基于pspice的电路仿真实验设计

目 录第一章pspice简介（4）1.1 PSPICE的起源与发展（4）1.2 PSPICE仿真软件的优越性（6）1.3 PSPICE的组成（7）第二章pspice中的电路元器件介绍（9）2.1. 电阻、电容和电感(11）2.2 有源器件(11)2.3 信号源及电源(11)第三章pspice的仿真（12）3.1 pspice的仿真功能（12）3.2 pspice软件的仿真步骤（15）3.3 pspice仿真使用中应主义的问题（15）第四章 实验设计（16）4.1 实验一：二极管整流电路仿真（16）4.2 实验二：555定时器组成的单稳态触发器（18）第五章 结束语及感想（21）参考文献（22） 摘要： 在众多的仿真软件中，PSpice软件以其强大的仿真设计应用功能，在电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的使用。PSpice及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处。本论文首先简要介绍了PSpice软件的基本功能和特点以及软件的基本操作方法，然后从电路分析的具体实验给出了的PSpice具体操作步骤，接着进行了电子电路应用系统的设计与仿真，并通过精确的仿真结果进一步体现了仿真PSpice软件的优越性，同时也反映了仿真实验在当今电路设计中的重要意义。 第一章 Pspice简介 1.1 Pspice简介Pspice是由Spice发展而来的用于微机系列的通用电路分析软件。Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校开发的电路仿真程序。随后，版本不断更新，功能不断完善。目前广泛使用的Pspice(P：Popular)软件是美国Microsim公司于1996年开发的基于Windows环境的仿真程序。它主要用于电子电路的仿真，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成网表，模拟和计算电路的功能，不仅可以对模拟电子线路进行不同输入状态的时间响应、频率响应、噪声和其他性能的分析优化，以使设计电路达到最优的性能指标，还可以分析数字电子线路和模数混合电路，被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。 1.2 PSPICE的起源与发展用于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式版SPICE 2G在1975年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年，加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写， 并由MICROSIM公司推出。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件，在SPICE的基础上做了大量实用化工作，从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。 PSPICE采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正 式合并，自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。不久之后，ORCAD公司已正式推出了ORCAD PSPICE Release 10.5，与传统的SPICE软件相比，PSPICE 10.5在三大方面实现了重大变革：首先，在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；第二，不但能够对模拟电路进行，而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真；第三，集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。PSPICE软件的使用已经非常流行。在大学里，它是工科类学生必会的分析与设计电路工具；在公司里，它是产品从设计、实验到定型过程中不可缺少的设计工具。1.3 PSPICE仿真软件的优越性PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。这些特点使得PSPICE受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎，国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。 电路设计软件有很多，它们各有特色。如Protel和Tango，它对单层/双层电路板的原理图及PCB图的开发设计很适合，而对于布线复杂，元件较多的四层及六层板来说ORCAD更有优势。但在电路系统仿真方面，PSPICE可以说独具特色，是其他软件无法比拟的，它是一个多功能的电路模拟试验平台，PSPICE软件由于收敛性好，适于做系统及电路级仿真，具有快速、准确的仿真能力。（1）图形界面友好，易学易用，操作简单由Dos版本的PSPICE到Windows版本的PSPICE，使得该软件由原来单一的文本输入方式而更新升级为输入原理图方式，使电路设计更加直观形象。PSPICE 60以上版本全部采用菜单式结构，只要熟悉Windows操作系统就很容易学，利用鼠标和热键一起操作，既提高了工作效率，又缩短了设计周期。即使没有参考书，用户只要具备一定的英语基础就可以通过实际操作很快掌握该软件。 （2）实用性好，仿真效果好 在PSPICE中，对元件参数的修改很容易，它只需存一次盘、创建一次连接表，就可以实现一个复杂电路的仿真。如果用Protel等软件进行参数修改仿真，则过程十分繁琐。在改变一个参数时，哪怕是一个电阻阻值的大小都需要重新建立网络表的连接，设置其他参数更为复杂。 （3）功能强大，集成度高在PSPICE内集成了许多仿真功能，如：直流分析、交流分析、噪声分析、温度分析等 ，用户只需在所要观察的节点放置电压（电流）探针，就可以在仿真结果图中观察到其“电压（或电流）-时间图”。而且该软件还集成了诸多数学运算，不仅为用户提供了加、减、乘、除等基本的数学运算，还提供了正弦、余弦、绝对值、对数、指数等基本的函数运算，这些都是其他软件所无法比拟的。 另外，用户还可以对仿真结果窗口进行编辑，如添加窗口、修改坐标、叠加图形等 ，还具有保存和打印图形的功能，这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快捷、简便的方法。因此，Windows版本的PSPICE更优于Dos版本的PSPICE，它不但可以输入原理图方式，而且也可以输入文本方式。无疑是广大电子电路设计师的好帮手。1.4 PSPICE的组成PSPICE主要包括Schematics、Pspice、Probe、Stmed（Stimulus Editor）、Parts等5个软件包。其中：1.Schematics是一个电路模拟器。它可以直接绘制电路图，自动生成电路描述文件；并可对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、环境温度分析、蒙特卡罗分析和灵敏度分析等多种分析；而且还可以对元件进行修改和编辑。2.Pspice是一个数据处理器。它可以对在Schematics中所绘制的电路进行模拟分析，运算出结果并自动生成输出文件和数据文件。3.Probe是后处理器，相当于一个示波器。它可以将在Pspice运算的结果在屏幕或打印设备上显示出来。模拟结果还可以接受由基本参量组成的任意表达式。4.Stmed是产生信号源的工具。它在设定各种激励信号时非常方便直观，而且容易查对。5.Parts是对器件建模的工具。它可以半自动地将来自厂家的器件数据信息或用户自定义的器件数据转换为Pspice中所用的模拟数据，并提供它们之间的关系曲线及相互作用，确定元件的精确度。 下面我们就以模拟电子线路中的最为简单的二极管整流电路为例，详细介绍其操作过程来了解PSPICE在模拟电子电路仿真中的应用方法，并举一反三，进一步学习该软件并探索其应用技巧。1.编辑原理图首先在Windows界面下的PSPICE程序组中双击Schematics，进入原理图编辑。用鼠标单击绘制（Draw）中的取新元件（ Get New Part）项，再单击对话框中元件（Libraries）的浏览（Browse）。从Analog.slb中取出电阻R，系统自动命名为R1；从Sourse.slb中取出正弦电压源VSIN，系统自动命名为V1；从Eval.slb中取出二极管D1N914，系统自动命名为D1；从Port.slb中取出地线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，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R1：Value电阻值为100。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）中的设置（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2s；然后退出，再用鼠标单击Analysis中的Library and Include Files，将二极管所在的元件库Eval.lib加入Library Files一栏中，这样设置就完毕了。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（Electrical Rule Check），如有错误将给出提示。最后就可以点中Analysis中的仿真计算Simulate（或按快捷键F11）进行仿真。在仿真过程中，会看到界面。计算结束，可点中该界面的File下的Examine Output检查仿真结果。PSPICE是计算机辅助分析设计中的电路模拟软件。它主要用于所设计的电路硬件实现之前，先对电路进行模拟分析，就如同对所设计的电路用各种仪器进行组装、调试和测试一样，这些工作完全由计算机来完成。用户根据要求来设置不同的参数，计算机就像扫描仪一样，分析电路的频率响应，像示波器一样，测试电路的瞬态响应，还可以对电路进行交直流分析、噪声分析、Monte Carlo统计分析、最坏情况分析等，使用户的设计达到最优效果。以往一个新产品的研制过程需要经过工程估算，试验板搭试、调整，印刷板排版与制作，装配与调试，性能测试，测试指标不合格，再从调整开始循环，直至指标合格为止。这样往往需要反复实验和修改。而仿真技术可将“实验”与“修改”合二为一。为确定元件参数提供了科学的依据。它的优点主要有： (1)为电路设计人员节省了大量的时间。 (2)节省了各种仪器设备。 (3)生产产品一致性好、可靠性高。 (4)产品的更新率高、新产品投放市场快等。 PSPICE程序采用改进节点法列电路方程，用牛顿-莱普生方法的改进算法进行非线性分析，用变节步长的隐式积分法进行瞬态分析，在求解线性代数方程组时，采用了稀疏矩阵技术。第二章 PSPICE中的电路元器件介绍在运行于Windows环境下的PSPICE中，均采用图形方式描述需要仿真的电路。即在PSPICE提供的绘图编辑器中，画出电路图，并将其存为扩展名为sch的图形文件（计算机自动生成扩展名）。电路中用到的元器件、电源和信号源可从PSPICE提供的库中直接调用。 一个完整的电路，不仅包括电路的结构，而且还包含各元器件、信号源及电源的有关参数。电路的结构可以通过元器件符号以及它们之间的连线来描述；而参数则是在元件属性（Attributes）中描述的。描述一个元器件通常包括元器件符号名称、元器件在电路中的标号、元器件参数值等几部分内容。由于有源器件的参数较多，它们不直接在属性中给出，而是用专门的模型（Model）来描述，属性中只给出它的模型名称。仿真时，PSPICE从模型库中调出该元器件的参数值进行仿真。下面对电路元件的描述作进一步的介绍。表1.3.1类型名称描述关键词元器件类型RESR电阻器CAPC电容器INDL电感器DD二极管NPNQNpn BJT 三极管PNPQPnp BJT 三极管LPNPQ横向pnp BJT三极管COREK非线性磁芯（变压器）VSWITCHS电压控制开关ISWITCHW电流控制开关DINPUTN数字输入器件DOUTPUTO数字输出器件UIOU数字输入输出模型UGATEUGATE标准门UTGATEU三态门UEFFU边沿触发器UGFFU门触发器UWDTHU脉宽校验器USUHDU复位和保持校验器UDLYU数字延迟线2.1. 电阻、电容和电感在符号库（*.slb）中分别用关键字R、C和L来标识电阻、电容和电感元件（PSPICE中的元器件关键字见表1.3.1所示）。在电路中以关键字开头，后跟长度不超过8个字符的字母或数字作为它们的标号。例如，R2、Ce、L5。它们的参数在元件属性的VALUE项中定义。例如，VALUE=10k。另外，在IC项中还可以设置电容的初始电压和电感的初始电流。R、C和L是不带模型的元件，因此，在做统计分析时必须将它们换成具有模型的元件，如Rbreak、Cbreak和Lbreak分别是带模型的电阻、电容和电感元件。2.2 有源器件有源器件在符号库中的名称（NAME）通常以关键字开头，后跟长度不超过8个字符的字母或数字命名，如Q2N2222表示一种NPN型BJT。74系列的数字集成电路芯片以它们的型号作为元器件名称。有源器件的参数均在它们的模型中描述。在PSPICE中是按器件类型（DEVICE-TYPE）来建立模型的，这些类型如表1.3.1所示。同一类型的器件有相同的模型结构，只是具体参数值有所不同。例如，Q2N2222和Q2N3904均属NPN型BJT。在模型库中，有源器件的模型名称（MODELNAME）与符号库中器件名称的命名方法类似。符号库（扩展名为slb的磁盘文件）与模型库（扩展名为lib的磁盘文件）是通过模型名称建立联系的。例如，Q2N2222、Q2N2222-X。电路仿真的精度主要由元器件所选用的模型和模型参数来决定。PSPICE中选用了较精确的模型，其模型参数也很多，在多数情况下，可以忽略其中许多参数。PSPICE在分析时使用这些参数的缺省值（default value 计算机自动给出的值，也称为默认值）。2.3 信号源及电源在电路描述中，信号源和电源是必不可少的。实际上电源可以看作是一种特殊的信号源。在PSPICE中，信号源被分为两类：独立源和受控源。表1.3.3给出了几种主要独立源。在类型名前加V表示电压源，加I表示电流源。 信号源的参数可在其属性中定义。例如，脉冲源的初始电压V1、脉冲电压V2、延迟时间TD、上升时间TR、下降时间TF、脉冲宽度PW、周期PER等，均可在其属性窗中赋值。1.3.3 几种主要的独立源类型名 电源及信号源类型 应用场合 DC 固定直流源 直流电源、直流特性分析AC 固定交流源 正弦稳态频率响应SIN 正弦信号源瞬态分析、正弦稳态频率响应PULSE 脉冲源 瞬态分析 PWL 分段线性源 瞬态分析SRC 简单源当作AC、DC或瞬态源表1.3.4 受控源元器件描述关键词受控源类型 E 电压控制电压源 F 电流控制电流源G 电压控制电流源H电流控制电压源第三章 pspice的仿真 3.1 pspice的仿真功能 PICE程序的主要功能有非线性直流分析、非线性暂态分析、线性小信号交流分析、灵敏度分析和统计分析。 （1）直流分析非线性直流分析功能简称直流分析。它是计算直流电压源或直流电流源作用于电路时电路的工作状态。对电路进行的直流分析主要包括直流工作点分析、直流扫描分析和转移函数分析。 直流工作点是电路正常工作的基础。通过对电路进行直流工作点的分析，可以知道电路中各元件的电压和电流，从而知道电路是否正常工作以及工作的状态。一般在对电路进行仿真的过程中，首先要对电路的静态工作点进行分析和计算。 直流扫描分析主要是将电路中的直流电源、工作温度、元件参数作为扫描变量，让这些参量以特定的规律进行扫描，从而获取这些参量变化对电路各种性能参数的影响。直流扫描分析主要是为了获得直流大信号暂态特性。 与直流扫描分析相类似的还有温度分析。在这种分析过程中，将电路的温度作为扫描变量进行分析。因为电路的主要器件的特性都是与温度有关的，所以这就为分析电路在环境变化是的工作情况提供了一种非常有用的工具。特别重要的是，通过这种分析，我们可以预测电路在某些特殊环境如极端温度条件或极端电源电压条件或元件开路短路条件下电路的工作情况，从而在进行电路设计时采取必要的预防措施。 （2）暂态分析非线性暂态分析简称为暂态分析。暂态分析计。算电路中电压和电流随时间的变化，即电路的时域分析。这种分析在输入信号为时变信号时显得尤为重要。时域分析是指在某一函数激励下电路的时域响应特性。通过时域分析，设计者可以清楚地了解到电路中各点的电压和电流波形以及它们的相位关系，从而知道电路在交流信号作用下的工作状况，检查它们是否满足电路设计的要求。 （3）交流分析线性小信号交流分析简称为交流分析。它是SPICE程序的主要分析功能。它是在交流小信号的条件下，对电路的非线性元件选择合适的线性模型将电路在直流工作点附近线性化，然后在用户指定的范围内对电路输入一个扫频信号，从而计算出电路的幅频特性、相频特性、输入电阻、输出电阻等。这种分析等效于电路的正弦稳态分析即频域分析。频域分析用于分析电路的频域响应即频率响应特性。这种分析主要用于分析电路的幅频特性和相频特性。 小信号转移特性分析主要分析在小信号输入的情况下，电路的各种转移函数，通常分析的是电路的电压放大倍数。 噪声分析是电路设计的重要内容之一。在模拟电路中，无源器件和有源器件均会产生噪声，主要包括电阻上产生的热噪声，半导体器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。在噪声分析时，将元件的噪声等效为一个输入信号进行交流分析。通过噪声分析可以计算出各器件在某一输出节点产生的总噪声以及某一输入节点的等效输入噪声。从而可以分析一个电路产生噪声的主要来源，采取一定的电路设计措施来减小噪声的影响。 （4）灵明度分析灵敏度分析包括直流灵敏度分析和蒙特卡罗分析两种。 直流灵敏度分析业称为灵敏度分析。它是在工作点附近将所有的元件线性化后，计算各元器件参数值变化时对电路性能影响的敏感程度。通过对电路进行灵敏度分析，可以预先知道电路中的各个元件对电路的性能影响的重要程度。对于那些对电路性能有重要影响的元件，要在电路的生产或元件的选择时给予特别的关注。 （5）统计分析统计分析主要包括蒙特卡罗分析和最坏情况分析。蒙特卡罗分析是在考虑到器件参数存在容差的情况下，分析电路在直流分析、交流分析或暂态分析时电路特性随器件容差变化的情况。另一种统计分析是最坏情况分析，它不仅对各器件参数的变化逐一进行分析，得到单一器件对电路性能的灵敏度分析，同时分析各器件容差对电路性能的最大影响量(最坏情况分析)，从而达到优化电路的目的。 PSPICE10.5个人认为它最为突出之处，是改进了其9.2版本，使绘制电路，以及仿真算法更加优化，更加节省时间（以前进行1S的仿真如果取点ms级，那将是非常恐怖的事情），而且蒙特卡罗分析和最坏情况分析有助于我们模拟在不同温度和环境，以及元件损坏的情况下电路的实现过程及结果，那么我们就知道电路的弱点，以及电路中的最重要元件，就可以相应的对其采取保护、散热等措施。 3.2 pspice软件的仿真步骤a）启动Schematics程序项；b）调用元件库中元件；c）画电路图；d）编辑元件属性；e）检查电路生成网表；f）确定分析类型；g）进行仿真；h）Probe输出。3.3 pspice仿真使用中应主义的问题 在使用PSPICE软件仿真时常会碰到按常规方法所绘制的电路图不能在该平台上正常运新的情况。其原因虽然是多方面的，但最关键一点是应该使用该软件相关的规定。例如，在以PSPICE软件为内核的虚拟电子工作平台上，要求每个节点至少应接两个元件，既不能有悬节点；为了对电路进行分析，PSPICE还规定，每个节点必须有一条通向地节点的直流通路，有时电路中并不能满足，如某些滤波电路，在这种情况下，只要连接一个非常大的电阻到地，以提供一条直流通路；在用PSPICE设计电路中，不允许存在悬空的原件端口，如电阻，电容，电感等器件端口；数字集成电路的输出端引脚因不用而造成悬空，在实际电路设计时，通常将其通过电阻或电容接地，但在虚拟电子平台上最好用专用符号与之连接。 以PSPICE软件为内核的虚拟电子工作平台具有软件易于掌握，电路方正功能强，通用性好等特点，但要真正达到利用好该软件进行电子电路的仿真分析与设计的目的，必须具备熟练使用该软件的能力，扎实的电子电路方面的理论知识和较丰富的电路设计经验。例如在由555定时器构成的多谐振荡器电路中如果不清楚实际电路起振的原因则很难在仿真过程中出现的问题。只有在熟悉该平台的使用规则，克服按常规方法绘制电路图的习惯的基础上，结合实际电路多练习，才能有效解决上述出现的这些问题。 基于PSPICE的电路仿真分析与设计为电子系统的设计和电子产品的开发提供了一种全新的设计手段和便捷饿途径，大大提高了设计效率，减少了设计缺陷。用PSPICE软件分析电路，弥补了传统电路分析方法的不足，时电路分析与设计人员的一项强有力工具.第四章 试验设计4.1实验一；二极管整流电路仿真。 实验目的：使大家了解PSpice在模拟电子电路仿真中的应用方法。实验步骤：（1） 绘制电路原理图（如下图175所示） 图175电路原理图 首先在Windows界面下的PSpice程序组中双击Schematics，进进原理图编辑。 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VSIN，系统自动命名为V1；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(Vamp1)为10；频率(Freq)10K；电阻R1：Value电阻值为100。 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LABEL 内输进数字（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，终极时间Final Time设为1ms，计算步长设为2s。 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（Electrical Rule Check），如有错误将给出提示。 最后就可以点中Analysis中的仿真计算Simulate（或按快捷键F11）进行仿真。计算结束，可点中该界面的File下的Examine Output检查仿真结果。 （3）波形显示 计算结束后，进进Probe（可通过主菜单的选项Options设置自动进进，也可选Analysis=Run Probe运行），选择Trace=Add，在给出的菜单中选ID1（电流）、V1和V2（分别为节点1、2的电压），就可以看到它们的波形，如图176所示。4.2 实验二；555定时器组成的单稳态触发器在电子电路设计过程中，根据给定的功能和技术指标，确定最佳设计方案(包括电路结构和元件参数)时，检验设计是否满足预定要求的传统方法是，用人工对电路进行估算并在实验板上组装电路进行实际测试。这一过程往往需要反复多次才有可能得到最佳方案。随着电路规模的增大，这种方法无论在分析精度、花费的人力、物力，还是在时间等方面均难以与实际要求相适应。而利用Pspice仿真软件便可以从根本上改变这种传统的作法。它可以根据电路的结构和元器件参数，对电路进行仿真，在计算机屏幕上，方便地修改电路结构及参数，反复测试、观察输出波形，以满足设计要求为止，以获得电路的最佳技术指标，从而可以快速、方便、精确地评价电路设计的正确性，节省大量的时间和费用。同时，还可以进行传统方法难以进行或无法进行的容差分析、灵敏度分析、最坏情况分析、温度特性分析等，可以方便地进行多种设计方案的比较和优选 ，从而选择最佳的设计方案，进一步提高电路设计的质量，达到优化电路设计的目的。 以下是由555定时器组成的单稳态触发器的分析、设计及仿真过程：(1) 在Pspice中的“Schematics”中找出相应的元器件。(2) 按照555的使用电路连接好电路图如图1所示。 (3) 编辑元件的属性，如图中所示，其中触发信号采用脉冲信号，它的符号为vpusle，其波形由下式描述：vpusle（v1、v2、td、tr、tf、pw、per），其中v1为初始电压，v2为脉冲电压，td为延迟时间，tr为上升时间，tf为下降时间，pw为脉冲宽度，per为脉冲周期。本例采用负脉冲进行瞬态分析，其相应数值为：v112V、v20V、td10s、tr01ns、tf01ns、pw5s、per20ns，然后在菜单中单击“Anal ysis”选项，首先选“Electronic Rule Check”，此时提示你应先存盘，存完盘后就“Create Netlis t”，然后选择“Setup”选项中要仿真的类型，如：瞬态分析、交流分析、噪声分析、失真分析和灵敏度分析等，选择其中的参数，如：扫描间隔、扫描时间等。本例选择瞬态分析，时间增量为1ns，扫描时间为040s，最后按下“Simulate”（或按仿真图标）进行仿真，如果电路及设置没有错误，就形成一个Probe输出的图形画面，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。 图2为图1电路的工作波形，它们分别是脉冲信号、555定时器的2脚、5脚、6脚、3脚的波形。由图可知，输出脉冲幅度约为104V，脉宽tw117s，v0的上升时间tr40ns，下降时间tf20ns。可见555定时器在阻性负载的条件下，输出电压v0的上升沿及下降沿都很陡，可以满足一般应用的要求。由于输出脉宽tw与时间常数RtCt成正比，所以要改变输出脉宽tw应调节Rt，Ct。现选取Rt91k，Ct001F，计算得到输出电压v0的波形如图3所示，输出脉宽tw9984s，满足设计要求。此时扫描时间设为4ms，其脉冲源也相应地变为vpulse（12 0 01ms 1ns 1ns 05ms 2ms）。 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或“衡师院”。6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排，也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。7、文中引用某一公式时，应写成：“由式（5）可知”。8、文中表格可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，表序必须连续。文中引用表格时，“表”在前，序号在后，如：“见表8”。 表格格式可采用三线表，表格的名称和编号应居中，并位于表格上方，表序在前，表名在后，其中空一格，表名末不加标点符号。如： 9、文中插图都应有名称和序号，可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，图序必须连续。文中引用插图时，“图”在前，序号在后，如：“见图12”。图的名称和编号应居中并写于图的下方，图序在前，图名在后，其中空一格，末尾不加标点。如： 插图应用Word文档绘制，或用CAD绘制后插入，不得用铅笔、钢笔、圆珠笔等绘制（特殊情况除外）。10、“正文”中如对某一术语或情况需加解释而又不宜写入正文时，应在此“术语”或“情况”后引入注释符号，置于右上角，有多个注释时，应依次编号，如：、。11、参考文献的书写格式：参考文献采用宋体5号字。正文引用参考文献依次编序，其序号用方括号括起上标注出。如“效率可提高25%2”,表示此结果援引自文献2。各类参考文献的编排格式及示例如下：a. 专著、论文集、学位论文、报告序号作者.文献题名文献类型标识.出版地:出版者,出版年.起止页码.1刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录M.北京:高等教育出版社,1957,15-18.2辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集C.北京:中国社会科学出版社,19943张筑生.微分半动力系统的不变集D.北京:北京大学数学研究所,1983.4冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析R.北京:清华大学核能技术设计研究院.1997.b. 期刊文章序号作者.文献题名J.刊名,年,卷(期):起止页码.5何龄修.读顾城南明史J.中国史研究,1998,(3):167-173.6金显贺,王昌长,王忠东,等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术J.清华大学学报(自然科学版),1993,33(4):62-67.c. 论文集中的析出文献序号析出文献作者.析出文献题名A.原文献作者(任选).原文献题名C.出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码.7钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用A.赵玮.运筹学的理论与应用中国运筹学会第五届大会论文集C.西安:西安电子科技大学出版社,1996.468-471.d. 报纸文章序号作者.文献题名N.报纸名,出版日期(版次).8谢希德.创造学习的新思路N.人民日报,1998-12-25(10).e. 国际、国家标准序号标准编号,标准名称S.9GB/T 16159-1996,汉语拼音正词法基本规则S.f. 专利序号专利所有者.专利题名P.专利国别:专利号,出版日期.10姜锡洲.一种温热外敷药制备方案P.中国专利:881056073,1989-07-26.g. 电子文献序号作者.电子文献题名电子文献及载体类型标识.电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).11王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展EB/OL./pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04.12 万锦堃.中国大学党报论文文献(1983-1993).英文版DB/CD.北京:中国大百科全书出版社,1996.h. 各种未定义类型的文献序号作者.文献题名Z.出版地:出版者,出版年. 徐超.氧化锌的制备、改性及其光催化研究 学位论文硕士 2010:22-23贺敏强 表面分子印迹微/纳米复合材料的制备及其性能研究博士论文2012张邦文, 谢长生, 胡军辉, 王辉虎, 桂阳海. 金属纳米粒子在聚合物中的磁致排列实验及分子动力学模拟. 高等学校化学学报, 2006, 26(11): 2131-2134注：A-论文集中的文章；J期刊；C论文集；M书；N报刊；D学位论文；S标准；P专利；EB/OL电子文档参考文献与注释的区别参考文献是作者写作论文时所参考的文献书目,一般集中列表于文末；注释是对论文正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明，按序列在文末参考文献前。参考文献序号用方括号标注，注释用数学加圆圈标注（如、）。（二）毕业论文（设计）打印要求1、毕业论文（设计）应按规定格式用激光打印机单面打印，纸张大小一律使用国际标准A4型复印纸。2、页面设置：版心为297210mm；上下页边距均为3cm，左页边距为2.5cm,右页边距为2cm，装订边0.5cm；页码居中；其余设置采取系统默认设置。 3、论文题目：使用三号黑体字，加粗，居中放置。4、系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名（小四号宋体字，加粗），依次排印在论文题目下（上空二行，居中）。系 专业（学号）（姓名）指导教师5、摘要（上空二行，缩进2个汉字字符）中文摘要采用宋体五号字，英文摘要采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。摘要（宋体，五号字，加粗）（宋体五号字）6、关键词中文关键词采用宋体五号字，英文关键词采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。关键词（宋体，五号字，加粗）；（宋体五号字）7、目录每章题目用黑体字，每节题目用宋体字，并注明各章节起始页码，题目和页码用“”相连，如下所示：目 录（黑体四号字）（自然空二行）1. （1）（黑体小四号字）1.1 （2） （宋体五号字） 1.1.1 （6） （宋体五号字） 2. （40） （黑体小四号字） 8、正文字体要求每章题目左顶边、黑体四号字；每节题目左顶边、黑体小四号字；每小节题目左顶边、黑体小四号字。正文文字用宋体小四号汉字和小四号“Times New Roman”英文字体，每自然段首行缩进2个汉字字符。9、行间距要求正文行距设置：设固定值22磅。每章题目与每节题目之间的行距设置：段前1行、段后1 行。 每节题目与小节题目之间的行距设置：段后0.5 行。10、正文章节序号编制章，编写为：1. ，2.， 3.，。节，编写为：1.1、1.2，2.1、2.2。小节，编写为：1.1.1, 1.1.2。小节以下层次，先以括号为序，如（1），（2）；再以圈圈为序，如, 。正文字体、行间距要求及章节序号编制如下所示：1 （黑体四号字，段前1行、段后1行）1.1 （黑体小四号字，段后0.5行）- - - - - - - -（内容省略）- - - - - - （宋体小四号字，首行缩进2个汉字字符） 1.2 （黑体小四号字，段前0.5行、段后0.5行）- - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.1 （黑体小四号字） - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - - 22.1 - - - - - - - - -（内容省略） - - - - - - - - - - - - - - - - -2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - -11、毕业论文（设计）打印顺序依次为：论文题目 系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名 摘要 关键词 目录 正文 文后注（可