论文导读:计算机仿真软件在实践中的应用,使电路设计人员能够在电路设计阶段对所设计的电路电气特性进行分析、判断、校验,从而大大减轻物理实验验证阶段的工作量,是电子专业设计工作者提高工作效率的有效方法。本文利用protel99软件,利用通用电子元件,对该电路参数赋值,仿真研究单管放大电路的工作过程。(1)从静态工作点的分析可以看出计算机计算的放大电路的静态工作点与估算法算得的静态工作点的数值有一定的差别,但从两者算得得结果可以得到相同的结论,即图1所示的放大电路中的三极管工作在放大区。
关键词:protel,三极管,计算机仿真
0.引言
计算机仿真软件在实践中的应用,使电路设计人员能够在电路设计阶段对所设计的电路电气特性进行分析、判断、校验,从而大大减轻物理实验验证阶段的工作量,是电子专业设计工作者提高工作效率的有效方法。
Protel 99内置了功能强大的SPICE 3f5电路仿真软件,能提供连续的模拟信号和数字信号仿真。该软件运行于Protel的EDA/Client进程环境下,与ProtelAdvanced Schematic原理图设计程序协同工作,为用户提供一个完整的从设计到仿真验证的设计环境【1】。
单管放大电路是模拟电路设计中最基础的电路。本文利用protel99软件,利用通用电子元件,对该电路参数赋值,仿真研究单管放大电路的工作过程。理论分析了单管放大电路的静态与动态参数,研究基于protel99软件仿真该电路的方法,并得到相关结论。
1.单管放大电路的理论计算
单管放大电路图如图1所示, 其中信号源 的幅值为 ,频率为 , 则由估算法【2】可得:
图2 静态仿真结果
图1 单管放大电路图
的静态工作点:




由微变等效电路法【3】对该放大电路的交流分析如下:





2. 计算机仿真计算结果
对图1所示单管放大电路进行Operation Point Analysis 分析和Transient/Fourier Analysis分析,静态分析结果如图2所示,动态分析结果如图3-7所示。免费论文网。
 
图3 动态仿真之输出电压波形图图4 动态仿真之输入电压波形图
图5动态仿真之输入电流波形图 图6动态仿真之输出电流波形图
由图2可知对图1所示单管放大电路的静态工作点的仿真结果与理论分析估算的静态工作点结果有一定差别。免费论文网。
由图3和图4可得该放大电路的电压放大倍数
由图3和图5可得该放大电路的输出电阻
由图4和图6可得该放大电路的输入电阻
3.结论
(1)从静态工作点的分析可以看出计算机计算的放大电路的静态工作点与估算法算得的静态工作点的数值有一定的差别,但从两者算得得结果可以得到相同的结论,即图1所示的放大电路中的三极管工作在放大区。免费论文网。
(2)从动态分析可以看出计算机仿真计算结果与估算结果之间差距不大,这是由于传统的估算法计算电路时,对电路进行了一些等效变换导致的。计算机仿真计算的结果可以直观地反映理论计算结果。
(3)利用仿真软件仿真计算放大电路时,应首先调试电路各元件参数,使得动态分析中三极管的集电极电流与基极电流的比值基本符合仿真元件库中所设置的三极管模型参数 值,这样才能保证三极管工作在放大区,保证放大电路正常工作。
【参考资料】
[1]肖玲妮.Protel 99 se 教程.北京:清华大学出版社.
[2]崔玉超,孙运强.射频放大电路的优化及仿真.现代电子技术,2007.
[3]胡锦.电工电子技术基础.北京:中国水利水电出版社,2009.
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