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R1C串联电路的方波响应,其中f=1KHz,R=5K,1=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(GetNewPart)项，再单击对话框中元件库(1ibrarieS)的扫瞄(BrOWSe

2、)。取出电阻R1、电感11、电容C1、接地端EGND、PARAM符号以及信号源VI为脉冲型电压源VPU1SE。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VPU1SE的参数为V1(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,PER（周期）为ImSo为了观看V1及C1

3、的波形，可选择Markers=MarkVo1tage/1eve1取出电压输出标识，指向V1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Schematics主菜单下，用鼠标单击分析Ana1ysis中的设置（S

4、etUP）,选中Transient设置（在选项前的小框内打勾），将其时间间隔（PrintStep）设为20ns及长度（Fina1Time）为ImSoStepCei1ing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

5、。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175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=GetNewPart,取出电阻R,系统自动命名为R1；正弦电压源VS1N,系统自动命名为VI；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

6、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（VamP1）为10；频率（Freq）10K；电阻RI：Va1ue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，可用鼠标双击需要标注的节点连线，在1ABE1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

7、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Ana1ySiS=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PrintSetup设为20ns,最终时间Fina1Time设为1ms,计算步长设为2ps接着就可以点中Ana1ysis中的CreatNet1ist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ectrica1Ru1eCheck）,如有错误将给出提示。最终就可以点中Ana1ysis中的仿真计算Simu1ate（或按快捷键F11）进行仿真。计算结束，可点中该界面的fi1e下的EXamineOUtPUt检查仿真

8、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Ana1ySiS=RUnPrObe运行），Trace=Add,在给出的菜单中选ID1（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176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、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(GetNewPart

9、)项，再单击对话框中元件库(1ibrarieS)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Ana1ysis选项，首先选E1ectronicRu1eCheak,它会提示你应先存盘，存完盘后就CreatNet1isfz,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

10、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178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R1和R2的阻值来实现。图179便是转变了R1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1710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1

11、710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（DCSweep）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，进入DCSWeeP设置窗口后,选G1oba1Parameter（全局参数）和1inear（线性扫描），在Name文本框后第一格内写入全局参数名var,将StartVa1ue（扫描初长）设为10,EndVa1ue（扫描终值）设

12、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（R1）和I（V1）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PSPiCe确省的分析类型即直流工作点分析（BiaSPointDetaiDo步骤：1调用Schematics,绘制好电路原理图1713.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：I1为2A,12为3A,1

13、3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=ExamineOUtPUt查看。如图17-14所示电压值。分析后的电路图如图17-15o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。