pspice运算放大器-反馈放大-串联稳压电路
pspice晶体管放大设计实验
电子线路设计Pspice 实验报告实验课题：晶体管放大设计实验学号：XXXX一. 实验目的：1.学习晶体管放大电路的设计2.掌握晶体管放大电路静态工作的设置与调试3.掌握晶体管放大电路的性能指标测试方法及调试技巧4.了解负反馈对电路的影响5.加深对Pspice软件的使用技能，能熟练地应用Pspice进行电路硬件仿真二．实验课题1.已知条件：+VCC=+12V，RL=2K，Vi=10mV(有效值)，Rs=50欧2.技术指标要求：A V>30, Ri>2K, R0<3K, fL<30HZ, fH>500KHZ, 电路稳定。
三.实验原理三极管放大电路是分压式射极偏置电路。
电路的Q点稳定，Q点的主要参数由RB1,RB2,RE,RC,以及+VCC决定。
通过调节以上的参数，可以设置静态工作点。
模拟电路图：从图中可以看出静态工作点为；VBQ=3.673V, VCQ=6.163V, VCEQ=3.20V(在放大区内，符合)，ICQ=2.43mA .输入函数波形：Vi（p-p）==28mv输出电压波形：V0（p-p）=1260mv增益计算：A V=（V0）/(Vi)=1260/28=45 倍，满足设计要求。
输出幅频特性曲线：可看出增益为52倍，当增益下降到52x0.707=36.8倍时，经计算f(L)=20HZ，f(H)=16MHZ输出相频特性曲线：输入阻抗曲线：Ri=2.2K输出阻抗曲线：R0=2.4K实验总结：1.通过本次试验掌握了放大器的估计方法和静态工作点的调试技巧，同时掌握了电路性能的测试2.更加熟练地运用Pspice软件进行电路硬件仿真，给实际操作带来了极大的方便。
3反相放大器Pspice操作步骤
Pspice 教學講義一. 建立新的專案1.開啟Orcad -> Capture應用程式。
2.File->new建立一個新的Project。
3.彈出新視窗如下。
格子中，輸入專案(project)名稱，本範例之專案名稱為：“lab2-1_tran”。
5.Create a new project using有4種選擇，皆有不同的特性，實驗中要設計與模擬電路，所以要選擇第一個選項(Analog or Mixed A/D)。
6.Location是設定檔案儲存位置，按Browse可設定所要的目錄。
7.OK後，彈出新視窗8.左圖可設定是否繼承已存在的計畫，這邊選擇Createa blank project產生一個空白的計畫。
9.OK後，出現設計視窗。
/..(SCHEMATC1 : PAGE1)二. 加入元件資料庫與認識元件1.中間視窗為設計視窗，右邊工具列第二格為元件工具，點選後出現新視窗。
( place part )。
2.最初設計時元件欄通常沒有任何元件，因此點選Add Library選項。
3.彈出新視窗，選擇要加入的元件資料庫。
(元件符號庫C:\Cadence\Orcad_9.2.3\tools\capture\library\pspice)4.加入實驗需要的資料庫: analog.olb, source.olb,opamp.olb…5.常見資料庫如下。
6.在Part List選擇好元件，右下會出現元件圖示，OK即可使用。
(其他元件資料庫同學可以自己加加看，了解一下各資料庫裡面的元件)元件庫說明Analog.olb 有電阻、電容、電感、理想OP…Source.olb 各種電源，含接地元件…Opamp.olb 一般市面上的放大器(μA741、LM324…)三. 繪製電路與模擬3-1 繪製電路1.請嘗試設計出以上反相放大器電路(使用ua741，<注意>ua741元件在EV AL元件庫裡)。
串联反馈式稳压电路
串联反馈式稳压电路图XX_01图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中VI是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF 为基准电压，它由稳压管DZ与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。
这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。
输出电压的变化量由反馈网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压VO的目的。
稳压原理可简述如下：当输入电压VI 增加（或负载电流IO减小）时，导致输出电压VO增加，随之反馈电压VF=R2VO/（R1+R2）=F V V O也增加（F V为反馈系数）。
V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调整管T的c-e极间电压VCE 增大，使VO下降，从而维持VO基本恒定。
同理，当输入电压VI 减小（或负载电流IO增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。
从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。
调整管T连接成电压跟随器。
因而可得或式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益AVO不同。
在深度负反馈条件下，时，可得上式表明，输出电压VO 与基准电压VREF近似成正比，与反馈系数F V成反比。
当VREF及F V已定时，VO也就确定了，因此它是设计稳压电路的基本关系式。
值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠VF 和VREF之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。
如果VO绝对不变，调整管的VCE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。
所以VO不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。
因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。
由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压VO 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻Ro也越小。
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析现代生活中电源的应用十分广泛，大部分的电子、电气设备，都必须有电源给其提供能量，它才能工作。
因此电源是所有电子设备必不可少的组成部分，电源的产生，使电子轻工业，特别是电子计算机、家用电器、实验仪器仪表等现代社会生活中必不可少的组成部分得到了快速发展，并促进了人类生活方式的变革。
本文将简要设计并分析一种线性直流稳压电源的设计原理、工作原理及参数计算仿真结果，并给出其技术指标。
一、直流稳压电源设计要求1.输出电压Vo=6~12V连续可调2.纹波电压﹤=10mV一、概述本题所设计的直流稳压电源根据其技术指标设定，该电源可用作实验用电压源或生活中的充电及收音机、录音机的电源；该电源制作成本低，效果好稳定性高，且带有安全保护装置。
缺点就是体积较大、笨重，不便于携带。
但从总的方面来说，利大于弊，我们把它用在该用的地方，就能发挥它应有的作用，更好的为我们服务。
随着电子计算机技术的发展，计算机辅助设计已经逐渐进入电子设计的领域。
模拟电路中的电路分析、数字电路中的逻辑模拟，甚至是印制电路板、集成电路版图等等都开始采用计算机辅助工具来加快设计效率，提高设计成功率。
而大规模集成电路的发展，使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求，所以采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行。
同时，微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。
在电路设计工作方面，最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango软件，在当时这一软件被看作是多么的先进，因为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图，制出电路板。
如今，随着Windows95/98及NT操作系统的出现，一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。
如：Tango、Protel、OrCAD、PSpice、Electronics Workbench、VeriBest、PAD2000等。
电路通用分析程序PSPICE简介
电路通用分析程序PSPICE简介PSPICE是由SPICE（Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis）发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。
一、PSPICE功能简介1、直流分析：包括电路的静态工作点分析；直流小信号传递函数值分析;直流扫描分析；直流小信号灵敏度分析。
2、交流小信号分析：包括频率响应分析和噪声分析。
PSPICE进行交流分析前，先计算电路的静态工作点，决定电路中所有非线性器件的交流小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。
3、瞬态分析：即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应，时域波形经过快速傅立叶变换（FFT）后，可以得到频谱图。
通过瞬态分析，也可以得到数字电路的时序波形。
4、蒙特卡洛（Monte Carlo）分析和最坏情况（Worst Case）分析：蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自的容差（容许误差）范围内，以某种分布规律随机变化时电流特性的变化情况，这些特性包括直流、交流或瞬态特性。
二、PSPICE中的电路描述在运行于Windows环境下的PSPICE中，均采用图形方式描述被仿真的电路。
即在PSPICE 提供的绘图编辑器中画出电路图，并将其存为扩展名为sch的图形文件（计算机自动生成扩展名）。
电路中用到的元器件、电源和信号源可以从PSPICE提供的库中直接调用。
一个完整的电路，不仅包括电路的结构，而且还包括各元器件、信号源及电源的有关参数。
电路的结构可以通过元器件符号以及它们之间的连线来描述；而参数则是在元件属性（Attributes）中描述的。
描述一个元器件通常包括元器件符号名称、元器件在电路中的标号、元器件参数值等几部分内容。
由于元器件的参数较多，他们不直接在属性中给出，而使用专门的模型（Model）来描述，属性中只给出它的模型名称。
仿真时，PSPICE从模型库中调出该元器件的参数值进行仿真。
运放稳压电路
运放稳压电路
运放稳压电路是电子电路中非常重要的一种稳压技术，可以用来
稳定电压并保证电路工作的稳定性。
运放稳压电路主要通过运放放大
电压后对电路进行稳压控制的方式来实现，具有稳压精度高、响应速
度快等优点。
下面我们就来分步骤介绍一下运放稳压电路的原理和实
现方法。
首先，运放稳压电路的基本原理是利用运放的高增益特性，对输
入电压进行放大，从而控制输出电压的稳定性。
在运放稳压电路中，
运放通常作为比较器使用，通过对输入电压进行比较，从而产生一个
误差信号。
误差信号经过放大之后，就可以控制输出电压的大小。
其次，实现运放稳压电路的具体步骤如下：首先确定输入电压和
输出电压的范围，然后选择合适的运放芯片进行设计。
在设计运放稳
压电路时，需要考虑电路的稳定性、响应速度以及输出电压的精度等
因素。
接着，根据实际需求选择合适的反馈电阻和运放芯片，根据运
放的放大倍数确定反馈电阻的大小。
然后通过计算和模拟等手段，对
电路进行优化和调整，以保证电路的稳定性和输出精度。
最后，需要注意的是，在实际的运放稳压电路设计中，需要注意
保持电路的稳定性，避免输入电压或输出电压的波动对电路产生影响。
另外，在选择运放芯片和反馈电阻等元器件时，需要考虑其质量、可
靠性和稳定性等因素，以确保电路的正常工作及其长期稳定性。
总之，运放稳压电路在电子电路中具有非常重要的应用，可以实
现对输入电压的稳定控制，保证电路的稳定性和输出精度。
同时，在
实际的设计中需要注意电路的稳定性和电器元器件的选择，以实现理
想的稳压效果。
PSpice实例教程--求解放大电路的输入输出电阻
仿真结果如下：
该曲线为输入电阻 R(in)=V(in)/I(C1)随频率变化的曲线。 选择 Tools�Cursor�Display ，用游标测量曲线上的点。测得在中频阶段输入电阻大约为 0.577 千欧。 二、计算输出电阻步骤如下： 测量输出电阻的方法：撤掉输入的信号源和负载电阻 RL，然后在输出端加一信号源，通过 测量该信号源的电压与流过它的电流之比得到放大电路的输出电阻。下面利用此方法 用 Pspice 求解输出电阻。 1、在计算输入电阻的电路图的基础上，做如下修改： （1）双击 v1，设置 ACMAG＝0。相当于短路 （2）将 RL 的大小改为 5000M，相当于断路。 （3）Draw�Get New Part 选择 VAC 放置在电路中，命名为 v2， 双击交流源 v2 设置其属性为：ACMAG=15mv,ACPHASE=0。如下图所示：
4、设置分析类型： 选择 Analysis�set up�AC Sweep，参数设置如下：
5、 Analysis�Simulate，调用 Pspice A/D 对电路进行仿真计算。 6、 仿真后发现在 probe 下没有任何曲线（为什么？）需要根据输入电阻的定义来添加曲线。 步骤： 在 Probe 下， 点击 Trace� Add， 弹出 Add Trace 对话框， 在左边的列表框中选中 v(in) ， 单击右边列表框中的符号“/” ，再选择左边列表框中的 I(C1)，单击 ok 按钮。如下图所示：
选中三极管?单击edit?model?editinstancemodelmodelediror中修改放大倍数bf503由于要计算电路的输入输出电阻需设置交流扫描分析所以电路中需要有交流源
题目：用 Pspice 求解共射极放大电路的输入输出电阻
电路如图所示，BJT 为 NPN 型硅管，型号为 2N3904，放大倍数为 50，电路其他元 件参数如图所示。求解放大电路的输入、输出电阻。
模拟电子技术模电之串联反馈稳压电路讲解
例
VI A ＋ D3 ～220V 50Hz v1 D1 DZ2 R1 T1 v2 ＋C 2000μF R0 D4 D2 － DZ1 E ＋ A － C D T2 R2 R3 300Ω ＋C RP 1000μF 300Ω R4 300Ω － T3 B ＋
RL VO
例
（类似习题10.2.3） （1）设变压器副边电压的有效值V2＝20 V，求VI
10.1.2 滤波电路
VL 随负载电流的变化
Tr a D4 D1
VL
2 V2
C 型滤波
v1
v2
b
D3 D2
S2 + C
S1 RL
+
0.9V2 纯电阻负载 O IL
vL
end
10.2 串联反馈式稳压电路
10.2.1 稳压电源质量指标 10.2.2 串联反馈式稳压电路工作原理 10.2.3 三端集成稳压器
VI A ＋ D3 ～220V 50Hz v1 D1 DZ2 R1 T1 v2 ＋C 2000μF R0 D4 D2 － DZ1 E ＋ A － C D T2 R2 R3 300Ω ＋C RP 1000μF 300Ω R4 300Ω － T3 B ＋
RL VO
例
解：
（1）设变压器副边电压的有效值V2＝20 V，求VI＝？说明电路中T1、
整流电路 vR
滤波电路 vF
稳压电路 VO
vR t t
vF t
VO t
各部分功能 变压器：降压 整流：交流变脉动直流 滤波：滤除脉动
稳压： 进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力 end
10.1 小功率整流滤波电路
10.1.1 单相桥式整流电路
10.1.2 滤波电路
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1运算放大器
利用运放设计一个反相加法器，要求有4个输入端，输出信号为4个输入端信号的比例求和并反相输出，并要其中两路比例为20和35
原理图
2利用时域分析和交流扫描观察并记录输出波形，分析放大倍率和频率响应，并用公式法验算正确性
2.1静态工作点及公式法
公式法
2.2时域分析
60mV
40mV
20mV
-0mV
-20mV
-40mV
-60mV
0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin2)V(vout)V(vin2)V(vin3)V(vin4)
Time
2.3交流扫描
120
100
80
60
40
20
10mHz100mHz 1.0Hz10Hz100Hz 1.0KHz10KHz100KHz 1.0MHz10MHz100MHz 1.0GHz V(vout) / V(vin1)
Frequency
3测试不同负载时的输出波形
3.1当R=1时
原理图
波形图
50mV
0V
-50mV
0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin1)V(vout)
Time
3.2当R=1000k
原理图
波形图
60mV
40mV
20mV
-0mV
-20mV
-40mV
-60mV
0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin1)V(vout)
Time
4测试上下限截止频率
4.1原理图
波形图
由图，此电路是一个低通滤波器，没有下限截止频率，可以由输出下降到原来的0.7倍读出上限截止频率fH=9k
2反馈放大电路
1利用三极管实现电压并联负反馈电路，要求使用3个三极管级联并联放大电路
原理图
2.1时域分析
2.2交流扫描
2.3公式法以及静态工作点
3测试不同负载时的输出波形
3.1当R=1时
原理图
波形图
3.2当R=1M时原理图
波形图
3测试上下限截止频率
原理图
波形图
由图，此电路是一个低通滤波器，没有下限截止频率，可以由输出下降到原来的0.7倍读出上限截止频率fH=124k
串联稳压电路设计并实现串联稳压电路
1原理图
2.1时域分析
2.2交流扫描
由图，此电路是一个低通滤波器2.3测试上限截止频率
其上限截止频率fH=190k
2.4静态工作点以及公式法
3利用直流扫描分析稳压过程原理图
波形图
如图
当Vin<14V时，Vout随Vin线性增加，这是因为稳压管未到稳压值，其电压也是随输入增加而增加。
而当Vin>14V时，稳压管到达稳压值4.6V，输出也随之稳定在14V左右。
心得体会
1掌握了直流扫描的方法和过程，了解这种方法可以解决哪些具体问题2对于集成运放芯片，利用“虚短”“虚断”可以很方便的计算具体工作点，不过在一些时候也会有误差，比如实验3的串联稳压电路，笔算结果和仿真结果出现了明显的误差。
3稳压管在未达到稳压值时其电压是线性变化的，在超过稳压值时无论电流如何变化，其两端电压不变（在稳压管可承受范围之内）这一点在做完串联稳压电路后有了更深的体会。