组图电路理论实验十七PSPICE的应用Ⅱ.docx

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1、组图电路理论实验十七 PSPICE的应用团例三:二阶电路的仿真:观看RLC串联电路的方波响应,其中f=lKHz, R=5K, L=IOmH, C=0.022uFo转变电阻R值，观看电路在欠阻尼、 过阻尼和临界阻尼时UC波形的变化。目的：进一步学习在PSPiCe仿真软件中绘制电路图，把握激励符号 的参数配置、分析类型的设置。深化理解Probe窗口的设置。步骤：1.绘制电路原理图(所要绘制图如171所示)图17-1电路原理图进入Schematics主窗口，绘出所示电路原理图。用鼠标单击绘制Draw中的取新元件(Get New Part)项，再单击对话框 中元件库(LibrarieS)的扫

2、瞄(BrOWSe)。取出电阻R1、电感Ll、电容C1、 接地端EGND、PARAM符号以及信号源VI为脉冲型电压源VPULSE。 把元件放在所需位置，在Draw对话框里选择(Wire),用鼠标画线将元 件连接起来，这样电路图的初绘就完成了。然后进行元件参数设置。用鼠标双击相应元件或在编辑EDIT菜单中 用鼠标单击性质(AttribUte)对话框，对相应的参数进行修改(也可以 用鼠标双击相应元件处的参数框进行修改)。其中脉冲型电压源 VPULSE的参数为Vl (起始电压)为0V, V2 (峰值电压)为5V, TR（上升时间）为IuS, TF（下降时间）为IUS, PW（脉冲宽度）为500uS,

3、PER （周期）为ImSo为了观看Vl及Cl的波形，可选择Markers=Mark Voltage/Level取出 电压输出标识，指向Vl及C1。起名存盘。2 .在本例中，要进行时域分析即瞬态分析（TranSient）和参数扫描 分析（Parametric）o参数扫描分析通常与其他分析类型（如直流分析、沟通分析、瞬态分 析等）协作使用，它可以使电路中的某一元件的值按肯定方式变化, 目的是为了分析电路参数变化时，输出特性曲线或特性参数如何发生 变化。它的参数表与直流扫描分析的参数表基本类似，各参数含义也 相同。不同之处在于，它用于电路中全部分析类型，而直流扫描分析 仅用于直流分析。在Schema

4、tics主菜单下，用鼠标单击分析Analysis中的设置（SetUP）, 选中Transient设置（在选项前的小框内打勾），将其时间间隔（Print Step）设为 20ns 及长度（Final Time）为 ImSo Step Ceiling 是软件内 部计算时间间隔，不用管它。在ParametriC中，扫描变量仍为全局变 量var,可以选择线性扫描，线性扫描的起点设为1P,终点为5K,步 长为500；或者取值扫描，取不同的电阻值，以观看无阻尼、欠阻尼、 过阻尼和临界阻尼状态下的各种波形。3 .启动分析后，在Probe窗口观测波形如图17-2,可以观测到电路在欠阻尼、过阻尼和临界阻尼时UC

5、波形的变化。图17-2二阶电路的分析结果注：由例三引出的对一阶电路的仿真，如图17-3。其绘制方法与分析设置同例三。分析结果为图17-4所示。图17-3 一阶电路原理图图17-4 一阶电路的分析结果例四：模拟电子线路中的最为简洁的二极管整流电路仿真。目的：盼望借此使大家了解PSPiCe在模拟电子电路仿真中的应用方 法。步骤：1.绘制电路原理图(如下图17 5所示)图17-5电路原理图首先在Windows界面下的PSpice程序组中双击Schematics,进入 原理图编辑。用鼠标单击Draw= Get New Part,取出电阻R,系统自动命名为R1； 正弦电压源VSlN,系统自动命名为VI；

6、取出二极管D1N914,系统自 动命名为D1；取出地线EGND,系统自动设置为0点。把元件放在所需位置，在Draw中选择(Wire),用鼠标画线将元件连 接起来，这样电路图的初绘就完成了。然后进行元件参数设置。用鼠标双击相应元件或在编辑EDIT菜单 中用鼠标单击性质（AttribUte）对话框，对相应的参数进行修改（也可 以用鼠标双击相应元件处的参数框进行修改）。其中，正弦电压源 （Vsin）:起始电压（VOff）为0；幅值电压（VamPl）为10；频率（Freq）10K； 电阻RI： Value电阻值为IOOo其中，电压、电阻、频率的单位缺省值分别为伏特、欧姆和赫兹。 参数确定后，可用鼠标双

7、击需要标注的节点连线，在LABEL内输入 数字（节点数）即可。至此，原理图编辑就结束了。2 .仿真计算首先进行仿真分析的设置。本例的仿真内容为瞬态分析，在 Schematics主菜单下，用鼠标单击分析AnalySiS=Setup,选中瞬态分 析TranSient设置（在选项前的小框内打勾），并将打印步长Print Setup 设为20ns,最终时间Final Time设为1ms,计算步长设为2ps接着就可以点中Analysis中的Creat Netlist建立电路网络表，此时， 会要求你存盘，并自动进行电路检查（日ectrical Rule Check）,如有错 误将给出提示。最终就可以点中A

8、nalysis中的仿真计算Simulate（或按快捷键Fll） 进行仿真。计算结束，可点中该界面的file下的EXamineOUtPUt检查 仿真结果。3 .波形显示计算结束后，进入Probe （可通过主菜单的选项Options设置自动 进入，也可选AnalySiS=RUnPrObe运行）， Trace=Add,在给出的 菜单中选IDl （电流）、VI和V2 （分别为节点1、2的电压），就可以看到它们的波形，分别如图17-6所示。这些波形可以拷贝在贴板上, 供用户使用。图17 6分析结果例五：利用555集成电路产生仿真过程。目的：进一步加深学习在PSPiCe仿真软件中绘制电路图，把握参数 配置

9、、分析类型的设置。学会应用其分析问题，得出结果。步骤：1 .在PSpice程序组中双击Schematics,用鼠标单击绘制Draw中 的取新元件(Get New Part)项，再单击对话框中元件库(LibrarieS)的扫 瞄(BrOWSe)。取出555集成电路一只、电阻3只、电容2只、接地端 1个、直流电源1个。2 .根据555的使用电路连接好电路图，如图17-7所示。将元件 的参数值1 .设置好，实例中详细的参数见电路图中的各数值。图17-7电路原理图4.在菜单中单击Analysis选项，首先选Electronic Rule Cheak,它 会提示你应先存盘，存完盘后就Creat Netl

10、isfz,接下来就是SetUP 选项中选择要仿真的类型，如：暂态、稳态等，选择其中的参数：扫 描间隔、扫描时间等等。最终可以按下仿真图标，就可以在形成一个 示波器的图形界面，选择所要观测的节点可以看其电流电压的波形, 而且还可以利用函数来求节点间或元件间的电压、电流波形。在实例的原理图中将输出端设置为节点1,图17-8便是输出端的 电压波形与电容上的电压波形的叠加。从图中我们可以清晰的看到方 波和放电波形以及它们的幅度、周期、占空比等一系列参数。图17 8输出显示假如想转变方波的周期，只需转变原理图充电电容的大小即可以实 现。而方波的占空比的转变可以调整Rl和R2的阻值来实现。图17 9便是转

11、变了 Rl和R2阻值的输出端波形，从中可以看出其占空比 的变化，由于=RC的转变，所以其周期也转变了。图17 10则是转 变了充电电容后输出端的波形，从中可以看出方波周期的变化。图17-9调整阻值后的输出显示图17 10调整电容后的输出显示例六：对欧姆定律的仿真。目的：加深学习使用电路绘制程序绘制所需的电路图；学习直流扫 描分析（DC Sweep）的设置；学习调用电路仿真程序PSPiCe执行仿 真并显示输出波形，再将仿真结果与欧姆定律相验证。步骤：1.调用Schematics,绘制好电路原理图17-11。按图中所示 设置好元器件参数。图17-11电路原理图2 .设置分析类型为直流工作点分析，进

12、入DC SWeeP设置窗口后, 选Global Parameter （全局参数）和Linear （线性扫描），在Name文 本框后第一格内写入全局参数名var,将Start Value （扫描初长）设 为10, End Value （扫描终值）设为IoO, Increment （扫描步长）设 为10。单击OK结束操作。3 .启动分析后，进入Probe窗口。选择TraCe=Add在同一坐标轴 上分别加I（Rl）和I（Vl）变量。如图17-12所示。由此图的分析结果我们 便可与欧姆定律相验证。图17-12分析结果例七：设下图所示电路的各电阻均为1Q,有用计算机求解各节点 电压。目的:通过此例熟识P

13、SPiCe确省的分析类型即直流工作点分析（BiaS Point DetaiDo步骤：L调用Schematics,绘制好电路原理图17L3.设置好元器 件参数，其中全部的电阻值都为1Q;通用电流信号源（ISRC）的直 流电流值（De）分别为：Il为2A, 12为3A, 13为2A, 14为3A。起 名存盘。图17-13电路原理图2.设置分析类型并进行仿真计算。由于在对电路进行任何分析之 前必需首先计算电路的直流工作点，因此，直流工作点分析是PSpice 中确省分析类型，而且不需要设置分析参数。通过直流工作点分析, 可以求出模拟电路中全部节点的直流电压值，全部电压源支路的电流 和功率损耗，全部非线性器件的线性化模型，以及数字接点的规律电 平。全部这些信息都保存在相应的输出文件（*.oUt）中，可选 AnaIysis=Examine OUtPUt查看。如图17-14所示电压值。分析后的电 路图如图17-15 o图17-14输出文件图17-15分析后的电路图从上述的例子可见，PSPiCe是一个模拟的试验台。在它上面，你 可以做各种电路试验和测试，以便修改与优化设计。它为我们分析与 设计电路供应了强大的计算机仿真工具，利用它对电路、信号与系统 进行帮助分析和设计，对电子工程、信息工程和自动掌握等领域工作 的人员具有很高的有用价值。