北京郵電大學電子電路仿真實驗報告實驗名稱：電子電路仿真實驗學院：____信息與通信工程學院____班級：________姓名：_______________學號：__________________任課教師：________________實驗日期：_______2011年1月________一、電路圖介紹及軟件介紹（1）電路圖介紹該電路為兩級放大電路，第一級為共集放大，第二級為共射放大，采用直接耦合連接。反饋電路有R2和R1兩部分，其中，R2為級間反饋，為電壓并聯負反饋，屬交直流反饋，滿足深度負反饋條件。R1為第一級放大電路級內反饋，為電壓串聯負反饋屬交直流反饋。（2）軟件介紹Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。NIMultisim軟件是一個專門用于電子電路仿真與設計的EDA工具軟件。作為Windows下運行的個人桌面電子設計工具，NIMultisim是一個完整的集成化設計環境。NIMultisim計算機仿真與虛擬儀器技術可以很好地解決理論教學與實際動手實驗相脫節的這一問題。學員可以很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機仿真真實的再現出來，并且可以用虛擬儀器技術創造出真正屬于自己的儀表。NIMultisim軟件絕對是電子學教學的首選軟件工具。二、理論分析1、電路概況分析該電路為共集-共射放大電路，其優點是輸入阻抗高和高頻特性好。由于共集電路的上限頻率遠大于共射電路，故組合電路的上限頻率主要取決于共射電路；同時組合電路利用共集電路輸出阻抗小的特性，將其作為共射電路的源阻抗Rs，就能有效的擴展共射電路的上限頻率，從而使該電路有較高的上限頻率。反饋電路R1的作用是穩定第一級放大電路的輸出電流。當輸入信號不變時，由于交流負反饋的作用，反饋電路能抵消因環境溫度、負載變化等因素引起的輸出信號的變化，穩定第一級放大電路的輸出信號，使電路性能得到改善。反饋電路R2為電壓并聯負反饋，降低了輸出電阻和輸入電阻，由于滿足深度負反饋的條件，故電路的輸入電阻趨于零，輸出電阻趨于R3，此外，R2的引入還穩定了電壓增益，減小了非線性失真，展寬了頻帶等。2、直流工作點由于電容C1、C2（220uf）的隔直作用，故V1、V3、I(V2)、V8均為零，由于Vbe2=V6=0.649V，且Vbe1約為0.6V，故V2=1.21V，又因為此時反饋電路中電流為第一級放大電路中的基級電流幾乎為零，故V5=1.21V。3、直流特性掃描當V1>1.2V時，由圖可見V5趨于一條平行于X軸的直線，這是因為，兩晶體管發射結的門限電壓約為0.6V，V1>1.2V時Q1、Q2開始進入放大區，即集電結反偏，發射結正偏,而當V1繼續增大時，由于Q1、Q2的Vbe的電壓鉗位作用，使得V2=1.2V，而V5=V2，故V5也穩定與1.2V左右。當V1>1.2V時，由圖可見V5趨于一條平行于X軸的直線，這是因為，兩晶體管發射結的門限電壓約為0.6V，V1>1.2V時Q1、Q2開始進入放大區，即集電結反偏，發射結正偏,而當V1繼續增大時，由于Q1、Q2的Vbe的電壓鉗位作用，使得V2=1.2V，而V5=V2，故V5也穩定與1.2V左右。4、交流小信號分析先進行理論計算：從輸入端求和的方式入手，由并聯求和，先計算If=-V8/R2Is=Vs/R由If=Is，得-V8/R2=Vs/R故源電壓增益為:Avsf=V8/Vs=-105、瞬態分析同上述中頻增益的分析。輸出波形相比輸入波形相位反向，幅值增大約10倍。6、參數掃描進行R3及溫度參數的掃描R3:當R3值有小變大時，由于5點直流點位基本固定不變，R3兩端的直流壓降基本為定值，R3中的直流電流與R3成反比減小。由于R3的增加加大的負反饋的深度，因此輸出電壓中頻增益也會隨著R3的增大而有所降低（在R3變化很大的時候才比較明顯）。R2:由深度負反饋得到的增益約為-R2/R,故增益和輸出波形幅度隨著R2的增大而增大。R1：由于深度負反饋，故電路的增益和輸出波形基本上不受影響。T：由于深度負反饋，電路的增益和輸出波形基本上不受影響。三、仿真及分析1、直流工作點分析：由于電容C1、C2（220uf）的隔直作用，故V1、V3、I(V2)、V8均為零，由于Vbe2=V6=0.649V，且Vbe1約為0.6V，故V2=1.21V，又因為此時反饋電路中電流為第一級放大電路中的基級電流幾乎為零，故V5=1.21V。2、直流特性掃描（1）結點5的直流特性掃描及分析分析：當V1>1.2V時，由圖可見V5趨于一條平行于X軸的直線，這是因為，兩晶體管發射結的門限電壓約為0.6V，V1>1.2V時Q1、Q2開始進入放大區，即集電結反偏，發射結正偏,而當V1繼續增大時，由于Q1、Q2的Vbe的電壓鉗位作用，使得V2=1.2V，而V5=V2，故V5也穩定與1.2V左右。（2）節點6的直流特性掃描及分析分析：由圖可知，當V1>1.2V時，V6趨于一條平行于X軸的直線，這是因為，隨著V1從0開始增大，Q2的發射結開始導通，由于其門限電壓約為0.6V，故當V6達到0.6V左右時便被Vbe2鉗位在了0.6V。3、交流小信號分析（1）源電壓增益分析：先進行理論計算：從輸入端求和的方式入手，由并聯求和，先計算If=-V8/R2Is=Vs/R由If=Is，得-V8/R2=Vs/R故源電壓增益為:Avsf=V8/Vs=-10現根據圖示值：|Avsf|=8.6<10這是因為：盡管電路滿足深度負反饋條件，但理論計算時使用的If=Is這一條件是不準確的，兩者并不完全相等，因為Is=If+Ib，由于Ib很小，故在理論計算時將其視為0，這就導致了理論值和仿真值的差異。（2）結點2的交流小信號分析分析：在中頻段的時候，結點2的交流電壓保持不變，在高頻段時結點2的幅度上升。4、瞬態分析5、R3參數掃描 R3參數掃描（直流工作點分析） R3參數掃描（瞬態分析） R3參數掃描（頻譜分析）7、溫度變化 溫度掃描（瞬態分析） 溫度掃描（頻譜分析） 可見，溫度的變化對輸出、增益影響不大四、心得體會1、初始用理論估算值仿真，存在工作點設置偏離的情況，后經修改測試使得設計值趨于合理。測試結論中仍然存在與理論分析有誤差的地方，需要進一步思考其中的的原因。2、結合書后的仿真例題和仿真軟件介紹，并查閱了相關資料，學習仿真軟件的基本操作，隨著實驗的深入進行，逐步由不會到會，再到熟練，并能夠在結合相關資料的情況下分析錯誤和誤差產生的原因，