PSpice直流仿真(一)

PSpice直流仿真实践（1）
使用PSpice软件最终目的就是对各种电路进行仿真分析。

本章列举了各种模拟电路PSpice仿真实践的例子，读者通过这些例子，可以进一步体会PSpice 的应用特点和强大的电路分析能力。

PSpice可以对以下类型的电路进行仿真分析：直流电路、交流电路、电路的暂态、模拟电子电路、模拟电路、数模混合电路。

一、直流工作点分析语句
此语句规定计算并打印出电路的直流工作点(又称直流偏置点)。

这时电路中的电感按短路、电容按开路处理。

设置了该语句，输出文件可打印所有节点电压、所有电压源的电流及电路的直流功耗、所有晶体管各极的电流和电压、非线性受控源的小信号(线性化)参数。

注意：
无论输入文件中有无.OP语句，程序在进行直流、交流和暂态分析时，都要自动进行直流偏置点分析。

只是没有.OP语句时，输出文件只打印所有节点电压和所有电压源的电流及电路的直流功耗三项内容。

二、直流扫描分析语句
直流分析语句用于对电路作直流分析。

语句在执行过程中，对指定的变量在指定的范围内进行扫描，每给一个变量的扫描点，就对电路进行一次直流分析计算，计算内容是节点电压和支路电流。

直流分析语句可对如下变量进行扫描：
●电源：任何独立电压源和独立电流源的电流、电压值均可设为扫描变量。

●模型参数：在.MODEL语句中描述的模型参数均可设为扫描变量。

●温度：设置TEMP作为扫描变量时，对每个扫描变量值，电路元器件的
模型参数都要更新为当时温度下的值，所以执行该分析程序就是分析了
扫描温度下的电路的直流特性。

●全程参数：扫描变量使用关键字PARAM，后跟参数名。

按照.PARAM
的定义，该扫描变量就为全程参数。

说明：对哪个变量扫描，该变量就是自变量，即Probe输出图形的横坐标。

直流分析语句格式：
分析语句对变量扫描时有四种扫描方式，它们是：
LIN：线性扫描，每一个扫描点和它前后扫描点之间的距离是相等的。

每两个相邻扫描点间的距离为扫描增量。

OCT：2倍频程扫描，扫描变量按2倍频程的规律进行对数扫描，本次频程中对扫描量取扫描点的间隔是上次频程中对扫描量取扫描点间隔的2倍：也就是说，本次扫描的范围是上一次扫描范围的2倍，但扫描点数不变。

DEC：10倍频程扫描，扫描变量按10倍频程的规律进行对数扫描，本次频程中对扫描量取扫描点的间隔是上次频程中对扫描量取扫描点间隔的10倍；也就是说，本次扫描的范围是上一次扫描范围的10倍，但扫描点数不变。

LIST：列表扫描，对指定的扫描变量列表值进行扫描计算。

直流分析语句格式扫描类型(<sweep type>)是LIN(线性扫描)、OCT(2倍频程扫描)、DEC(10倍频程扫描)、LIST(列表扫描)中的一种，如果这一项省略，程序默认为LIN扫描。

如果是列表扫描，这一项放在整个语句的最后面。

扫描变量名(sweep variable name)：独立电压源、电流源的名字或参数名，以及模型参数名、G参数（由.PARAM 语句定义过的参数为G参数）和TEMP(环境温度)等，均可为扫描变量名。

开始值(start-value)：扫描变量的起始值，即扫描从这个值开始。

终值(end-value)：扫描变量的终了值，扫描至这个值后，扫描结束。

从开始值到终值这一范围为扫描区间。

扫描值类型(sweep-value-type)：在线性类型(LIN)扫描中，扫描值类型为增量形式，即设扫描步长；在对数类型(OCT、DEC)扫描中，扫描值类型为扫描点数形式，即在每个频程段内扫描多少个点。

嵌套扫描设置说明(<nested sweep specification>)：在．DC分析中，允许进行嵌套扫描，所谓嵌套扫描是指在同一语句设置了一个扫描源后，还可以设置另一个扫描源。

当设置了第二个扫描源以及相关参数后，对于第二个扫描源中的每一个值，程序都将第一个扫描源在其扫描范围内扫描一遍，并产生一个完整的PRINT表和PLOT图，这在计算器件的输出特性曲线族时是很有用的。

应用举例：
.DC VIN -5V 10V 0.25
上面这条语句的含义是将电压源VIN以增量0.25V在-5V～10V的范围进行线性直流扫描分析。

.DC VIN -0.25 5.0 0.25 Iin 0mA 1mA 100uA
这是一个带有嵌套的线性直流扫描语句，对于电流源Iin以增量100μA，在0mA～1mA的范围内的每一个值，电压源VIN都以0.25V的增量，在-0.25V～5v的范围内做一次线性直流扫描分析。

.DC RES RMOD(R) 0.9 1.1 0.001
这条语句是指对电阻模型参数R进行扫描，扫描的初值是0.9，终值是1.1，描增量为0.00l。

.DC DEC NPN QFAST(IS) 1E-18 1E-14 5
这条语句是指对三极管的模型参数IS以10倍频程的规律进行对数扫描，扫描的初值是1E-18，扫描终值是1E-14，在每个频程段内的扫描的点数为5。

.DC TEMP LIST 0 20 27 50 80 100
对温度进行列表扫描，扫描值是0、20、27、50、80、100。

例1：有一直流电路如图1所示，
试求电路中电流IL。

电路描述文件：（eg1.Cir）
EXAMPLE 1
R5 1 2 8
R3 2 3 4
RL 2 4 3
R4 3 0 20
R2 4 0 3
VS 1 0 DC 16
IS 3 4 DC l
.DC VS 0 16 16
.PRINT DC I(RL)
.PLOT DC I(RL)
.OP
.END
在该程序中对直流电压源Vs进行扫描，扫描间隔为16V，所以将来的输出文件中的分析结果的IL数据就只有对应于当Vs为0V和Vs为16V的值了。

我们只取对应于Vs为16V时的IL值，即为本题的答案。

仿真分析的结果可在File-BrowseOutput菜单下观看。

下面就是结果：
VS I(RL)
0.000E+00 -6.667-E01
1.600E+01 3.333E-01
为了检测某个支路的电流，可以在电路中插入一个零值电压源，在Pspice 中这样的电压源可以当作电流表。

因为零值电压源相当于短路线，对电路的工作不回产生任何影响。

（利用电压源做电流表）
为了检测某开路电压，可以在电路中插入一个零值电流源。

在Pspice中这样的电流源可以当作电压表。

因为零值电流源相当开路，对电路的工作不回产生任何影响。

（利用电流源做电压表）
+ V —+ Vo -
上机作业：
Ω
Ω+
4
+
V
—
1．直流电路如图所示，试求节点电压V(2)。

R2I 1
I 2 25A
I 3
50A
2. 电路如图所示，试验证基尔霍夫电流、电压定律。

（试证明，流入节点0的电流代数和为零；节点0，1，2，3，0构成的回路电压降代数和为零。

）
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