实验一 PSpice软件仿真练习

——单级共射放大电路

             

一、实验目的

为了培养学生使用CAD技术的能力，全面提高学生的素质和创新能力，就必须掌握电子电路的仿真方法。本实验力图达到以下目的：

①了解电子电路CAD技术的基本知识，熟悉仿真软件PSpice的主要功能。

②学习利用仿真手段，分析、设计电子电路。

③初步掌握用仿真软件PSpice分析、设计电路的基本方法和技巧。

二、实验条件

计算机、PSpice仿真软件。

三、实验说明

本实验以单级共射放大电路为例，简要介绍相关的Capture（电路原理图设计）和PSpice A/D（模数混合仿真）两部分软件的仿真步骤和使用方法。

单级共射放大参考电路如图3.1.1所示，三极管型号为Q2N2222（），试分析：

              1.放大电路的静态工作点。

              2.当输入电压信号为幅值10mV、频率1kHz的正弦波时，仿真输入、输出波形。

              3.仿真该电路电压增益的幅频响应和相频响应曲线。

              4.仿真该电路的输入、输出电阻频率响应曲线。

图3.1.1       单级共射放大电路

四、实验内容与步骤

PSpice仿真软件对电路进行仿真分析的一般步骤如下：

1.创建新工程项目文件:

启动Capture软件，打开Capture主窗口，执行菜单命令File|New|Project，弹出Project对话框，输入项目名称（不能含汉子及空格），选中Analog or Mixed A/D。在Location编辑栏输入项目文档存放路径。建议新建一个与项目名称同名的文件夹作为项目文档存放子目录。单击OK按钮，关闭New Project对话框，将弹出Create PSpice Project对话框，选中Create a blank project，单击OK，新项目创建完毕。

2.按图3.1.1绘制单级共射放大电路原理图:

（1）、调元器件

在Capture主窗口中，单击Place|Part，弹出元器件选择窗口Place Part，先调用三极管，在BIPOLAR库中的Part栏目中，选择三极管Q2N2222。单击右键，选择菜单命令End Mode结束放置操作。重复以上步骤，将其余元件一次放入页面上。

（2）、移动、旋转和删除元器件

首先激活元器件（元器件符号将变为红色），需要移动时，按住左键，将元器件拖到合适的位置，松开左键即可；需要旋转时，用右键菜单中的Mirror Horizontally、Mirror Verticallay或Rotate命令，来水平镜像翻转、垂直镜像翻转、旋转元器件；需要删除时，用右键菜单中的Delete命令或者键盘上的Delete删除。

（3）、画连接线

选择菜单命令Place|Wire或相应的便捷工具图标，此时鼠标箭头变成十字，将十字移到元器件引脚端点，单击，再移到要连接的另一端元器件引脚端，单击，完成一根连线的连接，右击，选择End Wire结束画线操作。

（4）、修改元器件符号和参数

双击要修改的标号或参数，弹出Display Properties窗口，修改Value。

（5）、对节点定义节点名

选择Place|Net Alias或相应快捷图标，弹出Place Net Alias对话框，在Alias：编辑栏中填写节点名。此时，输入的节点名出现在鼠标光标上，移动鼠标指在需要放置节点名的连线上，单击放置。

到此为止，完成绘制电路原理图工作。

3.设置仿真分析类型，创建仿真简要表（Simulation Profile）

通过设置下列三种分析类型，来完成分析要求。

（1）、通过直流工作点分析（Bias Point），来获得放大电路的静态工作点。

①选择菜单命令PSpice|New Simuilation Profile，在New Simuilation对话框下键入Bias，单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。

②在模拟类型和参数设置窗口中的Analysis type栏目里，选择Bias Point Detail；并在Out-put File Optiongs栏目下，单击include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors，单击“应用”、“确定”按钮，返回。

（2）通过瞬态分析【Time Domain（Transient）】，得到放大电路的输入、输出波形

①选择菜单命令PSpice|New Simuilation Profile，在New Simulation对话框下，键入TRAN，单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。

②在模拟类型和参数设置窗口中的Analysis type栏目里，选择Time Domain（Ttansient）再键入下列数据：

Run to                                     4ms（设置运行终止时间）

Start saving data                   0m3（设置存储数据起始时间）

Maximum step                       20us（设置最大仿真步长）

保存返回

（3）通过交流扫描分析（AC Sweep），获得放大电路电压增益的幅频和相频响应

选择菜单命令PSpice|New Simuilation Profile，在New Simulation对话框下，键入AC，单击Create，出现“模拟类型和参数设置”窗口。

在模拟类型和参数设置窗口中的Analysis type栏目里，选择AC Sweep|Noise，然后在AC Sweep Type栏目中键入下列数据：

Start                                10Hz         （起始频率）

End                                  100Meg   （终止频率）

Points/Decade              101           （十倍频程点数）

在Logarithmic栏选：Decade（十倍频程变化扫描），设置返回。

设置完三种仿真分析类型后，存盘。

      4.电路规则检查及生成电路连接网表

单击菜单命令PSpice|Create Netlist。如有问题，屏幕会有指示，查看详细错误，可在菜单Window中选Window Seesin Log命令。

      5.仿真

(1)电路的静态工作点

在项目管理器窗口中，右击选择Make Active，激活Bias图标，执行PSpice|Run，单击菜单下便捷工具栏中【V】按钮，电路各节点对地电压会直接显示在电路图上。还可在Capture的项目管理器窗口中，右击Bias Point分析类型的简要表，执行右键命令View Output File打开仿真结果输出文件，则该电路的静态工作点，如基极电流、集电极电流、集射极电压等，都会显示在屏幕上。

(2)仿真放大电路的输入、输出波形

①              在项目管理器窗口中，执行右键命令Make Active激活TRAN图标，执行PSpice|Run，屏幕会出现一个空白坐标，选择菜单命令Trace|Add Trace，弹出“添加曲线”对话框（Add Traces），从窗口左侧变量列表中单击V（），设置完成则波形显示框会显示的电压波形。

②              添加一个波形显示框，以便同时观察多个波形。选择菜单命令Plot|Add Plot to Window，此时显示窗中多了一个显示框。用以上介绍的方法添加输入电压V（：+）的波形。

③              观察输入、输出波形，如有饱和失真或截止失真，则退出仿真，进入电路图中修改有关参数直至波形正常。

(3)仿真放大电路电压增益的幅频响应曲线和相频响应曲线

在“项目管理器窗口中”，单击鼠标右键，单击命令Make Active，激活AC图标，选择菜单命令Trace|Add Trace，弹出Add Trace对话窗口。

①              幅频响应曲线                                                                   键入dB(V(V₀)/V(V_S:+))，OK返回，则幅频响应曲线显示在窗口中。执行Trace|Cursor|Display，激活游标（十字交叉线），确定中频区（dB），选择Plot|Label|Mark，此时，游标的坐标值标记在曲线附近。移动游标在中频电压增益下降约为3dB处，横坐标频率值就是上（下）限截止频率。单击菜单命令Plot|Label|Mark，此时坐标值标记在曲线附近，则可以算出频带。

②              相频响应曲线

③              键入：dB(V_p(V₀) -V_P(V_S：+))，单击OK返回，则相频响应曲线显示在窗口中。单击菜单命令Trace|Cursor|Display，此时坐标值标记在曲线附近。

      求输入阻抗

选择菜单命令Trace|Add Plot to Window，添加一个频率响应窗口，键入，则可显示输入阻抗频率特性，然后确定中频区输入电阻。

五、实验报告

静态工作点参数

仿真放大电路的输入、输出波形：

Av=Vo/Vi=469.743m/13.957m=33.656

幅频响应曲线：

中频增益30.692dB

通频带BW=22.159M-87.581≈22.159M(Hz)

 

相频响应

1kHz时输入阻抗：

Ri=3.8597KΩ

1kHz时输出阻抗

1kHz  4.8987k

六、思考题

1.在创建新的工程项目文件时，是否可以创建一个名为“王五 234”的工程项目文件？

答：不能，此软件要求路径名不能包含汉字，否则无法仿真。

               

2.在设置交流小信号AC Sweep选项时，若要求将End频率设置为100Mhz，则选项中应该填写100M还是100Meg？为什么？

 答：100Meg，因为Pspice中不区分大小写，程序默认100M或100m表示100毫，而100Meg表示100兆。

3.正弦电压信号源VSIN参数设置时，哪三个属性必须有确定的值？

 答：VOFF、VAMPL、AC必须要有确定的值。

七、实验中遇到的问题及小结：

1.我在求解输出阻抗时忘记了调节VSIN的AC值，导致无法仿真。在我修改AC值为10m后仿真成功。

2.通过本实验，我初步学会了pspice的使用方法，提高了解决问题的能力。

 

第二篇：This is the VOA Special English Education Report

This is the VOA Special English Education Report.

这里是美国之音慢速英语教育报道。

President Obama talked a lot about education in his State of the Union speech last week. 奥巴马总统在上周的国情咨文一再谈及教育。

BARACK OBAMA: "We need to out-innovate, out-educate and out-build the rest of the world.

[Applause]"

奥巴马：“我们需要在创新、教育和建设方面超越世界其它地方。[掌声]”

"This is our generation's Sputnik moment," he said.

“这是我们这一代的‘伴侣号’时刻。”奥巴马表示。

Sputnik:苏联发射的人类第一颗人造卫星"伴侣号".这颗卫星于19xx年10月4日,由苏联的R7火箭在拜科航天基地发射升空.

BARACK OBAMA: "Half a century ago, when the Soviets beat us into space with the launch of a satellite called Sputnik, we had no idea how we would beat them to the moon. The science wasn't even there yet. NASA didn't exist. But after investing in better research and education, we didn't just surpass the Soviets; we unleashed a wave of innovation that created new industries and millions of new jobs."

奥巴马：“半个世纪前，当苏联发射‘伴侣号’人造卫星在太空领域击败我们时，我们尚不知道如何在登月方面击败他们。相关的科学尚不存在，美国宇航局甚至尚未组建。但在投资改善研究和教育以后，我们不仅仅超越了苏联，我们还推动了一波创新浪潮，创造了新的产业和数百万就业机会。

If Americans want to "win the future," he said, then they also have to win the race to educate their children.

他说，如果美国人想“赢得未来”，那么就必须在子女教育的这场竞赛中获胜。

BARACK OBAMA: "Over the next ten years, nearly half of all new jobs will require education that goes beyond a high school education. And yet as many as a quarter of our students aren't even finishing high school. The quality of our math and science education lags behind many other nations. America has fallen to ninth in the proportion of young people with a college degree." 奥巴马：“在未来十年里，近一半新的工作岗位需要高中以上学历。然而我们甚至多大1／4的学生未能完成高中学业。我们在数学和科学教育质量方面已经落后于许多其它国家。美国青少年拥有大学学位的比例已降至全球第9位。”

Two years ago, Mr. Obama set a goal to regain the world's highest rate of college graduates by twenty-twenty. He says the responsibility to give every child a chance to succeed begins not in classrooms, but in homes and communities.

奥巴马两年前定下目标，20xx年本科生毕业率重夺全球第一。给予每个孩子成功机会的责任不仅仅是在教室里，还包括在家庭和社会。

BARACK OBAMA: "Only parents can make sure the TV is turned off and homework gets done. We need to teach our kids that it's not just the winner of the Super Bowl who deserves to be celebrated, but the winner of the science fair. [Applause]"

奥巴马：“只有父母可以确保电视已经关闭，孩子功课已经做完。我们需要教育我们的孩子，不仅是超级杯的赢家值得庆贺，科学大赛的赢家也值得庆贺。[掌声]”

President Obama talked about his Race to the Top competition. It offered states money to develop plans to improve teacher quality and student performance. He urged Congress to follow this idea for the next version of the main federal law on elementary and secondary education.

奥巴马谈到了他的“冲顶赛跑”竞赛。该竞赛为国家提供资金发展提高教师质量和学生成绩的项目。他督促国会遵循这个下一代中小学联邦主要法律的原则。

Also, he called for preparing one hundred thousand new teachers in science, technology, engineering and math over the next ten years. He noted that many teachers now are old enough to retire.

此外，他呼吁未来十年里在科学、技术、工程和数学领域的准备10万名新教师。他指出，许多教师目前已到退休年龄。

In his message, Mr. Obama offered to begin debate with Congress on immigration reform, and he linked that issue to education.

在这次国情咨文中，奥巴马就移民改革与国会展开辩论，并将起其与教育联系起来。

BARACK OBAMA: "Today, there are hundreds of thousands of students excelling in our schools who are not American citizens. Some are the children of undocumented workers, who had nothing to do with the actions of their parents. They grew up as Americans and pledge allegiance to our flag, and yet they live every day with the threat of deportation. Others come here from abroad to study in our colleges and universities. But as soon as they obtain advanced degrees, we send them back home to compete against us."

奥巴马：“如今，我们的学校有数百万非美国公民的优秀学生。其中一些人是非法工人的孩子，他们与其父母行为完全无关。他们以美国人的身份长大，宣誓效忠美国，却每天生活在被驱逐出境的威胁中。其它一些人来自海外，在我们的大学院校学习，但一旦他们获得学位，我们就将其送回他们的国家，与我们竞争。”

The speech came the same day the Education Department released the latest results on student progress in science.

奥巴马发表讲话的同一天，美国教育部发布了学生在科学领域的最新进展结果。

The goal is for all students to perform at the proficient or advanced level. But only about one-third of students in grades four and eight and one-fifth of twelfth-graders did that in two thousand nine. Just one to two percent of students performed at the advanced level.

我们的目标是使所有学生达到良好或优异水平。但20xx年，只有大约1／3的四年纪和八年级学生，以及1／5的十二年级学生达到了这个目标，其中只有1％－2％的学生达到优异水平。