2019年电赛国赛D题《简易电路特性测试仪》训练总结----待测三极管共射放大电路部分

系列文章链接目录

一、2017年电赛国赛H题《远程幅频特性测试装置》训练总结（DDS信号源部分）

二、2017年电赛国赛H题《远程幅频特性测试装置》训练总结（放大器部分）

三、2017年电赛国赛H题《远程幅频特性测试装置》训练总结（信号接收采集部分）

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一、2019年电赛国赛D题《简易电路特性测试仪》训练总结----题目引入与概述

二、2019年电赛国赛D题《简易电路特性测试仪》训练总结----待测三极管共射放大电路部分

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一、原题分析

1.1题目要求

1.2要求分析

逐句分析题目对待测电路的相关要求，提取出其中几个关键要求：

⮚测试仪仅有一个输入端口和一个输出端口
这个要求表明，后续对电路参数的测量以及故障变化的判断，不能对待测电路中的具体元件进行测量得出，而是要通过对待测电路整体的参数分析推理得出。比如，如果想判断R1是否断路，我们就不能通过直接测量R1两端得出结论，而是要通过R1断路对整体待测电路相关参数的变化，推理得出。

⮚采用可靠的插接方式接入电路，确保每个元件可以容易替换
这个要求表明，对待测电路各元件的焊接，不能像往常一样直接在电路中焊死，而是要通过插拔的方式连接，即在电路中焊上插座，再把各元器件插上（保留元器件引脚）。我们组使用的是单排圆孔母座。

这里强调一个小细节，每个元件都要能替换，表示除了题目要求中的电阻电容元器件外，三极管也要可插拔。然而在题目要求中却并无对三极管相关故障变化的检测判断，这暗示我们在测评表中，可能会有对三极管的插拔，事实也证明确实如此，在测评表中有“断开B极后，测量输入电阻”的测量指标要求。如果当时没有把三极管做成可插拔的形式，测评的时候可能就会引起不小的麻烦。

另外，题目也对电阻电容以及三极管的取用，给了不小的误差允许范围。比如电阻本身阻值就有5%的误差，题目也允许了。因此也不必太过苛求各元件参数与规定的完全一样，误差范围满足要求即可。

1.3待测电路焊接实物图

接下来给出我们组焊接此待测放大器的实物图。考虑到“电容两倍”这一电路变化，是在电容旁并联一个同样的电容，我们在焊接电容的插座时焊了两排，这样就避免了把电容拔下来再换新的电容上去的繁琐，而且如果通过换电容的方式来实现容值加倍的变化的话，系统判断的时候会先判断出电容断路再判断出加倍，在我看来这可能不太好。


可以看出，我们的实物图对各元件，各供电、输入、输出端口都标注清晰，且各元件均可插拔，满足题目要求。

二、仿真分析

本题对各元器件故障及变化的判断，实际上是判断各元器件变化后，对待测电路整体参数的影响，比如输出电压，输入电阻等。

那么仿真在此题的重要性就不言而喻，在实际的电路未搭建完毕时，便可以首先通过仿真初步确定各元器件变化对电路整体参数带来的影响。为软件设计节省了大量时间，要知道在比赛中如果要等到硬件队友把硬件电路做好才开始写程序，那效率就大大降低了，如果在仿真阶段就开始设计，那么最后只需要微调程序即可。

2.1 Multisim仿真电路图

这里给出我组正常情况下的仿真电路图，那么对于各故障，就在原有电路上对相应元件进行更改即可。

2.2 Multisim中2N9013怎么找？

刚开始仿真的时候也遇到了困难，那就是Multisim自带的库中没有2N9013三极管，因为9013来自日本，mutism是美国的软件，自然没有。

那么能不能用其他三极管来代替呢？答案是否定的，用其他三极管来代替的话，又因为三极管参数不同给结果带来影响。

具体如何在Multisim添加NPN型三极管2N9013，大家可以看看我写的这篇博文：
给出传送门链接：Multisim里导入没有的元器件（以NPN型三极管2N9013为例）

2.3仿真结果

经过仿真，我们得到了大量信息，为我们电路设计提供了大量参考，就是我们不仅要考虑交流，而且还要考虑直流，而且电阻的故障直流可以直接判定。这里给出我们的仿真结果统计表，以及初步的分析。（输入为20mVpp正弦波）

具体实测过程中的相应参数与仿真结果略有差距，但基本类似。我们也具体测了一下，并写出了另一份更完整更全面的表格，可以去此处下载，压缩包内还包含仿真电路图噢：）
传送门链接：
《简易电路特性测试仪》故障及变化对整体电路的影响（仿真及结果统计表）下载链接

总结

至此，本题关于待测电路模块的分析已经完毕，可以发现，尽管待测电路各元件参数均已给出，理论上照着焊就可以，但细细分析还是会发现里面有很多细节。所以此题当时也说“入题易，破题难”，国赛题无简单题，所以还是要慢慢积累，电赛路道阻且长：）

接下来我也会按模块，继续完成这篇训练总结，希望大家继续关注，欢迎大家留言评论：）