基于Tina Pro軟件的放大電路分析計算

摘 要：本文介紹了Tina Pro實現(xiàn)放大電路分析計算，并以典型共射放大電路為例說明放大電路分析計算的仿真過程，其過程非常直觀，調(diào)試簡單，也適合于課堂實驗演示和分析教學(xué)。

關(guān)鍵詞：Tina Pro；仿真實驗；放大電路；靜態(tài)分析；交流指標

1 引言

Tina Pro是一種功能強大的電路仿真軟件，它可以進行各種電子電路的分析和設(shè)計。在求解各種實際電路時，具有快捷方便并且不容易出錯；應(yīng)用于仿真實驗時，操作簡單且直觀形象。不僅在工程實踐中，對于電子產(chǎn)品的開發(fā)與研制能夠發(fā)揮高效率、高精度的作用，而且將其引入到學(xué)校電類課程的教學(xué)過程，會帶來意想不到的教學(xué)效果。

2 Tina Pro的概述

Tina Pro具有較高的性價比。它是目前所知為數(shù)不多的具有簡體中文界面的仿真軟件。該軟件的具體功能包括：在模擬電路分析方面，Tina Pro除了具有一般電路仿真軟件通常所具備的直流分析、瞬態(tài)分析、正弦穩(wěn)態(tài)分析、傅立葉分析、溫度掃描、參數(shù)掃描、最壞情況及蒙特卡羅統(tǒng)計等仿真分析功能之外，還能先對輸出電量進行指標設(shè)計，然后對電路元件的參數(shù)進行優(yōu)化計算；在數(shù)字電路分析方面，Tina Pro支持VHDL語言；并具有BUS總線及虛擬連線等功能，這避免了電路圖中元件之間連線過密，使得電路繪圖界面看起來更清晰、簡潔。

Tina Pro具有八種虛擬測量儀器，各儀器與元件之間采用虛擬連線。其虛擬測試儀器（如多蹤示波器）的動態(tài)演示功能，是極好的教學(xué)輔助工具。Tina Pro的仿真分析結(jié)果，如波形圖可方便地與電路圖粘貼在界面中，對輸出打印及分析資料的完整保存十分便利。

3 放大電路的分析計算

單管放大電路的分析計算是模擬電子電路的教學(xué)重點之一，其包括靜態(tài)分析、動態(tài)分析、失真分析和頻率分析，靜態(tài)分析主要是求解靜態(tài)工作點，動態(tài)分析主要是求解交流指標，失真分析主要是通過改變電路的參數(shù)用示波器等儀器來觀察輸出波形，而頻率分析則通過掃描儀來觀察電路的頻率響應(yīng)，顯然上述這些若僅通過課堂教學(xué)或?qū)嶒灲虒W(xué)是很難完成的。而Tina Pro軟件則能完全勝任。該文主要應(yīng)用Tina Pro軟件進行單管放大電路的直流分析和交流分析。

3.1 Tina Pro軟件的使用

Tina Pro軟件的界面與其它軟件沒有太大的差別，僅就對電路分析用到的“分析菜單”作一簡單介紹。即分析菜單包括：DC分析有計算節(jié)點電壓、傳輸特性和溫度分析，AC分析有特定頻率的響應(yīng)、AC時間常數(shù)和AC傳輸，ERC（電氣規(guī)則的檢測）等。

在進行DC和AC分析時，可在電路中接上虛擬的電壓表和電流表，為了電路的簡潔可使用虛擬儀表中的“電壓指針”和“電流指針”，本文主要采用后者；在觀察波形時，可通過點擊菜單命令“TM→示波器”，即在示波器上看到波形，還可以通過點擊菜單命令“分析→瞬時”直接讀取到被測量的數(shù)值，后者更便于觀測。

3.2 放大電路的靜態(tài)分析（以典型共射放大電路為例）

放大電路的靜態(tài)分析主要是求靜態(tài)工作點。

⑴靜態(tài)工作點的理論估算法：

⑵仿真演示

按要求連接好電路，單擊交互式按鈕 ，選擇DC模式，可在電路中顯示IB、IC、UCE的靜態(tài)工作點值，如圖1所示。

通過對比，理論估算值和演示測試值基本符合。

3.3 放大電路的動態(tài)分析

⑴交流指標的理論估算：

⑵仿真演示：

單擊交互式按鈕 ，選擇AC模式，可在電路中顯示ui值為35.36mv、ib值為26.71uA、ic值為1.36mA、uce值為6.13V、uo值為3.43V的值。顯然，與理論值基本一致。

3.4 失真分析

靜態(tài)工作點過高或過低就可能引起飽和失真和截止失真，失真的波形可以通過調(diào)整Rb1的阻值來觀察，為了方便，本文僅改變輸入信號ui的電壓為50mV（即輸入信號過大，會造成雙重失真），則可以得到各點波形。

通過以上的分析可知，Tina Pro軟件非常適合于電子技術(shù)教與學(xué)，將實驗臺“搬到”了計算機的屏幕上或多媒體教學(xué)上來，既充分利用了我院多媒體資源，又真正調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和趣味性，如果在每一章節(jié)都設(shè)計好仿真實例，就可以使Tina Pro軟件的應(yīng)用貫穿于課程的整個教與學(xué)過程。除了電子技術(shù)課程外，還可應(yīng)用到電工電路、數(shù)字電路、電子測量、自動控制等課程。

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