实验四 含放电路的分析.doc

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1、实验四含运放电路的分析一、实验目的1.学习应用PSpice编辑含有运放电路的方法。2.复习进行直流工作点分析和直流扫描分析的方法。3.掌握设置分析类型及参数——瞬态分析[TimeDomain(Transient)]。4.学习常用激励信号的编辑方法。5.体会运放的线性和非线性工作区。6.验证反向放大器和同向放大器的结论。二、范例要求：（1）确定集成运放LF411的线性工作区。（2）求如图2.32所示电路中电阻R1和Rf中的电流、流入运放两个输入端的电流以及输出电压Uo。图2.32范例电路（3）将图2.32中的直流电压源V3换成正弦电压源，测试输入和输出

2、电压波形。V3=sin(2000πt)V步骤：图2.33运放线性区测试仿真电路图1.绘制如图2.33所示的仿真电路图启动OrCADCapture→新建项目→打开绘图页→载入元件库→绘制电路图说明：运算放大器元件选取EVAL库中的LF411元件，放置方法如图2.34所示：单击绘图工具栏的按钮，打开“PlacePart”对话框，选择LF411/EVAL，单击OK按钮。运算放大器是多端元件，除了两个输入端和一个输出端外，还有两个端子接直流电压源。V+接正向直流电压源，V-接负向直流电压源，电压大小可在10~20V范围内设置另外两个端子（1和5）用于调零（本

3、例中悬空不用）。2.直流扫描分析设置单击PSpice工具栏的按钮以建立模拟类型分组，设置模拟类型和参数如图2.35所示。分析类型为DCSweep(直流扫描分析）；扫描变量为电压源电压V3；扫描类型为线性，即V3变化范围在-200μV~200μV，每次线性递增10μV。图2.34放置运放元件图2.35直流扫描分析参数设置3.执行仿真，观察输出波形，研究运放的线性区范围单击仿真工具栏的按钮执行仿真。单击按钮，在“AddTrace”对话框中选择V(UO)，可以看到运放输出电压随输入电压的变化波形，如图2.36所示，可以看出该运放的线性区范围为-31.5μV

4、~+37.8μV。图2.36运放线性区仿真波形图4.绘制如图2.32所示的电路，设置仿真类型为直流工作点分析（BiasPointDetail），执行仿真，得所求的各电压、电流值如图2.37所示。图2.37直流工作点仿真结果5.将直流电压源换成正弦电压源，测试输入输出电压波形仿真电路如图2.32所示，其中V3换成正弦电压源。（1）编辑正弦电压源说明：瞬态分析中常用的三种激励信号简介①脉冲信号VPULSE如图2.38所示，描述脉冲信号波形涉及7个参数，适当设置参数可以获得方波、三角波、梯形波等各种周期信号。②调幅正弦信号VSIN如图2.39所示，该信号波

5、形涉及6个参数，适当设置参数可以获得等幅、降幅、增幅的正弦信号。③分段线性信号VPWL如图2.40所示，该信号波形由若干线段组成，参数为各转折点坐标。图2.38脉冲信号VPULSE图2.39调幅正弦信号VSIN图2.40分段线性信号VPWL本例中用到正弦电压源VSIN/SOURCE，按如图2.41所示设置正弦电压源属性V3=sin(2000πt)V（元件序号为V3、频率为1kHz、初相位为0、幅值为1V、直流基准电压为0）。图2.41正弦电压源属性设置（2）设置仿真类型为瞬态分析[TimeDomain(Transient)]单击仿真工具栏的按钮以建立

6、模拟类型分组，设置模拟类型和参数如图2.42所示。分析类型为瞬态分析[TimeDomain(Transient)]；起止时间为0~2ms；间隔为2us。（3）执行仿真，观察ui、uo波形，如图2.43所示。可以看出输出信号的幅值是输入信号的10倍，而相位正好反相，此为反向放大器。图2.42瞬态分析类型及参数设置图2.43反相放大器输入、输出波形三、实验内容图2.44实验电路图分析如图2.44所示电路的电压传输特性uo=f(ui)，以及正弦电压源作用下的输入输出电压波形。要求：（1）总结设置瞬态分析的基本方法。（2）打印电路图、电压传输特性曲线、输入输

7、出电压波形。（3）分析该电路的功能，并说明与范例电路的不同之处。（说明：直流工作点分析时相当于V3=1V，直流扫描分析时相当于V3=sin2000πtV）