实际测试三级直接耦合电路

简 介：本文通过实验验证三级直接耦合放大电路的仿真与实测差异。研究发现，LTSpice仿真软件在无输入信号时能准确预测电路偏置电压，但在加入信号后，第一级三极管发射极电压的实际变化未被仿真反映。测试显示电路放大倍数为18.5倍（25.3dB），与仿真结果基本一致。这表明LTSpice的偏置电压计算基于零输入条件，无法体现信号输入时的节点电压变化，这解释了其与其他仿真软件的差异。实验采用8050三极管搭建电路，实测静态电流1.2mA，输入0.4Vpp信号时输出7.4Vpp。

关键词：LTspice，偏置电压

• 三级直流耦合放大电路的增益计算
• 为什么这个电路可以放大1V信号?

01【三级直接耦合电路】

一、实验背景

今天上午对于这样的一个三级直接耦合电路进行了讨论， 其中留下一个问题，那就是使用LTSpice电路仿真软件所得到的电路工作点电压数值与MultiSim仿真软件所得到的数值不太一样， 这就使得我们不得不重新审视LTSpice在这样的模拟电路中的仿真精度的问题。 为了验证仿真结果， 那下面呢我们通过搭建这样的一个实际电路， 查看一下Ltspice软件所得到的电路偏置结果与实际测量电压是否一致， 进而让我们知道Ltspice在这样的一个三级直接耦合电路仿真结果是否正确。

二、测试电路

首先根据自己手头有的元器件， 设计了这样的一个测试电路， 其中的三极管使用表贴的8050， 电路其他的各个阻值，尽量选择与前面我们仿真电路中所使用的器件参数一致。 还好幸亏自己手边的元器件的种类比较多， 基本上所有的阻容的数值， 都能够与前面仿真中的数值一样，

下面我们铺设单面PCB，适合一分钟制板， 一分钟之后得到实验所需要的电路板。 焊接电路板，对电路板进行水蒸气清洗，吹干进行实验， 给电路施加12伏的工作电压， 此时电路的总静态电流为1.2毫安左右， 在输入端加入峰峰值0.4伏、1K赫兹的正弦交流电压信号。 在输出级的三极管集电极， 可以测量放大后对应的交流信号。 放大之后所得到的交流信号峰值为7.4伏左右， 此时对应的电路放大倍数大约为18.5 倍，电路电压增益25.3dB。

三、对照偏置电压

接下来我们在LTSpice中， 将上述电路重新搭建。 可以看到在输入峰峰值为0.4伏的情况下， 仿真输出信号峰峰值为7.2伏。 这与前面实际测试的放大倍数基本是一致的， 接下来我们着重看一下这个电路的各个节点的偏置电压，

使用数字万用表测试的各节点的电压与仿真节点电压进行对比， 能够明显看出，在第1集发射极偏置电压， 实际测试的只有0.176伏， 但仿真电压是0.44伏。 这个偏差显然不是由于电路中实际元器件的误差引起的， 接下来我们将输入信号撤销， 重新再测量各节点之间的偏置电压，这次我们可以看到， 除了第1级的发射极偏离电压发生了变化之外， 其他各节点的电压仅仅发生了很小的变化。 当撤销输入信号之后， 实际的电路偏置电压与仿真电压之间数值就一致了。 由此我们可以知道LTspice所仿真电路偏置电压是在输入信号为0的情况下计算出来的， 它并不能够反映实际输入电压信号情况下，对应的节点偏电压。 由此我们也能可以知道， 之前之所以我们看到在RSpicE中仿真的偏电压为什么与 MultiSim 软件仿真的偏电压不同， 最主要是它给定的仅仅是输入信号为0的情况下的数值， 但是在输入信号之后， 放大电路偏置电压会发生变化， 但 LTspice软件无法反映出信号引起各节点电压的变化。

※总结 ※

本文通过实际电路测试了三级直接耦合电路的偏置电压。 在没有输入信号的情况下， LTSpice给出的仿真偏电压与实测之间是一致的。 在加入信号之后，LTspice给出的电路交流放大信号与测试结果是一致的， 但是在第1级三极管的发射极电压产生了很大的变化， 这个变化值并没有反应在Ltspice给出的结果。 由此我们也知道为什么在给定大输入信号下LTspice仿真的偏置电压。 与其他仿真软件所给出的结果不同之处， 就是因为 LTspice仿真软件对电路偏置电压， 是假设没有输入信号下所得到的结果。

■ 相关文献链接:

• 三级直流耦合放大电路的增益计算
• 为什么这个电路可以放大1V信号?