【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《PSPICE模电仿真答案》，欢迎阅读！
Pspise模电仿真实验
报告
学院：班级：姓名：学号：
实验一 晶体三极管共射放大电路
一、
实验目的
1、 学习共射放大电路的参数选取方法。
2、 学习放大电路静态工作点的测量与调整，了解静态工作点对放大电路性能的影响。
3、 学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的分析方法 4、 学习放大电路数输入、输出电阻的测试方法以及频率特性的分析方法。 二、
实验内容
1、 确定并调整放大电路的静态工作点。 由稳定静态工作点，必须满足的两个条件: 条件一：I1>>IBQ I1=(5~10)IB 条件二：VB>>VBE VB=3~5V
RE
选择好了VB，又由
Rb2
VBVBEVB
IEQICQ计算出Re
再选定I1，又由
Rb1
VBVB
I1(5~10)IBQ计算出Rb2
再由
VccVBVCCVB
I1(5~10)IBQ计算出Rb1
2、 确定放大电路的电压放大倍数Av
（1）RL=∞（开路）
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C27.527V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 4mFREQ = 3.5k
Us
3.759V
R250k
Re2.5k
Ce100uF
V4.418V
C1
Q1
Q2N2222
RL1MEG
0V
0
6.9996mV
6.9995mV
6.9994mV
6.9993mV
1.0KHz
V(C1:2)
3.0KHz10KHz Frequency
30KHz100KHz
可读出此时，f =3.5kHZ时，输入电压为6.993mv
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C27.527V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 4mFREQ = 3.5k
Us
3.759V
R250k
Re2.5k
Ce100uF
4.418V
Q2N2222
RL
V
C1
Q1
0V
1MEG
0
0.998V
0.997V
0.996V
0.995V
1.0KHz
V(C2:2)
3.0KHz10KHz Frequency
30KHz100KHz
得此时，f=3.5kHZ时，输出电压为0.9974v
由上可知，当RL开路时，电压放大倍数为0..9974V/6.993mv=143,满足要求。
（2）RL=3kΩ
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C27.527V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 4mFREQ = 3.5k
Us
3.759V
R250k
Re2.5k
Ce100uF
V4.418V
C1
Q1
Q2N2222
RL3k
0V
0
6.9998mV
6.9996mV
6.9994mV
1.0KHz
V(C1:2)
3.0KHz10KHz Frequency
30KHz100KHz
由图可看出输入电压为6.995mv
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C27.527V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 4mFREQ = 3.5k
Us
3.759V
R250k
Re2.5k
Ce100uF
4.418V
Q2N2222
RL3k
V
C1
Q1
0V
0
514.4mV
514.3mV
514.2mV
514.1mV
1.0KHz
V(RL:2)
3.0KHz10KHz Frequency
30KHz100KHz
可得F=3500HZ时，输出电压为514.191mv
则当RL=3kΩ时，电压放大倍数为514.191mv/6.995mv=74，也满足要求
3、 观察输入与输出电压波形
RL=3kΩ时
V1
12Vdc
R175k
Rc3k
C210uF
C110uF
V
Q1
Q2N2222
V
RL3k
R250k
Re2.5k
Ce100uF
VOFF = 0VAMPL = 4mFREQ = 3.5k
Us
0
400mV
200mV
0V
-200mV
-400mV
0s
V(C2:2)
50us
V(C1:1)
100us
150us
200us
250us Time
300us
350us
400us
450us
500us
得输出电压与输入电压波形之间的相位相差180°
4、观察饱和、截止失真
设Vi=40mV，仿真分析共射放大电路的电压传输特性及最大不失真输出电压，并判断输出电压是先出现饱和失真还是先出现截止失真。 （1）RL=3 kΩ时
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C26.984V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 40mFREQ = 3.5k
Us
V
C1
4.372V
Q1
Q2N2222
RL
3.710V
R250k
Re2.2k
Ce100uF
V
0V
3k
0
2.0V
0V
-2.0V
-4.0V
0s
V(C2:2)
50us
V(C1:1)
100us
150us
200us
250us Time
300us
350us
400us
450us
500us
可知先出现截止失真
(2) 当RL开路时（设RL=1MEGΩ）时
V1
12.00V
12Vdc
R175k
Rc3k
C26.984V10uF
0V
10uF0V
VOFF = 0VAMPL = 40mFREQ = 3.5k
Us
V
C1
4.372V
Q1
Q2N2222
RL
3.710V
R250k
Re2.2k
Ce100uF
V
0V
1MEG
0
4.0V
2.0V
0V
-2.0V
-4.0V
0s
V(C2:2)
50us
V(C1:1)
100us
150us
200us
250us Time
300us
350us
400us
450us
500us
由图可知先出现饱和失真
4、输入电阻测量
V1
12Vdc
R175k
Rc3k
C210uF
C110uF
Q1
Q2N2222
RL
VOFF = 0VAMPL = 40mFREQ = 3.5k
Us
1MEG
R250k
Re2.2k
Ce100uF
0
2.1K
2.0K
1.9K
1.8K
0Hz
5KHz
V(C1:1) / I(C1)
10KHz15KHz20KHz25KHz Frequency
30KHz35KHz40KHz45KHz50KHz
得此时比值为2.0883K，即输入电阻约为2kΩ，理论值Rb1||Rb2||Rbe=1.8KΩ
6、输出电阻测量
去掉输入电源，将输入端短路，把交流电压源VAC（AC=10V）改接在负载RL位置。设置分析类型为AC Sweep/Noise，观察3.5kHz处输入电压和电流的比值。
V1
12Vdc
R175k
Rc3k
C210uF
C110uF
Q1
Q2N2222
10Vac0Vdc
R250k
Re2.2k
Ce100uF
V2
0
2.816K
2.814K
2.812K
2.810K
2.808K
0Hz
5KHz
V(C2:2) / I(V2)
10KHz15KHz20KHz25KHz Frequency
30KHz35KHz40KHz45KHz50KHz
比值为2.816kΩ，即输出电阻为2.8kΩ, 其理论值为3kΩ
7、仿真分析电路的频率特性，并测量放大器的上限截止频率和下限截止频率
V1
12Vdc
R175k
Rc3k
C210uF
V
C110uF
Q1
Q2N2222
R4
VOFF = 0VAMPL = 1mFREQ = 3.5k
V3
R250k
Re2.5k
Ce100uF
1MEG
0
1.0V
0.5V
0V
1.0Hz
V(C2:2)
10Hz100Hz1.0KHz10KHz Frequency
100KHz1.0MHz10MHz100MHz
当为电压为0.707u时，下限频率f1=83.753HZ,上限频率f2=765HZ
8、观察放大器的相频特性曲线
-0d
-100d
-200d
-300d
1.0Hz
Vp(C2:2)
10Hz100Hz1.0KHz10KHz Frequency
100KHz1.0MHz10MHz100MHz
实验二 差分放大电路
一、实验目的
1、学习差分放大电路的设计方法
2、学习差分放大电路静态工作的测试和调整方法 3、学习差分放大电路差模和共模性能指标的测试方法 二、实验内容
1. 测量差分放大电路的静态工作点，并调整到合适的数值。
V1
15.00V
744.6uA
R6
1.33k
744.6uA
R2
1.33k
1.489mA0V15Vdc
0
14.01V
14.01V
Q2
Q1
744.6uA
744.6uAQ2N2222
8.227uA
-1.020V-752.8uA
-386.7mV
47uC2
8.227uA
Q2N2222-752.8uA
-386.7mV
Q3
R147k8.227uA
1.506mAQ2N2222
16.40uA
-13.53V
R5
2.689mA
D4
1N4376
R45k2.705mA
-14.26V2.689mA
D5
1N4376
47k8.227uA
-14.18V1.522mA
R3
540
2121
-1.522mA
V2
-15.00V
4.211mA
-15Vdc
0V
0
0
由图，静态工作电流Ic1q=Ic2q=744.6uA ,Ic3q=1.506mA, Vc1=14V,Id=2.7mA
2. 将输入方式改接为单端输入，并设置直流扫描分析，以VI为扫描对象，仿真分析差分放大电路的电压传输特性。
V3
0
15Vdc
R61.33k
R21.33k
V
Q2
Q1
Q2N2222
Q2N2222
C2
47u
Q3
R147k
V1
R547k
D41N4376
R4
D5
5k
1N4376
Q2N2222
R3540
2121
100Vdc
V2
0
-15Vdc
0
15.0V
14.5V
14.0V
13.5V
13.0V
-5.0V-4.0V
V(Q1:c)
-3.0V-2.0V-1.0V0V V_V1
1.0V2.0V3.0V4.0V5.0V
15.0V
14.5V
14.0V
13.5V
13.0V
-5.0V-4.0V
V(Q2:c)
-3.0V-2.0V-1.0V0V V_V1
1.0V2.0V3.0V4.0V5.0V
3. 将输入方式改接为差模输入（取VI1=5
VI2=-5），设置交流分析和瞬态分析。
V3
0
15Vdc
R61.33k
R21.33k
Q2
C347u
Q1
V
Q2N2222
V
C4
Q2N222247u
Q3
R147k
VOFF = 0
VAMPL = 5mFREQ = 1k
V7
R547k
D41N4376
R4
D5
5k
1N4376
Q2N2222
VOFF = 0VAMPL = -5mFREQ = 1k
V6
R3540
2121
V2
0
-15Vdc
0
14.2V
14.1V
14.0V
13.9V
13.8V
0s
V(Q1:c)
0.2ms
V(Q2:c)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
两端的输出电压的相位差为180°
输入电压和输出电压的波形图：
-388mV
-392mV
-396mV
SEL>>-400mV
V2(C1)
14.2V
14.0V
13.8V
0s
V(Q1:c)
0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0ms Time
1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms
知Vid=398.791mV时 Vod=14.198V，则电压放大倍数Avd=-103.3
求差模输入电阻
由图可知Vid=4.9653mV时Iid=1.6069uA，则输入电阻为Rid=3.1K
4.将输入方式改接为共模输入（取VI1= VI2=
），设置交流分析
和瞬态分析，计算共模电压放大倍数和共模输入电阻，观察两个输出端电压的相位关系。
V3
0
15Vdc
R61.33k
R21.33k
Q2
C347u
Q1
V
Q2N2222
V
C4
Q2N222247u
Q3
R147k
VOFF = 0VAMPL = 1FREQ = 1k
V7
R547k
D41N4376
R4
D5
5k
1N4376
Q2N2222
VOFF = 0VAMPL = 1FREQ = 1k
V6
R3540
2121
V2
0
-15Vdc
0
14.0104V
14.0100V
14.0096V
14.0092V
0s
V(Q1:c)
0.2ms
V(Q2:c)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
由图可得：两端的输出电压的相位差为0°
输入电压和输出电压的波形图：
1.0V
0V
SEL>>-1.0V
V(V6:+)
14.0140V
14.0135V
14.0130V
14.0125V
0s
V(R2:1)
0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0ms Time
1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms
由图可知输入电压为-993.064mV时 输出电压为14.014V 则共模电压放大倍数为Avc=Voc/Vic=14.1 双端输入双端输出的波形
1.0V
0V
-1.0V
V(V6:+)
1.0uV
0V
SEL>>
-1.0uV
0s
0.2ms
V(R1:1)- V(R2:1)
0.4ms0.6ms0.8ms1.0ms Time
1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms
电压放大倍数为0
求共模输入电阻
输入电压和输入电流的波形如下
1.0V
0V
-1.0V
V(V6:+)
40uA
0A
SEL>>-40uA
0s
I(C1)
0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0ms Time
1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms
由图可知输入电压为Vt=1V时输入电流为Ii=21.369uA 则共模输入电阻为Ric=Vt/Ii=47k
5.将输入方式改接为单端输入，取VI1=10电路中Vo1、Vo2、Vo、
的波形。
，查看差分放大
V3
0
15Vdc
R61.33k
R21.33k
Q2
C347u
Q1
V
Q2N2222
V
Q2N2222
Q3
R147k
VOFF = 0
VAMPL = 10mvFREQ = 1k
V7
R547k
D41N4376
R4
D5
5k
1N4376
Q2N2222
R3540
2121
V2
0
-15Vdc
0
则得到的电压波形vo1、vo2、vo、vE依次列于下
14.25V
14.00V
SEL>>13.70V
V(R1:1)
14.25V
14.00V
13.75V
V(R2:1)
400mV
0V
-400mV
V(R1:1)- V(R2:1)
10mV
0V
-10mV
0s
V(C1:1)
0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms1.0ms Time
1.2ms1.4ms1.6ms1.8ms2.0ms
由图可得：两输出端输出电压相位相差180°，幅值相等。Vo1波形输入波形相位相反,是反相输出端，Vo2波形输入波形相位相同，是同相输出端，
Vo与Vo1完全重合。vo1与vE反相 vo2与vE同相 vo与vE反相，幅值依次为14.198V、14.198V、368.766mV、10mV
6.将输入方式改接为双端输入，取VI1=105
，
VI2=95，查看差分放大电路中Vo1、Vo2、vo、的波形。
V3
0
15Vdc
R61.33k
R21.33k
V
Q2
C347u
Q1
V
Q2N2222V
C5
Q2N2222
1n
Q3
R147k
VOFF = 0
VAMPL = 105mvFREQ = 1k
V7
R547k
D41N4376
R4
D5
5k
1N4376
VOFF = 0VAMPL = 95mFREQ = 1k
Q2N2222
V8
R3540
2121
V2
0
-15Vdc
0
得到的波形vo1、vo2、vo、vE依次列于下：
14.25V
14.00V
13.75V
V(R1:1)14.25V
14.00V
13.75V
V(R2:1)400mV
0V
SEL>>-400mV
V(R1:1)- V(R2:1)100mV
0V
-100mV
0s
0.2ms
V(C1:1)V(V4:+)
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
由图可得：两输出端输出电压相位相差180°，幅值相等。vo1与vE反相 vo2与vE同相 vo与vE反相。
vo1幅值为14.198V，vo2幅值为14.198V，vo幅值为368.760mV，vE1幅
值为105mV，vE2幅值为95mV。与上面单端输入差模信号得到的数据近似相等，说明差模放大电路有很好的共模抑制能力。
三、思考题
1、T1、R3、R4、D1、D2等元件在电路中起什么作用？对电路的静态工作点和共模电压增益、差模电压增益和共模抑制比等指标分别有什么影响？
答： T1、R3、R4、D1、D2构成恒流源，可带有高阻值的动态输入电阻，因而使得电路具有稳定的支流偏置和很强的一直共模信号的能力。它决定了静态工作点过大会引起饱和失真过小则会引起截止失真。
2、用一端接地的毫伏表和示波器等测量仪器，如何测量差分放大电路双端输出电压的幅度和波形？
答：将测量仪器的接地端与电路中地端相连，测量仪器的输入端接在电路的输出端，分别测出输出端对地的电压然后求出双端输出电压。
3、怎样提高差分放大电路的共模抑制比和减小零点漂移？
答：提高共模抑制比的方法：1提高恒流源的内阻；2使用对称性好的元件；3使用较小的射极偏置电阻。减小零点漂移的方法：1使用对称性好的元件；2调节调零电阻
实验三 互补对称功放电路
一、实验目的
1.观察乙类互补对称功放电路输出波形，学习克服输出中交约失真的方法。
2.学习求最大输出电压范围的方法。 二、实验内容
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。
V1
12Vdc
Q1
0
Q2N3904
VV
VOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1000
Vi
Q2
R11k
Q2N3906
V2
12Vdc
0
0
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。在下图中绿色的曲线表示输入波形，红色的曲线表示输出波形。观察可知当输入波形过零点时，输出波形发生交越失真。
5.0V
0V
-5.0V
0s
V(R1:2)
0.1ms
V(Vi:+)
0.2ms
0.3ms
0.4ms
0.5ms Time
0.6ms
0.7ms
0.8ms
0.9ms
1.0ms
3、设置直流扫描分析，并仿真，可在probe窗口中观察到电压传输特性曲线如下图所示，显然从－1V到1V这之间的一段发生了交越失真。
5.0V
0V
-5.0V
-5.0V-4.0V
V(R1:2)V(Vi:+)
-3.0V-2.0V-1.0V0.0V V_Vi
1.0V2.0V3.0V4.0V5.0V
（二）甲乙类互补对称功放电路
为了可服（一）中的交越失真，我们将电路图作如下图所示的修改。
R22k
V1
12Vdc
Q1
0
Q2N3904
D1D1N4148
V
VOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1000
V3
V
R1
D2D1N4148
Q2Q2N3906
20
R3
V2
0
2k
12Vdc
0
1、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:
5.0V
0V
-5.0V
0s
V(V3:+)
0.1ms
V(Q1:e)
0.2ms
0.3ms
0.4ms
0.5ms Time
0.6ms
0.7ms
0.8ms
0.9ms
1.0ms
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。
2、设置直流分析，仿真范围分别为－2V到＋2V，及－12V到＋12V。观察电压传输特性如下可知最大输出电压为－5.3V及＋5V。
2.0V
1.0V
0V
-1.0V
-2.0V
-2.0V
V(Q1:e)
-1.5V-1.0V-0.5V0V V_Vi
0.5V1.0V1.5V2.0V
5.0V
0V
-5.0V
-10V
V(Q1:e)
-8V-6V-4V-2V0V V_Vi
2V4V6V8V10V
3、利用Po=
600m
1VOm
2RL
2
，设置瞬态仿真，观察功率，用游标可知Po＝0.53W。
400m
200m
00s
0.2ms0.4ms
V(R1:2) * V(R1:2) /(2*20)
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
注：Trace Expression中表达式为：（V(out)﹡V(out))/(2﹡20)。 游标显示的y1值即为输出功率Po的值
2VCC
VO
4、利用P=RL观察功率Pv的传输特性曲线如下，利用游标知Pv＝
o
1.76W。
2.0V
(246.863u,1.7637)
1.0V
0V
-1.0V
-2.0V
0s
0.2ms0.4ms
2/3.14*12* V(Q1:e)/20
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
1VCCVOVO
PT()
R4L5、利用函数，观察每个功率管的管耗PT，利用游标知PT＝0.615W
400m
(246.863u,301.894m)
2
200m
0
-200m
-400m
0s
0.2ms0.4ms0.6ms0.8ms
0.5* V(Q1:e)* V(Q1:e)/20/(2/3.14*V(Q1:e)*12/20)
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
P1V2VCCVOVO
OO
P2RLRL4VCC，得到效率η＝30％。 V6、利用函数
2
1.0
(246.863u,615.615m)
-0.0
-1.0
-2.0
0s
0.2ms0.4ms0.6ms
1/20*(12*V(Q1:e)/3.14-V(Q1:e)*V(Q1:e)/4)
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
三、思考题
3.如何考虑求解功放电路的最大输出功率和效率？
答：输出电压的幅值与静态偏置电压相等来求解最大输出功率和效率。最大
Vcc2
输出功率为Pom 最大效率为=78.5%
2RL4
实验四 方波三角波发生器
一 、实验目的
1. 学习使用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。 2. 学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。 二 、实验说明
C1
1n
R4U1-U1-OUT
+OPAMP
R3
R2
OPAMP
R2
OUT
+
1k
1k
0
0
1k1k
D1D1N4735D1D1N4735
0
图4-3 方波和三角波发生电路
分析图4-3电路可知，方波和三角波的振荡频率相同，其值为f=×。
方波的输出幅度由稳压管Dz决定，方波经积分器积分后得到三角波，因此三角
波输出的幅值为Voml=Vz
1. 电路中元件的选择及参数的确定 （1）集成运放放大器的选择
由于方波的前后沿时间与滞回比较器的转换速率有关，当方波频率较高或者对方波前后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。
（2）稳压管的选择
稳压管的作用是限制和确定方波的幅值，此外方波振幅和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关，为了得到稳定而且对称的方波输出，通常都选用高精度双向稳压二极管，如2DW7.R3是稳压管的限流电阻，其值根据所用稳压管的稳压电流来确定。
（3）分压电阻R1和R2阻值的确定
R1和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压，并由此决定三角波的输出幅度。所以R1和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。
例如，已知Vz=6v，若要求三角波的峰值为Voml=4v,则R1=R2.若取R1=10K欧，则R2=15K欧。当要求三角波的幅值可以调节时，R1和R2则可以用电位器来代替。
（4）积分元件R和C参数确定
R和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率f0来确定。当分压电阻R1和R2的阻值确定后，先选择电容C的值，然后确定R的值。
对于图4-3所示电路，为了减小积分漂移，应尽量将电容C取大些。但是电容量大的电容，漏电也大，因此通常积分电容应不超过1uf.
2. 方波和三角波发生电路的调试方法
方波和三角波发生电路调试，应使其输出电压幅值和振荡频率均能满足设计要求。为此可用示波器测量方波和三角波的频率和幅值。调整电阻R的阻值，可以改变振荡频率f0;调整电阻R1和R2阻值，可以改变三角波的输出幅度。
三、实验内容
1、仿真分析方波输出端和三角波输出端的电压传输波形：
C1
0.8u
0
0
V2
12Vdc
R
2
780
3
-U3
V
V3
12Vdc
U4
4
V-
OS1
uA741
165
-
V-
4
2
OS1
uA7411
R3
65
0.6k
D1
D1N4735
V
OUT
+12Vdc
+12Vdc
V+R215k
0
OUT
3
OS2V4
V+
OS2V1
7
0
0
R110k
7
0
D2D1N4735
0
8.0V
4.0V
0V
-4.0V
-8.0V
8ms
V(R1:1)
V(R3:2)
10ms12ms14ms Time
16ms18ms20ms
分析：观察输出波形，三角波幅值为4.4269v，与要求Vom=4v近似，振荡周期T=1.09mS，换做频率为fo=917HZ，满足实验要求。
观察方波波形，其周期与三角波相同，幅值为8v，满足Vom为8v的要求。同时，若需调节其输出幅度，可调节R3与稳压管的稳压值。但需注意，调节R3时Vom1的幅值也会相应改变，故仍最后仍需要调节三角波的幅值。另外，若调节R3仍无法使方波的幅值达到8v，可换选稳压管，将其稳压值调高，本次试验所选稳压管的稳压值为18v，满足实验最后要求。
2、仿真分析运放组成的滞回比较器的电压传输特性。
0
V3
12Vdc
U4
4
-
V-
2
OS1
uA741
1
R3
65
0.6k
D1
D1N4735
V
+12Vdc
V+R215k
0
OUT
3
OS2V4
R1
VOFF = 0VAMPL = 5FREQ = 1000
V510k
7
0
D2D1N4735
0
0
扫描范围从-6——10V。
10V
5V
0V
-5V
-10V
-6V
V(R2:2)
-4V-2V0V2V V_V1
4V6V8V10V
扫描范围从6— -10V。
10V
5V
0V
-5V
-10V
-10V
V(R2:2)
-8V-6V-4V-2V V_V1
0V2V4V6V
实验五 正弦波振荡电路
一、实验目的
1、加深理解正弦波振荡电路的起振条件和稳幅特性。 2、学习RC桥式正弦波振荡电路的设计和调试方法。 二、设计要求
1、振荡频率：f0＝500Hz；
2、输出电压有效值V0≥8V，且输出幅度可调； 3、集成运放采用μA741，稳幅元件采用二极管；
4、电容选用标称容量为0.047uF的金属膜电容器，电位器Rw选用47KΩ，
二极管并联的电阻选用10kΩ。
三、实验原理
(1)确定RC串并联选频网络的参数
RC串并联选频网络的参数应根据所要求的振荡频率来确定。为了使RC串并联电路的选频特性尽量不受集成运放输入电阻和输出电阻的影响，应按下列关系来初选电阻R的值：
式中，
＞＞R＞＞
为集
为集成运放的差模输入电阻，一般在几百千欧以上；
成运放的输出电阻，一般在几百欧以下。
（2）确定
和
和的阻值，应根据正弦波振荡电路的起振幅值条件来确定。为了
减小运放的输入失调电流及其温漂的影响，应尽量满足R=
//，即
R==
所以，=R=*16k=23.6k
取标称值=24k，则=2.1=50.4k，由可进一步求出和。
（3）稳幅元件及参数的确定
正弦波振荡电路常用的稳幅措施是根据振荡输出幅度的变化,采用非线性元件来自动的改变放大电路中负反馈的强弱，以实现稳幅目的。
在选择稳幅二极管时应注意以下两点;
a)
从温度稳定性来看，以选用硅二极管为宜。因为硅管比
锗管的温度稳定性好。
b)
为了保证振幅上、下半波对称，两只二极管的特性必须
相同，应注意配对选用。 （4）、 集成运算放大器的选择
在选择集成运算放大器时，除了要求输入电阻较高和输出电阻较低外，最主要的是要求集成运放的增益带宽积应满足下列关系：A·桥式正弦波振荡电路的调试
首先是调整反馈电阻
，使电路起振，且波形失真最小。如果电路不
，如果波形失真严重，
>3
起振，说明振荡的幅值条件不满足，应适当加大则应适当减小
或
。其次是测量和调整振荡频率，为此应适当改变RC串
并联选频网络的元件参数。
四、实验内容
1、由公式f0＝1/（2πRC）可知，当C＝0.047uF时，R＝6.8K。又R1＝（3.1/2.1）R＝10K，R3＝10k，R2＝21k
2、根据1中的数据，在pspice软件中绘制下面的电路图并修改各元件的参数。
D3D1N3900
R247k
D1N3900R3U110k
R1
2
24k
3
-D4
V112Vdc
4
V-
OS1
uA741165
R516k
12Vdc
V
OUT
+
0
V3
V+7
OS2
0
C0.01u
R16k
C50.01u
0
设置瞬态仿真后可得到下图所示的图像
20V
10V
0V
-10V
-20V
0s
V(D3:2)
Time
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
一个周期的波形如下：
20V
10V
0V
-10V
-20V
12.9ms13.0ms
V(D3:2)
13.1ms13.2ms13.3ms13.4ms Time
13.5ms13.6ms13.7ms13.8ms13.9ms
（一）起振过程及稳定振荡时的输出电压波形 （1）起振过程
skip initial transient solution条件下
不在skip initial transient solution条件下
时间选择30ms步长上限0.01ms条件下输出起振波形
（2）稳定输出时
（ 3）、在probe窗口中对输出的正弦波形进行傅立叶分析可得：
12V
8V
4V
0V
0Hz
V(D3:2)
10KHz20KHz30KHz
Frequency
40KHz50KHz60KHz70KHz
（4）、若在pspice中进行傅立叶分析，则可在文本输出窗口中找到下面的数据：
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED
NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)
1 5.000E+02 1.287E+01 1.000E+00 -5.337E+01 0.000E+00
2 1.000E+03 2.629E-01 2.042E-02 -2.688E+01 7.987E+01
3 1.500E+03 7.316E-01 5.683E-02 1.765E+02 3.367E+02
4 2.000E+03 2.082E-02 1.617E-03 6.535E+01 2.788E+02
5 2.500E+03 3.890E-01 3.022E-02 -6.389E+01 2.030E+02
6 3.000E+03 5.401E-02 4.195E-03 -5.747E+01 2.628E+02
7 3.500E+03 1.588E-01 1.234E-02 2.912E+01 4.027E+02
8 4.000E+03 4.816E-02 3.741E-03 9.581E+00 4.366E+02
9 4.500E+03 3.633E-02 2.822E-03 -1.108E+02 3.696E+02
（6）改变R2的值，电压输出从无到有，从正弦波直至削顶 ①R2=5KΩ时输出波形如下
1.0mV
0.5mV
0V
-0.5mV
-1.0mV
0s
V(D5:2)
Time
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
没有输出电压
②R2=40KΩ时输出波形如下
10mV
5mV
0V
-5mV
-10mV
0s
V(D5:2)
Time
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
③R2=41KΩ时输出波形如下
40mV
20mV
0V
-20mV
-40mV
0s
V(D5:2)
Time
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
输出波形为正弦波
④R2=42KΩ时输出波形如下
800mV
400mV
0V
-400mV
-800mV
0s
V(D5:2)
Time
5ms
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
⑤R2=100KΩ时输出波形如下
输出波形被削顶 结论：
这三种情况是改变R3的时候改变了电路的闭环电压增益Avf的大小造成的。
1
AF>1时即
R1
3R3时，电路能够正弦振荡 R1
3R3时，电路输出波形失真
1
AF>>1时即
1
AF<1时即
R1
3R3时，电路不能起振
本文来源：https://www.wddqxz.cn/97657dffb24e852458fb770bf78a6529647d35b3.html
2022-07-10
