课程设计指导书
通信与信息工程学院
2010年6月
目录
1课程设计概述 1
1.1程设计的地位和作用 1
1.2设计的目的 1
1.3设计的要求 1
1.4计的具体步骤 1
1.4.1选择 1
1.4.2 单元电路的设计 1
1.4.3 单元电路调整与系统连调 2
1.4.4系统制版和安装 2
1.4.5 衡量设计的标准 2
1.5课程设计报告要求 2
2 课程设计课题 3
2.1 课题1 两级阻容耦合放大器的设计与仿真 3
2.2 课题二 OCL低频功率放大器 4
2.3 课题三 多波形信号发生器的设计 6
2.4 课题四 直流稳压电源的设计 7
附录1 Multisim7使用说明 9
附录2 课程设计报告封面格式 54
1课程设计概述
1.1程设计的地位和作用
电子设计与制作是电子技术基础教学中的一个实践环节,它使学生自己通过设计和仿真分析,巩固和加深在模拟电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能,训练电子产品制作时的动手能力。通过该课程设计,设计出符合任务要求的电路,掌握通用电子电路的一般设计方法和步骤,训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力,同时为毕业设计和毕业以后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础。
1.2设计的目的
1. 能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握电路设计的全过程(设计-仿真-PCB板制作-调试安装)。
2. 能合理、灵活地应用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路。
3. 培养思考、准备资料、设计规定功能的模拟电子系统的能力。
4. 培养设计能力,熟悉EDA工具的使用,比如EWB(现在为Multisim系列)(仿真分析)及Protel(原理图和PCB版图的制作)等。
5. 培养书写综合设计实验报告的能力。
1.3设计的要求
1. 根据性能指标要求,确定电路及器件型号,计算电路组件参数;
2. 在EWB中进行电路仿真,测量与调整电路参数,使满足设计计算要求。
3. 测试性能指标,调整修改组件参数值,使其满足电路性能指标要求,将修改后的组件参数值标在设计原理图上。
4. 上述各项完成后,在Protel软件中绘制电路原理图及其PCB版图。
5. 写出课程设计报告。
1.4计的具体步骤
电子电路的一般设计方法和步骤是:分析设计任务和性能指标,选择总体方案,设计单元电路,选择器件,计算参数,画总体电路图。进行仿真试验和性能测试。实际设计过程中往往反复进行以上各步骤,才能达到设计要求,需要灵活掌握。
1.4.1选择
设计电路的第一步就是选择总体方案,就是根据提出的设计任务要求及性能指标,用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体,来实现设计任务提出的各项要求和技术指标。
设计过程中,往往有多种方案可以选择,应针对任务要求,查阅资料,权衡各方案的优缺点,从中选优。
1.4.2 单元电路的设计
1. 设计单元电路的一般方法和步骤
A. 根据设计要求和选定的总体方案原理图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。
B. 拟定出各单元电路的要求后,对它们进行设计。
C. 单元电路设计应采用符合的电平标准。
2. 元器件的计算、选择
1.4.3 单元电路调整与系统连调
一般电路设计首先将系统分为功能相对的各个功能单元电路,因此各单元电路的输入输出关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败。具体步骤要求每一个单元电路都须经过调整,确保单元正确。各单元之间的匹配连接是设计的最后步骤。它也是整个设计成功的关键一步。
以上步骤采用计算机设计和仿真,利用EDA软件(Multisim)对所需设计的电路进行设计和调试。
1.4.4系统制版和安装
在安装之前,最好能对各个元件的质量进行测试和检验,以减少调试中的故障。然后利用PCB制版软件(如protel、orcad等)对所设计的电路系统进行印刷电路板的设计和优化,进而烧制印刷版和安装。在安装过程中,尽量注意安装的技术规范化和避免损坏元件。然后是调试,包括单元电路的性能调试和整个电路的技术指标测试。在调试过程中,要善于发现问题,并找出解决办法,从中摸索出调试的一般方法和规律,总结出有用的实践经验。
1.4.5 衡量设计的标准
工作稳定可靠;能达到预定的性能指标,并留有适当的余量;电路简单,成本低,功耗低;器件数目少,集成体积小,便于生产和维护。
1.5课程设计报告要求
课程设计总结报告,包括对课程设计中产生的各种图表和资料进行汇总,以及对设计过程的全面系统总结,把实践经验上升到理论的高度。总结报告中,通常应有以下内容:
1.对设计课题进行简要阐述。
2.设计任务和技术指标;
3.对各种设计方案的论证和电路工作原理的介绍;
4. 各单元电路的设计和文件参数的计算;(含各部分电路功能、输入信号、输出信号、元件参量等)。
5.电路原理图和接线图,并列出元件名细表;
6.EWB绘图及电路仿真分析,给出仿真结果,如波形、幅频特性曲线等。
7.给出Protel绘制的电路原理图及PCB版图。
8.安装和调试过程中出现的各种问题、分析和解决办法;
9. 总结与体会。
课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐、数据详实。
2 课程设计课题
本次课程设计共有4个课题可选,同学们可在其中任选一个作为课程设计题目,要求每位同学都要按要求完成自己选定的设计题目。
2.1 课题1 两级阻容耦合放大器的设计与仿真
1.电路性能指标
已知条件:
(1)电源电压VCC=12V;
(2)负载电阻RL=2KΩ;
(3)输入信号为Vi=4mv,f=1KHZ的正弦波电压,信号源内阻Rg很小可忽略;
(4)晶体管用3DG6。
技术指标:
(1)放大器不失真输出电压VO≥1000mv,即放大器电压增益∣AV∣≥250;
(2)△f=300Hz~80KHz;
(3)放大器工作点稳定。
2. 原理简述
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种,其电路原理图如图2-1所示。
两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接,故称为阻容耦合,由于电容有隔直作用,使前、后级的直流工作点互相不影响,各级放大电路的静态工作点可以单独计算和调整。
图2-1 两级阻容耦合放大器的原理图
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压与输入电压之比,其中,第一级的输
出电压即为第二级输入电压,所以两级放大电路的电压放大倍数为:
3. 设计步骤
(1)选择电路形式及晶体管;
(2)设置静态工作点并计算电路组件参数;
(3)电路性能仿真分析,静态工作点的测量与调整;性能指标测试及电路参数修改;
(4)放大器的幅频特性测试;
(5)放大器的输入电阻及输出电阻计算。
(6)在Protel软件中绘制原理图及PCB版图。
注:步骤(3)~(5)在multisim中完成。
2.2 课题二 OCL低频功率放大器
1.电路性能指标
已知条件
(1)输入电压幅值Uin≤0.1v
(2)负载阻抗RL=8Ω;
技术指标:
(1)采用全部或部分分立元件设计一个OCL音频功率放大器;
(2)额定输出功率Po≥4W;
(3)失真度γ≤3%;
(4)工作频率20~30KHz;
(5)可使用实验室电源。
2. 原理简述
功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率,当负载一定时,希望输出功率尽可能大,输出信号的失真尽可能小,且效率尽可能高。OCL电路采用直接耦合方式,一般可以由两部分组成:1、前置放大器(即驱动级)用于实现对小信号的放大,以及为输出级提供足够大的驱动电流,可采用带集电极有源负载的共射放大电路或集成运放作为前置级。2、功率放大器也即输出级用于对输入信号实现功率的放大,给负载足够大的输出信号功率。可采用由复合管构成的甲乙类互补对称功放或准互补功放电路。其原理框图如图2-2所示。
OCL功放电路的特点是输出端不需要大电容或变压器,因此易于集成,但需要双电源供电。图2-3为集成运放作为前置级的OCL电路输端接交流信号。
波特图仪控制面板分为Magnitude(幅值)或Phase(相位)的选择、Horizontal(横轴)设置、Vertical(纵轴)设置、显示方式的其他控制信号,面板中的F指的是终值,I指的是初值。在波特图仪的面板上,可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。
例如:构造一阶RC滤波电路,输入端加入正弦波信号源,电路输出端与示波器相连,目的是为了观察不同频率的输入信号经过RC滤波电路后输出信号的变化情况。
调整纵轴幅值测试范围的初值I和终值F,调整相频特性纵轴相位范围的初值I和终值F。
打开仿真开关,点击幅频特性在波特图观察窗口可以看到幅频特性曲线;点击相频特性可以在波特图观察窗口显示相频特性曲线 。
1.4.7 频率计(Frequency couter)
频率计主要用来测量信号的频率、周期、相位,脉冲信号的上升沿和下降沿,频率计的图标、面板以及使用如图所示。使用过程中应注意根据输入信号的幅值调整频率计的Sensitivity(灵敏度)和Trigger Level(触发电平)。
1.4.8 数字信号发生器(Word Generator)
数字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器,可以多种方式产生32位的字符串,在数字电路的测试中应用非常灵活。左侧是控制面板,右侧是字信号发生器的字符窗口。控制面板分为Controls(控制方式)、Display(显示方式)、Trigger(触发)、Frequency(频率)等几个部分。
1.4.9 逻辑分析仪(Logic Analyzer)
Multiuse 面板分上下两个部分,上半部分是显示窗口,下半部分是逻辑分析仪的控制窗口,控制信号有:Stop(停止)、Reset(复位)、Reverse(反相显示)、Clock(时钟)设置和Trigger(触发)设置。
提供了16路的逻辑分析仪,用来数字信号的高速采集和时序分析。逻辑分析仪的图标如图所示。逻辑分析仪的连接端口有:16路信号输入端、外接时钟端C、时钟Q以及触发T。
Clock setup(时钟设置)对话框 Clock Source(时钟源)选择外触发或内触发;
Clock rate(时钟频率): 1Hz~100MHz范围内选择; Sampling Setting(取样点设置):Pre-trigger samples (触发前取样点)、Post- trigger samples(触发后取样点) 和Threshold voltage(开启电压)设置。
点击Trigger下的 Set(设置)按钮时,出现Trigger Setting(触发设置)对话框 如图所示。
Trigger Clock Edge(触发边沿):Positive(上升沿)、Negative(下降沿)、Both(双向触发)。
Trigger patterns(触发模式):由A、B、C定义触发模式,在Trigger Combination(触发组合)下有21种触发组合可以选择。
1.4.10 逻辑转换器(Logic Converter)
Multisim提供了一种虚拟仪器:逻辑转换器。实际中没有这种仪器,逻辑转换器可以在逻辑电路、真值表和逻辑表达式之间进行转换。有8路信号输入端,1路信号输出端。
6种转换功能依次是:逻辑电路转换为真值表、真值表转换为逻辑表达式、真值表转换为最简逻辑表达式、逻辑表达式转换为真值表、逻辑表达式转换为逻辑电路、逻辑表达式转换为与非门电路。
1.4.11 IV分析仪(IV Analyzer)
IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线,如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析仪相当于实验室的晶体管图示仪,需要将晶体管与连接电路完全断开,才能进行IV分析仪的连接和测试。IV分析仪有三个连接点,实现与晶体管的连接。IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口;右侧是功能选择。
1.4.12 失真度仪(Distortion Analyzer)
失真度仪专门用来测量电路的信号失真度,失真度仪提供的频率范围为20Hz~100kHz。
面板最上方给出测量失真度的提示信息和测量值。Fundamental Freq(分析频率)处可以设置分析频率值;选择分析THD(总谐波失真)或SINAD(信噪比),单击Set按钮,打开设置窗口如图所示,由于THD的定义有所不同,可以设置THD的分析选项。
1.4.13 频谱分析仪(Spectrum Analyzer)
用来分析信号的频域特性,其频域分析范围的上限为4GHz。
Span Control用来控制频率范围,选择Set Span的频率范围由Frequency区域决定;选择Zero Span的频率范围由Frequency区域设定的中心频率决定;选择Full Span的频率范围为1KHz~4GHz。Frequency用来设定频率:Span设定频率范围、Start设定起始频率、Center设定中心频率、End设定终止频率。Amplitude用来设定幅值单位,有三种选择:dB、dBm、Lin。Db = 10log10V;dBm = 20log10(V/0.775);Lin为线性表示。
Resolution Freq.用来设定频率分辨的最小谱线间隔,简称频率分辨率。
1.4.14 网络分析仪(Network Analyzer)
网络分析仪主要用来测量双端口网络的特性,如衰减器、放大器、混频器、功率分配器等。Multisim提供的网络分析仪可以测量电路的S参数、并计算出H、Y、Z参数。
Mode提供分析模式:Measurement测量模式;RF Characterizer射频特性分析;Match Net Designer电路设计模式。Graph用来选择要分析的参数及模式,可选择的参数有S参数、H参数、Y参数、Z参数等。模式选择有Smith(史密斯模式)、Mag/Ph(增益/相位频率响应,波特图)、Polar(极化图)、Re/Im(实部/虚部)。Trace用来选择需要显示的参数。
Marker用来提供数据显示窗口的三种显示模式:Re/Im为直角坐标模式;Mag/Ph(Degs)为极坐标模式;dB Mag/Ph(Deg)为分贝极坐标模式。Settings用来提供数据管理,Load读取专用格式数据文件;Save存储专用格式数据文件;Exp输出数据至文本文件;Print打印数据。Simulation Set按钮用来设置不同分析模式下的参数。
1.4.15 仿真Agilent仪器
仿真Agilent仪器有三种:Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器。这三种仪器与真实仪器的面板,按钮、旋钮操作方式完全相同,使用起来更加真实。
1. Agilent信号发生器
Agilent信号发生器的型号是33120A,其图标和面板如图所示,这是一个高性能15 MHz的综合信号发生器。Agilent信号发生器有两个连接端,上方是信号输出端,下方是接地端。单击最左侧的电源按钮,即可按照要求输出信号。
2. Agilent万用表
Agilent万用表的型号是34401A,其图标和面板如图所示,这是一个高性能6位半的数字万用表。Agilent万用表有五个连接端,应注意面板的提示信息连接。单击最左侧的电源按钮,即可使用万用表,实现对各种电类参数的测量。
3. Agilent示波器
Agilent示波器的型号是54622D,图标和面板如图所示,这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端,右侧是外接触发信号端、接地端。单击电源按钮,即可使用示波器,实现各种波形的测量。
2 Multisim7的基本分析方法
主 要 内 容
2.1 直流工作点分析(DC Operating Point Analysis )
2.2 交流分析(AC Analysis)
2.3 瞬态分析(Transient Analysis)
2.4 傅立叶分析(Fourier Analysis)
2.5 失真分析(Distortion Analysis)
2.6 噪声分析(Noise Analysis)
2.7 直流扫描分析(DC Sweep Analysis)
2.8参数扫描分析(Parameter Sweep Analysis)
Multisim7提供了十几种分析工具,本章介绍其中常用的7种:直流工作点分析、交流分析、 瞬态分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析和直流扫描分析。利用这些工具,可以了解电路的基本状况、测量和分析电路的各种响应,其分析精度和测量范围比用实际仪器测量的精度高、范围宽。本章将详细介绍各种基本分析方法的作用、如何建立分析过程、分析工具中对话框的使用以及如何分析测试结果等内容。
2.1 直流工作点分析
直流工作点分析也称静态工作点分析,电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时,计算电路的直流工作点,即在恒定激励条件下求电路的稳态值。
在电路工作时,无论是大信号还是小信号,都必须给半导体器件以正确的偏置,以便使其工作在所需的区域,这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。
2.1.1构造电路
为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。在Multisim7工作区构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
注意:图中的1,2,3,4,5等编号可以从Options---Properties—circuit—Show node names调试出来。
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,直流工作点分析对话框包括3页。
1.Output 选项
Output variables页用于选定需要分析的节点。
左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。
具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量(可以通过鼠标拖拉进行全选),再点击Add按钮,相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析,则先选中它,然后点击Remove按钮,该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。
2. Miscellaneous Options页
点击Miscellaneous Options按钮进入Miscellaneous Options页,如图所示。其中排列了与该分析有关的其它分析选项设置,通常应该采用默认的设置。如果有必要,也可以改变其中的分析选项。
3. Summary页
点击Summary按钮进入Summary页,如图所示。Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。
2.1.3 检查测试结果
点击Simulate按钮,测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理,可以改变电路中的某个参数,利用这种方法,可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点的影响。
2.2 交流分析
交流分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。它计算电路的幅频特性和相频特性,是一种线性分析方法。 Multisim 7在进行交流频率分析时,首先分析电路的直流工作点,并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理,得到线性化的交流小信号等效电路,并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。在进行交流分析时,电路工作区中自行设置的输入信号将被忽略。也就是说,无论给电路的信号源设置的是三角波还是矩形波,进行交流分析时,都将自动设置为正弦波信号,分析电路随正弦信号频率变化的频率响应曲线。
2.2.1 构造电路
这里仍采用单管放大电路作为实验电路,电路如图所示。这时,该电路直流工作点分析的结果如下:三极管的基极电压约为0.653V,集电极电压约为5.46V,发射极电压为0V。
2.2.2启动交流分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择AC Analysis,则出现交流分析对话框,如图所示。
对话框中Frequency Parameters页的设置项目、单位以及默认值等内容见表所示。
2.2.3 检查测试结果
电路的交流分析测试曲线如图所示,测试结果给出电路的幅频特性曲线和相频特性曲线,幅频特性曲线显示了3号节点(电路输出端)的电压随频率变化的曲线;相频特性曲线显示了3号节点的相位随频率变化的曲线。由交流频率分析曲线可知,该电路大约在7Hz ~ 24MHz范围内放大信号,放大倍数基本稳定,且相位基本稳定。超出此范围,输出电压将会衰减,相位会改变。
2.3 瞬态分析
瞬态分析是一种非线性时域分析方法,是在给定输入激励信号时,分析电路输出端的瞬态响应。Multisim在进行瞬态分析时,首先计算电路的初始状态,然后从初始时刻起,到某个给定的时间范围内,选择合理的时间步长,计算输出端在每个时间点的输出电压,输出电压由一个完整周期中的各个时间点的电压来决定。启动瞬态分析时,只要定义起始时间和终止时间,Multisim可以自动调节合理的时间步进值,以兼顾分析精度和计算时需要的时间,也可以自行定义时间步长,以满足一些特殊要求。
2.3.1 构造电路
构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。
2.3.2 启动瞬态分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择Transient Analysis,出现瞬态分析对话框,如图所示。
瞬态分析对话框中Analysis Parameters页的设置项目、单位以及默认值等内容见表所示。
2.3.3 检查分析结果
放大电路的瞬态分析曲线如图所示。分析曲线给出输入节点3和输出节点5的电压随时间变化的波形,纵轴坐标是电压,横轴是时间轴。从图中可以看出输出波形和输入波形的幅值相差不太大,这主要是因为该放大电路晶体管发射极接有反馈电阻,从而影响了电路的放大倍数 。
2.4傅立叶分析
傅立叶分析是一种分析复杂周期性信号的方法。它将非正弦周期信号分解为一系列正弦波、余弦波和直流分量之和。根据傅立叶级数的数学原理,周期函数f(t)可以写为
傅立叶分析以图表或图形方式给出信号电压分量的幅值频谱和相位频谱。傅立叶分析同时也计算了信号的总谐波失真(THD),THD定义为信号的各次谐波幅度平方和的平方根再除以信号的基波幅度,并以百分数表示:
2.4.1 构造电路
构造一个单管放大电路,电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。该放大电路在输入信号源电压幅值达到50mv时,输出端电压信号已出现较严重的非线性失真,这也就意味着在输出信号中出现了输入信号中未有的谐波分量。
2.4.2 启动交流分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择Fourier Analysis,则出现傅立叶分析对话框,如图所示。
傅立叶分析对话框中Analysis Parameters页的设置项目及默认值等内容见表所示。
2.4.3 检查分析结果
傅立叶分析结果如图所示。如果放大电路输出信号没有失真,在理想情况下,信号的直流分量应该为零,各次谐波分量幅值也应该为零,总谐波失真也应该为零。 从图可以看出,输出信号直流分量幅值约为1.15V,基波分量幅值约为4.36 V,2次谐波分量幅值约为1.58 V,从图表中还可以查出3次、4次及5次谐波幅值。同时可以看到总谐波失真(THD)约为35.96%,这表明输出信号非线性失当严重。线条图形方式给出的信号幅频图谱直观地显示了各次谐波分量的幅值。
2.5 失真分析
放大电路输出信号的失真通常是由电路增益的非线性与相位不一致造成的。增益的非线性将会产生谐波失真,相位的不一致将产生互调失真。Multisim失真分析通常用于分析那些采用瞬态分析不易察觉的微小失真。如果电路有一个交流信号,Multisim的失真分析将计算每点的二次和三次谐波的复变值;如果电路有两个交流信号,则分析三个特定频率的复变值,这三个频率分别是:(f1+f2),(f1-f2),(2f1-f2)。
2.5.1构造电路
设计一个单管放大电路,电路参数及电路结构如图所示。对该电路进行直流工作点分析后,表明该电路直流工作点设计合理。在电路的输入端加入一个交流电压源作为输入信号,其幅度为2mV,频率为1kHz。
2.5.2启动失真分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择Distortion Analysis,则出现瞬态分析对话框,如图所示。
失真分析对话框中Analysis Parameters页的设置项目、单位以及默认值等内容见表所示。
2.5.3检查分析结果
电路的失真分析结果如图所示。由于该电路只有一个输入信号,因此,失真分析结果给出的是谐波失真幅频特性和相频特性图。
2.6 噪声分析
电路中的电阻和半导体器件在工作时都会产生噪声,噪声分析就是定量分析电路中噪声的大小。Multisim提供了热噪声、散弹噪声和闪烁噪声等3种不同的噪声模型。噪声分析利用交流小信号等效电路,计算由电阻和半导体器件所产生的噪声总和。假设噪声源互不相关,而且这些噪声值都计算,总噪声等于各个噪声源对于特定输出节点的噪声均方根之和。
2.6.1构造电路
构造单管放大电路,双击信号电压源符号,在属性对话框中Distortion Frequency 1 Magnitude:项目下设置为1V。然后继续分析该单管放大电路。
2.6.2启动噪声分析工具
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择Noise Analysis,则出现噪声分析对话框,如图所示。
噪声分析对话框中Analysis Parameters页的设置项目及其注释等内容见表所示。
噪声分析对话框中Frequency Parameters页如图所示。
其中设置项目及其注释等内容见下表所示:
2.6.3检查分析结果
噪声分析曲线如图所示。其中上面一条曲线是总的输出噪声电压随频率变化曲线,下面一条曲线是等效的输入噪声电压随频率变化曲线。
2.7 直流扫描分析
直流扫描分析是根据电路直流电源数值的变化,计算电路相应的直流工作点。在分析前可以选择直流电源的变化范围和增量。在进行直流扫描分析时,电路中的所有电容视为开路,所有电感视为短路。
在分析前,需要确定扫描的电源是一个还是两个,并确定分析的节点。如果只扫描一个电源,得到的是输出节点值与电源值的关系曲线。如果扫描两个电源,则输出曲线的数目等于第二个电源被扫描的点数。第二个电源的每一个扫描值,都对应一条输出节点值与第一个电源值的关系曲线。
2.7.1构造电路
构造如图所示的电路,MOS管型号为2N7000,属于N沟道增强型MOS管。现在要利用直流扫描来测绘MOS管的输出特性曲线。
执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Sweep,则出现直流扫描分析对话框
直流扫描分析对话框中Analysis Parameters页中包含Source1和Source2两个区,区中设置项目及其注释等内容见表所示。
2.7.3检查分析结果
直流扫描分析曲线即MOS管的输出特性曲线,如图所示。
横坐标为MOS管的漏极电压,纵坐标是MOS管的漏极电流(尽管图上标的是Voltage)。每一条曲线都是MOS管漏极电压与漏极电流的关系曲线,且对应一个固定的栅极电压,即对应着栅极电源的各个扫描值。
附录2 课程设计报告封面格式
西安科技大学
课 程 设 计(论 文) 任 务 书
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