实验二 直流工作点分析和直流扫描分析

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1、实验二直流工作点分析和直流扫描分析一、实验目的(1)学习使用PSPICE软件,熟悉它的工作流程,即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。(2)学习用PSPICE进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。二、实验原理概要在“电路”课中已经学过,对于电阻电路,可以用直观法(支路电流法、节点电压法、回路电流法)列写电路方程,求解电路中各个电压和电流。PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时,首先在capture环境下编辑电路,用PSPICE的元件符号库绘制电路图并进

2、行编辑、存盘。然后调用分析模块、选择分析类型,就可以“自动”进行电路分析了。需要强调的是,PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的,因此,在绘制电路图时,一定要有参考节点(即接地点)。此外,一个元件为一条“支路”(branch),要注意支路(也就是元件)的参考方向。对于二端元件参考方向定义为正端子指向负端子。直流工作点分析是指在给定了直流电源的情况下,分析电路上各节点电压与各支路电流的数值。进行直流工作点分析时,PSpice会将电路中的电容开路,电感短路,对各个信号源取其直流电平值,然后用迭代的方法计算电路的直流偏置状态。直流工作点分析又称为OP分析。直流扫描分析是指将电

3、路中某一参数作为输入变量(称为自变量),以某一个电压或电流为输出变量(称为参变量),对自变量在其变化范围内的每一个取值,计算输出变量的变化情况。直流扫描分析在分析放大器的转移特性、逻辑门的高低逻辑阈值等方面有很大作用。直流扫描分析简称DC分析。三、实验设备个人计算机、OrCAD/PSpice9.2软件。一、实验内容(一)求解图2-1所示电路各节点电压和各支路电流。图2-1操作步骤如下:1、绘制电路图:(1)启动Orcadcapture,新建工程Project,选项框选择AnalogorMixedA/D。在下一页面类型选择为createablankproject。(2)在PageEditor

4、窗口上点击Place/Part或右侧快捷键。(3)首先增加常用库,点击AddLibrary,将常用库添加进来。本例需添加Analog(包含电阻、电容等无源器件),Source(包含电压源、电流源等电源器件)。在相应的库中选取电阻R,电流源IDC。点取Place/Ground选取0/Source以放置零节点(每个电路必须有一个零节点)。(4)移动元器件到适当位置,右键单击器件进行适当旋转,点击Place/Wire或快捷键将电路连接起来如图2-1所示。(5)双击元器件或相应参数修改名称和值。(6)保存原理图。2、仿真(1)点击Pspice/NewSimulationProfile,输入名称(例

5、如输入DC1);(2)在弹出的窗口中,选择BasicPoint分析类型进行模拟仿真分析。(3)点击PSpice/Run(快捷键F11)或工具栏相应的按钮。(4)如原理图无错误,则显示PSpiceA/D窗口。在本例中未设置其它分析,窗口无显示内容,关闭该窗口。(5)在原理图窗口中点击工具栏按钮,图形显示各节点电压和各元件电流值(该工具栏仅用于直流分析)如图2-2所示:3、查看.out文件(view/outputfile)图2-2(二)对图2-3电路进行以下两方面的分析:1、直流工作点分析,即求各节点电压和各元件电压和电流。2、直流扫描分析,即当电压源VS1的电压在0~12V之间变化时,求负载

6、电阻RL中电流I(RL)随电压源VS1的变化曲线。图2-3操作步骤如下:1、绘制电路图2、仿真(1)直流工作点分析:(步骤如上所述)(2)直流扫描分析:A)单击PSpice/EditSimulationProfile,打开分析类型对话框,以建立分析类型。在Analysistype栏选取“DCSweep”,Options选项中采用默认PrimarySweep,在右边选项中,对图三电路设置为:“Sweepvariable”选择“VoltageSource”,“Name”输入“Vs1”;“SweepType”选择“Linear”;“Start”输入“0”,“End”输入“12”,“Increme

7、nt”输入“0.5”。B)运行PSPICE的仿真计算程序,进行直流扫描分析。C)打开PSpiceA/D窗口,添加输出变量。对于图2-3电路,电压源VS1的电压已设置在0到12V之间变化,显示的波形就是负载电阻RL的电流I(RL)随VS1变化的波形,见图2-4所示。图2-4自行修改自变量参数,观察输出波形。五、实验总结总结利用Pspice软件进行电路仿真操作的基本步骤。六、实验心得

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