实验四_验证戴维南定理和诺顿定理.doc

实验四 验证戴维南定理和诺顿定理一、 实验目的 （1）进一步熟悉PSPICE 仿真软件中绘制电路图，初步掌握符号参数、分析类型的设置。（2）学习Probe窗口的简单设置。（3）加深对戴维宁定理与诺顿定理的理解。二、原理与说明 （1）进一步熟悉PSPICE 仿真软件中绘制电路图，初步掌握符号参数、分析类型的设置。（2）学习Probe窗口的简单设置。（3）加深对戴维宁定理与诺顿定理的理解。图4-1 实验原理与说明 图4-2 等效内阻的测量 三、 实验设备 个人计算机、OrCAD/PSpice9.2软件。 四、实验内容（1）测量有源一端口网络（如图4-3）等效入端电阻Req和对外电路的伏安特性。其中U1= 5V，R1= 100，U2= 4V，R2= 50，R3=150。（2）根据（1）中测出的开路电压UOC、输入电阻Req，组成图4-1(b) 的等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。（3）根据（1）中测出的短路电流ISC、输入电阻Req，组成图4-1(c) 的等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。图4-3 原理图五、实验步骤图4-4 绘制的电路图（1）在Capture环境下绘制图4-4电路原理图，包括取元件、连线、输入参数和设置节点等。分别编辑原电路、戴维宁等效电路和诺顿等效电路（等效参数待定，电压源和电流源默认值为0），检查无误后存盘。（2）为测量原网络的伏安特性，图4-4 中的RL是电阻值需改变。为此，RL 的阻值要在“PARAM”中定义一个全局变量var（参数值可任意选择如10、1k，同时把RL的阻值也设为该变量var。注：PARAM设置方法是从special库中选取PARAM放置在电路图上，双击该器件在属性栏左上角的New Column，输入名称var，值1k。如要显示该名称和值在电路图上，在数据栏上右键单击，修改display属性。（3）为测电路的开路电压UOC及短路电流ISC，设定分析类型为“DC Sweep”，扫描变量为全局变量var，并具体设置线性扫描的起点、终点和步长。因需要测短路电流，故扫描的起点电阻要尽量小，但不能是0。而欲测开路电压，扫描的终点电阻要尽量大。所以线性扫描的起点可设为1P，终点设为1G，步长设为1MEG，如图4-5。此时不需要中间数据，为了缩短分析时间，步长还可以设置大一些。图4-5 DC Sweep设置（4）启动分析后，系统自动进入Probe 窗口。启动分析后，系统自动进入Probe窗口。选择Plot=Add Plot to Window增加一坐标轴，选择Trace=Add Trace分别在两轴上加I(RL) 和V(RL:2) 变量，显示如图4-6。然后执行Trace=Cursor=Display 启动光标测量功能，从而读取电流的最大值和电压的最大值。通过读取波形测得I(RL)最大值即短路电流ISC=130mA，V(RL:2)最大值即UOC为3.5455V，则输入端电阻Req=3.5455/0.13=27.273。图4-6 开路电压和短路电流波形图回到绘图界面，按测得的等效参数修改电路参数值，如图4-7所示。图4-7 修改参数后的电路图重新设定扫描参数，扫描变量仍为全局变量var，线性扫描的起点为1P，终点为10K，步长为10K。重新启动分析，进入Probe窗口。选择Plot=Add Plot to window增加两个波形显示区， 选择Plot= Axis Settings （X坐标） =Axis Variable ，设置横轴为V(RL:2) ， 选择Trace=Add Trace分别在三个轴上加I(RL)、I(RLd)和I(RLn)变量。显示结果如图4-8。图4-8 原电路及等效电路外特性的显示结果选择Trace=Cursor=Display显示坐标值列表，点击I(RL)、I(RLd)和I(RLn)前面的小方块，数值列表中将显示相应坐标中的坐标值。用鼠标拖动十字交叉线，可显示不同电压时的相应电流值。六、思考与讨论1、 比较三条伏安