第五章用OrCAD,/Pspice测量电子电路 的常用方法 在第三章中，按照电路特性分类介绍了用Pspice2分 析电路的基本方法。一般来说，测量电子电路用的就 是这些方法。有些电路指标的测试可以直接用基本方 法，比如测量静态工作点用静态工作点分析方法，测 量频率特性用交流分析方法等。但也有些电路指标的 测试可使用多种方法，有些指标的测试需要一点技巧。 下面介绍几种常用测试方法和测试技巧
在第三章中，按照电路特性分类介绍了用Pspice分 析电路的基本方法。一般来说，测量电子电路用的就 是这些方法。有些电路指标的测试可以直接用基本方 法，比如测量静态工作点用静态工作点分析方法，测 量频率特性用交流分析方法等。但也有些电路指标的 测试可使用多种方法，有些指标的测试需要一点技巧。 下面介绍几种常用测试方法和测试技巧。 第五章 用OrCAD/Pspice测量电子电路 的常用方法
一.测量电压放大倍数 1.直耦放大器 用直流传输特性分析(T℉分析)最方便，并能同时求出电 路输入电阻和输出电阻。 举例：实验6差动放大器 注意该法只能用于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。 2.阻容耦合放大器 可用以下方法测量阻容耦合放大器的电压放大倍数。 (1)设置瞬态分析。分析后，得到输出、输入的波形图，启 动标尺测出它们的峰值，两者相除，即得到电压放大倍数。 (2)设置交流分析。分析后，得到幅频特性，可直接测出电 压放大倍数
一 .测量电压放大倍数 1．直耦放大器 用直流传输特性分析（TF分析）最方便，并能同时求出电 路输入电阻和输出电阻。 举例：实验6 差动放大器 注意该法只能用于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。 2．阻容耦合放大器 可用以下方法测量阻容耦合放大器的电压放大倍数。 （1）设置瞬态分析。分析后，得到输出、输入的波形图，启 动标尺测出它们的峰值，两者相除，即得到电压放大倍数。 （2）设置交流分析。分析后，得到幅频特性，可直接测出电 压放大倍数
举例：实验3 基本放大器 解：用上述两种方法测试。 (1)进行瞬态分析。运行后得到输入输出波形。启动标尺测 出'。、的峰值，两者相除，得到电压放大倍数。 (2)进行交流分析。运行后 Rc 在Probe窗口中，执行 Rb 2k C2 Trace/Add Tracet命令， 360k Oyt 10U 12V 选择V(Out)/V Q1 Vcc (Vs:+)作输出量。启 RL ⑤s 10U Q2N2222 动标尺测出中频处的电 压放大倍数
（2）进行交流分析。运行后 在Probe窗口中，执行 Trace/Add Trace命令， 选 择 V （ Out ） / V （Vs:+）作输出量。启 动标尺测出中频处的电 压放大倍数。 举例：实验3 基本放大器 解：用上述两种方法测试。 （1）进行瞬态分析。运行后得到输入输出波形。启动标尺测 出VO、VS的峰值，两者相除，得到电压放大倍数。 0 Out C1 10U Vcc 12V Rb 360k RL 2k Q1 Q2N2222 Vs Rc 2k C2 10U
二.测量输入输出电阻 1.直耦放大器 同测量电压放大倍数一起用直流传输特性分析(T℉分析)求 出。 举例：实验6 差动放大器 2.阻容耦合放大器 (1)设置交流分析，得到输入电阻、输出电阻的频率特性， 用标尺测出中频区的输入电阻、输出电阻。 (2)设置瞬态分析，按照输入电阻、输出电阻的实际测试方 法测出
二 .测量输入输出电阻 1．直耦放大器 同测量电压放大倍数一起用直流传输特性分析（TF分析）求 出。 举例：实验6 差动放大器 2．阻容耦合放大器 （1）设置交流分析，得到输入电阻、输出电阻的频率特性， 用标尺测出中频区的输入电阻、输出电阻。 （2）设置瞬态分析，按照输入电阻、输出电阻的实际测试方 法测出
举例：实验3基本放大器。求输入电阻、输出电阻。 解：用设置交流分析的方法测量 (1)进行交流分析后，在Probe窗口中，执行Trace/Add Trace命令，选择V(Vs:+)/1(C1)作输出量，显示出 输入电阻的频率特性，启动标尺测出在f=10kHz处的输 入电阻≈888.82。 (2)将电路的输入端短路，负载开路，在输出端加一信号源 V。进行交流分析后，在Probe窗口中，执行Trace/Add Tracet命令，选择V(V。:+)/小(C2)作输出量，显示出 输出电阻的频率特性。启动标尺测出在f=1OkHz处的输 出电阻≈1.78K2
举例：实验3 基本放大器。求输入电阻、输出电阻。 解：用设置交流分析的方法测量 （1）进行交流分析后，在Probe窗口中，执行Trace/Add Trace命令，选择V（Vs:+）/I（C1）作输出量，显示出 输入电阻的频率特性，启动标尺测出在ƒ =10kHz处的输 入电阻≈888.8W。 （2）将电路的输入端短路，负载开路，在输出端加一信号源 VO。进行交流分析后，在Probe窗口中，执行Trace/Add Trace命令，选择V（VO :+）/I（C2）作输出量，显示出 输出电阻的频率特性。启动标尺测出在ƒ=10kHz处的输 出电阻≈1.78KW
三.测量最大输出幅度、输出功率 1.设置直流扫描分析 通过直流扫描分析，可得到电路的输入输出特性曲线， 从曲线上可读出最大输出幅度。 通过直流扫描分析，也可得到电路的输出功率、管耗 和电源提供的功率随输出电压变化的曲线，从曲 线上可读出最大输出功率或某一输出幅值下的功 率。 但这一方法不能用于有隔直电容的电路
三 .测量最大输出幅度、输出功率 1．设置直流扫描分析 通过直流扫描分析，可得到电路的输入输出特性曲线， 从曲线上可读出最大输出幅度。 通过直流扫描分析，也可得到电路的输出功率、管耗 和电源提供的功率随输出电压变化的曲线，从曲 线上可读出最大输出功率或某一输出幅值下的功 率。 但这一方法不能用于有隔直电容的电路
2.设置瞬态分析 通过瞬态分析，可得到电路的输出波形，然后将横轴改为 输入变量，得到电路的输入输出特性曲线，从曲线上可读 出最大输出幅度。 瞬态分析后，根据输出功率的定义 P、 利用Probe中信号运算的功能可得到上述积分曲线，在等 于周期T时刻曲线上的值，就是相应的功率值。 这一方法也适用于有隔直电容的电路
2．设置瞬态分析 通过瞬态分析，可得到电路的输出波形，然后将横轴改为 输入变量，得到电路的输入输出特性曲线，从曲线上可读 出最大输出幅度。 瞬态分析后，根据输出功率的定义 利用Probe中信号运算的功能可得到上述积分曲线，在t等 于周期T时刻曲线上的值，就是相应的功率值。 这一方法也适用于有隔直电容的电路。 v i t T P T d 1 0 o o o =
举例：互补对称功率放大器如图所示。求最大不失真输出幅 度Vm、最大输出功率P。和电源提供的功率P。 Vec1 解：分别用上述两种方法测量。 (1)用直流扫描分析。 12V 0 0.5k ①求最大不失真输出幅度%m。 Q1 进行直流(DC)扫描分析： DI Out 设置输入信号VIN为变量，扫描 D2 范围为-12~+12V。运行后，得 RL Vin Q2 16 到如图2.5.6所示的电压传输特 性曲线。启动标尺，可读出最 6.5V R2 0.5k Vcc2 大不失真输出幅度V%n≈6.5V。 12V
举例：互补对称功率放大器如图所示。求最大不失真输出幅 度Vom、最大输出功率Pom和电源提供的功率Pv。 解：分别用上述两种方法测量。 （1）用直流扫描分析。 ① 求最大不失真输出幅度Vom。 进行直流（DC）扫描分析： 设置输入信号VIN为变量，扫描 范围为-12～+12V。运行后，得 到如图2.5.6所示的电压传输特 性曲线。启动标尺，可读出最 大不失真输出幅度Vom ≈6.5V。 Out 0 0 0 0 Vin 6.5V Vcc1 12V RL 16 Q1 R2 0.5k R1 0.5k Q2 D1 Vcc2 12V D2
② 求最大输出功率P。和电源提供的功率P。 进行直流(DC)扫描分析，将X轴变量改为V(0ut),将X轴 刻度范围改为(0~7V)。 根据P。、P的定义，执行Trace/Add Trace命令后，在 “Trace Expression”文本框中键入“V(Out)*I(RL) /2”,得到P.曲线。同理键入“ABS(N(VCC1:+)*I(VCC1) /1.414)”,可得电源提供功率P曲线。启动标尺可读出最 大输出功率P。m≈1.36W,此时电源提供的功率P≈3.49州。 注：由于功率的定义是有效值电压乘以有效值电流，而直流分析得到的相当 于峰值电压和峰值电流，所以在求P。曲线时，用电压乘以电流再除以2 (即)。电源电压V和V2是直流量，所以在求P曲线时只除以即可。 又因为o和V2只在半个周期有电流，当电路对称时，表达式ABS(V (VCC1:+)*I(VCC1)/1.414)求出的是两个电源的总功率
② 求最大输出功率Pom和电源提供的功率Pv。 进行直流（DC）扫描分析，将X轴变量改为V（Out），将X轴 刻度范围改为（0～7V）。 根 据 Po 、 Pv 的定义， 执 行 Trace/Add Trace 命令后 ， 在 “Trace Expression”文本框中键入“V（Out）* I（RL） /2” ，得到Po曲线。同理键入“ABS(V（VCC1:+）* I（VCC1） /1.414)” ，可得电源提供功率Pv曲线。启动标尺可读出最 大输出功率Pom ≈1.36W，此时电源提供的功率Pv ≈3.49W。 注：由于功率的定义是有效值电压乘以有效值电流，而直流分析得到的相当 于峰值电压和峰值电流，所以在求Po曲线时，用电压乘以电流再除以2 （即）。电源电压VCC1和VCC2是直流量，所以在求Pv曲线时只除以即可。 又因为VCC1和VCC2只在半个周期有电流，当电路对称时，表达式ABS（V （VCC1:+）* I（VCC1）/1.414）求出的是两个电源的总功率
(2)用瞬态分析。 ①求最大不失真输出幅度。 将输入信号振幅设置为12V（电源电压)，进行瞬态分析，得到 电路的输出波形。然后将横轴改为V(VIN:+),得到电路的 输入、输出特性曲线与图2.5.6基本一致，启动标尺可读出最 大不失真输出幅度%n≈6.5V。 ②求最大输出功率P和电源提供的功率R。 将输入信号设置为振幅=6.5V,频率=1kHz。进行瞬态分析，分 析时间为：0~1ms(1个周期)。 运行后，根据P。的定义，在“Trace Expression'”文本框中键 入输出功率的积分表达式“S(V(0ut)*I(RL))*1000”, 得到P.的积分曲线。启动标尺读出在t=T（周期)=1ms时的值， 即最大输出功率P。≈1.16W。 (表达式中乘以1000是因为P。等于积分表达式除以周期T, 三1ms,所以要乘以1000)
（2）用瞬态分析。 ① 求最大不失真输出幅度Vom。 将输入信号振幅设置为12V（电源电压），进行瞬态分析，得到 电路的输出波形。然后将横轴改为V（VIN：+），得到电路的 输入、输出特性曲线与图2.5.6基本一致，启动标尺可读出最 大不失真输出幅度Vom ≈6.5V。 ② 求最大输出功率Pom和电源提供的功率PV。 将输入信号设置为振幅=6.5V，频率=1kHz。进行瞬态分析，分 析时间为：0～1ms（1个周期）。 运行后，根据Po的定义，在“Trace Expression”文本框中键 入输出功率的积分表达式“S（V（Out）* I（RL））*1000” ， 得到P o的积分曲线。启动标尺读出在t=T（周期）= 1ms时的值， 即最大输出功率Pom ≈1.16W。 （表达式中乘以1000是因为Po等于积分表达式除以周期T， T=1ms，所以要乘以1000）