实验二 直流工作点分析和直流扫描分析

实验二实验二 直流工作点分析和直流扫描分析直流工作点分析和直流扫描分析 1 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 2 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 3 实验设备 个人计算机 OrCAD PSpice9 2 软件 4 实验内容 一 一 求解图求解图 2 1 所示电路各节点电压和各支路电流 所示电路各节点电压和各支路电流 R1 1 0 R2 1 Idc2 4A Idc1 2A R3 3 图 2 1 操作步骤如下 1 绘制电路图 1 启动Orcad capture 新建工程Project 选项框选择Analog or Mixed A D 在下一页面类型选择为create a blank project 2 在Page Editor窗口上点击Place Part或右侧快捷键 3 首先增加常用库 点击Add Library 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 New Simulation Profile 输入名称 例如输入DC1 2 在弹出的窗口中 选择Basic Point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PSpice A 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 output file 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 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 直流扫描分析 即当电压源VS1的电压在的电压在0 12V之间变化时 求负载电之间变化时 求负载电 阻阻RL中电流中电流I RL 随电压源随电压源VS1的变化曲线 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 Edit Simulation Profile 打开分析类型对话框 以建立分析 类型 在Analysis type栏选取 DC Sweep Options选项中采用默认Primary Sweep 在右边选项中 对图三电路设置为 Sweep variable 选择 Voltage Source Name 输入 Vs1 Sweep Type 选择 Linear Start 输入 0 End 输入 12 Increment 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PSpice A 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