Proteus 8 Professional仿真实验：共射极放大电路失真现象分析

Proteus 8 Professional仿真实验：共射极放大电路失真现象分析

本实验使用Proteus 8 Professional软件对共射极放大电路进行仿真，通过调节输入信号幅值和静态工作点，观察和分析了饱和失真、截止失真和双向失真现象，并通过测量静态工作点参数验证了失真现象产生的原因。

实验步骤：

1. 新建工程: 打开Proteus 8 Professional，点击'文件'选项中的'新建工程'选项，进行命名、设置存放路径，其他选项均选择默认项，即可进入到电路原理图绘制界面。

2. 元件选取: 单击'原理图设计'图标，进入原理图编辑界面。点击'设备选择器'，选择'P'选项，弹出'选择元器件'（Pick Devices）对话框。根据图纸摆放器件。

3. 电路连接: 将各个元器件按照电路图连接。

4. 添加激励源和示波器: 在绘图工具栏中选择激励源模式，找到正弦信号源放入电路。选择仪器仪表模式，找到示波器，将其添加到电路图中。选择探针模式，可以直接将其放置在需要测量的线路上。

5. 电气规则检查: 电路连接完成后，进行电气规则检查。

6. 调试:

   (1) 正常放大: 从正弦信号源输出一个毫伏级交流信号，UPP=150mv, f=1000HZ，在输出uo不失真的条件下测试相关参数。运行仿真时，点击菜单栏中的调试选项，选择示波器选项，打开示波器，调节其显示选项。观测电路输入和输出波形，可见蓝色的输出波形无失真。

   测得静态工作点：Uc=7.95V；Ub=2.37V；Ue=1.6V；Ic=0.8mA；Uce=6.35V

   (2) 饱和失真: 从正弦信号源输出观测输出波形的失真现象。首先观测饱和失真，共射极放大电路的Q点过高时，产生饱和失真。因此可调节RV1，抬高Q点，观测输出波形的饱和失真。此时测量电路的静态工作点。首先停止仿真，关闭正弦信号源，即将信号源的幅值调为0，重新仿真，读取电压探针的值测得静态工作点：Uc=4.12V；Ub=3.91V；Ue=3.12V；Ic=1.5mA；Uce=1V。可以看到，饱和失真时电路的UCEQ非常小，对应的Q点过高。

   (3) 截止失真: 调节电路参数观测截止失真。因Q点过低，晶体管b-e间电压UBE小于其开启电压，晶体管截止，此时输出产生截止失真。可调节RV1，降低Q点，得到截止失真波形，即其顶部发生了失真。停止仿真后，关闭正弦信号源，测量截止失真时的静态工作点Uc=11.71V；Ub=0.82V；Ue=0.12V；Ic=5.74A；Uce=11.59V。可见UCEQ和正常放大时相比大了很多，对应的Q点过低。

   (4) 双向失真: 共射极放大电路的双向失真现象可通过调大输入信号观测。将输入的正弦信号幅值设为1V，可见输出波形的顶部和底部均发生了失真。

实验结果分析:

通过实验，我们观察到了共射极放大电路三种常见的失真现象：饱和失真、截止失真和双向失真。并通过测量静态工作点参数，验证了不同失真现象产生的原因：

• 饱和失真: 当Q点过高，UCEQ过小时，晶体管处于饱和状态，输出波形顶部被削平，产生饱和失真。
• 截止失真: 当Q点过低，UCEQ过大时，晶体管处于截止状态，输出波形顶部被削去，产生截止失真。
• 双向失真: 当输入信号幅值过大时，晶体管在正半周和负半周都可能进入饱和或截止状态，导致输出波形顶部和底部均被削平，产生双向失真。

心得体会:

本次实验通过Proteus 8 Professional软件进行共射极放大电路的仿真，加深了对放大电路工作原理和失真现象的理解。通过调节电路参数，观察波形变化，并分析静态工作点参数，让我对电路参数和失真现象之间的关系有了更深刻的认识。这次实验不仅提高了我的实验操作能力，还增强了我对电子系统的理论知识的理解。