压增

益的幅频特性曲线。启动标尺，测量并列出中频电压增益（分贝）=( 39.320 )。下限截止频率f L 和上限截止频率f H 大约是：f L =（ 1.0206K ），f H =（ 6.3872M ）。（上限截止频率f H 和下限截止频率的分贝数要比中频电压增益（分贝）少3分贝）

（4）、在Probe 窗口中，键入相频响应表达式：P （V （OUT ）/V （VK ）），显示出电压增益的相频特性曲线。启动标尺，测量并列出中频区相位差大约为(-90.958 )。

Frequency

10mHz 100mHz

1.0Hz 10Hz 100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHz

1.0GHz

P(V(OUT)/V(VK))

-400d

-200d

（5）、在Probe 窗口中，显示出输入电阻的特性曲线。输入电阻表达式：V(VK)/I(V1)。启动标尺，测量并列出中频区输入电阻大约为（ 49.242K ）。

（6）、在Probe 窗口中，显示出输入电阻的特性曲线。方法如下：

①将电路输入端短路。即将电源V1去掉，用 wire 代替。

②负载电阻R5去掉，在输出端加入信号源T V (将信号源 AC 设置为1 )。

③进行交流扫描分析，键入表达式(:)/()T T V V I V 。启动标尺，测量并列出中频区的输出电阻数值大约为（ 2.7982K ）。

RS 2k

R2300k

R33k

R41k

C110u

C210u

C310u

12v

Q2N3904

OUT

1Vac 0Vdc

2、电路如下图所示，试分析C 5在1UF 到100UF 之间变化时，下限频率f L 的变化范围。

R101.3K

R85.1K

10U

R633K

12V

R910K

P ARAMET ERS :

cval = 50u

C5{cval}

R73.3K

Q2N3904C3

10U

（元件PARAM 位于Library/Pspice/Special.olb 下）步骤：

(1)、设置交流分析。 AC Sweep 的分析频率从0.01Hz 到1GHz ，采用十倍频，每十倍频采样点数为50。

(2)、选中参数扫描分析（Parametric sweep ）。

Sweep variable: Global Parameter; Parameter name: cval

Sweep type: value list

设置C e 取列表值1UF 、5UF 、10UF 、20UF 、50UF 、80UF 和100UF 。（注意列表值之间用空格键隔开）

(3)、进行仿真后，得到电压增益的幅频响应曲线。由图中看出，C e 在1UF 到100UF 之间变化时，下限频率变化的趋势。

Frequency

10mHz

100mHz 1.0Hz

10Hz 100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHz 1.0GHz

DB(V(Vo)/V(Vi))

-50

3、电路如题2图所示，试分析三极管放大系数在20到200之间变化时，电路输出电压变化趋势。

步骤：

(1)、设置交流分析。AC Sweep的分析频率从0.01Hz到1GHz，采用十倍频，每十倍频采样点数为50。

(2)、选中参数分析。

Sweep variable: Model Parameter;

Model type: NPN

Model name:Q2N3904

Parameter name: Bf

Sweep type: Linear

Start value:20 End value:200 Increment value:20

(3)、进行交流扫描分析，查看输出电压变化曲线。输出电压表达式为V（VO）。

120V

80V

40V

10mHz100mHz 1.0Hz10Hz100Hz 1.0KHz10KHz100KHz 1.0MHz10MHz100MHz 1.0GHz V(Vo)

Frequency

4、电路如题2图所示，试分析温度在20到100之间变化时，电路中三极管集电极电流变化情况。

步骤：

(1)、设置交流分析。AC Sweep的分析频率从0.01Hz到1GHz，采用十倍频，每十倍频采样点数为50。

(2)、选中参数分析。

Sweep variable:Temperature

Sweep type: Linear

Start value:20 End value:100 Increment value:10

(3)、进行交流扫描分析。查看三极管集电极电流变化曲线。三极管集电极电流表达式为IC(Q2)。

60mA

40mA

20mA

10mHz100mHz 1.0Hz10Hz100Hz 1.0KHz10KHz100KHz 1.0MHz10MHz100MHz 1.0GHz IC(Q1)

Frequency

5、电流并联负反馈电路如下图所示。试运用PSPICE分析该电路的A IF、输入电阻R if 和输出电阻R of 。

V+

V-V2

12V

RL 500

uA7413

615

V +V -

OUT

OS1

OS2

V-0Rs

500K

R 100

V+

12V

VO 0

、

Rs 500k

Rf 1k

R 100

uA741+3

V +

V -

OUT 6OS1

1OS2

12v

V+

V-V-

V+

1Vac 0Vdc

步骤：

(1)、设置交流扫描分析，仿真后得到频率响应曲线。由图可得 A IF =（ 10.999 ），输入电阻R IF ==（ 1.0879K ）Ω。 (2)、输出电阻R of = （ 1.4458M ）Ω。

元件名称元件库

说明 R Library/Pspice/Analog.olb 电阻 VDC Library/Pspice/Sourse.olb 直流电压源 uA741 Library/Pspice/opamp.olb 放大器 IAC Library/Pspice/Sourse.olb

交流电流源

Q2Q2N2222

Q1Q2N2222

RS11k

RS21k

RC210k

RC110k RBIAS 20k Q4Q2N2222Q3Q2N2222

C15p

out2

out1

-12V

12V 0

VEE

VDD

VEE

VDD

6 、在电路中计算的噪音通常是电阻上产生的热噪音、半导体器件产生的散粒噪音和闪烁噪音。

步骤：

(1)、打开Orcad/Pspice/Samples/Anasim/Example/example.obj文件。

(2)、进行交流扫描分析，选中噪音分析。在Output V oltage中填入V(OUT2)，在I/V中填入V1,在Interval填入30。

(3)、查看输出文件。在频率为100Mhz下的各个元器件的噪声、总噪声。

FREQUENCY = 1.000E+08 HZ

TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)

Q_Q4 Q_Q3 Q_Q1 Q_Q2

RB 1.165E-20 5.279E-21 4.936E-18 4.960E-18

RC 6.420E-21 2.008E-21 1.039E-21 4.742E-21

RE 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

IBSN 4.631E-20 1.514E-20 7.225E-21 6.082E-20

IC 1.008E-17 3.150E-18 4.022E-18 1.305E-17

IBFN 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

TOTAL 1.015E-17 3.173E-18 8.966E-18 1.807E-17

RESISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)

R_RC1 R_RS2 R_RS1 R_RBIAS R_RC2

TOTAL 1.441E-19 1.165E-18 5.279E-19 9.018E-21 2.590E-19

TOTAL OUTPUT NOISE VOLTAGE = 4.246E-17 SQ V/HZ

= 6.516E-09 V/RT HZ

TRANSFER FUNCTION V ALUE:

V(OUT2)/V_V1 = 1.785E-01

EQUIVALENT INPUT NOISE AT V_V1 = 3.651E-08 V/RT HZ

(4)、在Probe窗口中，在Trace/Add中选择V（ONOISE）和V（INOISE），查看输出节点OUT2总的输出噪声电压和在输入节点计算出来的等效输入噪声电压随频率变化而变化情况。

1.0uV

0.5uV

1.0KHz 3.0KHz10KHz30KHz100KHz300KHz 1.0MHz 3.0MHz10MHz30MHz100MHz

V(INOISE)V(ONOISE)

Frequency

三、心得体会

1、本次实验加深了我对Orcad软件的使用，也感叹这个软件的强大之处，也掌握交

流扫描分析的各种设置和方法。实验中我也遇到了一些问题，不过请教老师后也

基本解决，以后还是要对这部分的内容多加练习，才能熟练掌握。最后感谢老师的帮

助。

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