电子电路CAD技术项目8-电路仿真

电子电路CAD技术 项目 电路仿真 仿真实例分析 1单管放大电路仿真分析 工作点和瞬态分析仿真 电路仿真的第一步就是编辑仿真电路原理图 电路图中的所有元件必须采用具有仿真模型的原理图元件 具体操作过程如下 1 新建一个项目文件并保存 2 新建一个原理图文件并保存 3 添加仿真激励源库 请参考前面方法 4 放置仿真元件并连线 电路图中的所有元件必须采用具有仿真模型的原理图元件 电阻 Res2 和电容 CapPol3 在MiscellaneousDevices IntLib中 而三极管2N2896位于默认路径下Motorola目录中的MotorolaDiscreteBJT IntLib库文件中 它们只要设置好编号和参数即可 编辑仿真电路原理图 注意 除了著名厂商生产的三极管具有仿真模型外 一般的三极管 如常用的9013 9012等在元件库中都没有仿真模型 此时必须根据三极管的参数在具有仿真模型的三极管库 如MotorolaDiscreteBJT IntLib 中选取参数相近的三极管 怎样知道仿真三极管的参数呢 可以双击三极管打开三极管的属性对话框 在模型列表 Modelslist 下选中 Simulation 仿真模型 点击 Edit 编辑按钮 弹出如图所示的仿真模型参数编辑对话框 选择三极管的仿真模型 仿真三极管属性对话框 三极管仿真模型参数编辑对话框 仿真模型文件 在需要观察信号电压与波形的电路节点处放置网络标号 瞬态分析时 需观察电路中输入与输出信号波形 放置VIN VOUT网络标号 静态工作点分析时 需观察三极管B C E极电压 在三极管三个管脚处分别放置网络标号VB VC VE 具体放置位置如电路图所示 5 放置网络标号 放置仿真激励源的方法基本和仿真元件相同 激励源位于SimulationSources IntLib库中 图中激励源有两个 一个是直流电源 VSRC V1 一个是正弦波电压源 VSIN V2 激励源参数设置相对来说较复杂 直流电源参数设置方法是 在直流电源仿真参数设置框中 将 Value 项设为12V即可 正弦波激励源具体参数如下页图所示 前面三项依次设为0 1 0 此三项只在交流小信号分析时才起作用 与本次电路仿真瞬态分析中无关 其它几项除频率 Frequency 设为1kHz 振幅 Amplitude 为0 1V外 余下几项设为0就可以了 2 放置仿真激励源并设置参数 正弦波激励源参数设置 3 选择仿真方式和设置仿真常规参数 3 常规参数设置 瞬态分析仿真参数设置 任务2比例运算放大电路仿真 1 输入Frequency 1KHz Amplitude 1V的正弦波 求输出VOUT的波形 计算比例运算放大电路的放大倍数 2 分析R2在1K 10K范围内变化时 电路中放大倍数与R2的关系 3 分析在1Hz 1MHz频率范围内电路的幅频特性 需分析的参数 要输出VOUT的波形 必须进行瞬态仿真分析 而要分析电路中放大倍数与R2的关系 则可对R2进行参数扫描分析 而要分析电路的幅频特性必须采用交流小信号分析 2 任务分析 设置仿真常规参数 设置瞬态仿真分析参数 设置参数扫描仿真参数 设置交流小信号分析仿真参数 瞬态仿真分析结果 交流小信号分析仿真 电压放大倍数根据理想集成运放的特点 比例运放电路的放大倍数为 Au Uo Ui R2 R1 这样 本电路理论计算的放大倍数为 Au R2 R1 10K 1K 10 其中 号表示输出与输入信号相位相反 从瞬态仿真分析结果可以看出 输入VIN与输出信号VOUT均为正弦波 且相位相差180度 输入信号振幅VIN 1V 输入信号振幅VOUT 10V Au VOUT VIN 10 与理论计算结果相同 分析仿真结果 放大倍数与R2关系由比例运放电路的放大倍数计算公式可知 电压放大倍数Au由电阻R1及Rf大小决定 Au与R2成正比 与R1成反比 从瞬态仿真分析结果可以看出 当R2增大时 输出波形VOUT P1 VOUT P5幅度也逐步增大 表明电路的放大倍数Au随R2增大而增大 这与理论分析的结果是一致的 电路输出的幅频特性从交流小信号分析仿真中的VOUT可以看出 随着信