实验三 直流扫描分析
电路计算机仿真实验报告
电路计算机仿真分析实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、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、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。
二、原理与说明对于电阻电路,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。
对于二端元件的参考方向定义为正端子指向负端子。
三、示例实验应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。
图1-1 直流电路分析电路图R2图1-2 仿真结果四、选做实验1、实验电路图(1)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Us1的电压在0-12V之间变化时,求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。
IPRINT图1-3 选做实验电路图2、仿真结果Is21Adc1.000AVs35Vdc3.200A R431.200A23.20VVs47Vdc1.200A 0VR142.800AIs32Adc 2.000A12Vdc2.800AIIPRINT3.200A10.60V 12.00V Is11Adc 1.000A18.80V 28.80V15.60V3.600VR222.800ARL13.200A18.80VVs210Vdc2.800A Is53Adc3.000AI42Adc图1-4 选做实验仿真结果3、直流扫描分析的输出波形图1-5 选做实验直流扫描分析的输出波形4、数据输出V_Vs1 I(V_PRINT2)0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+009.000E+00 2.300E+001.000E+012.400E+001.100E+012.500E+001.200E+012.600E+00从图1-3可以得到IRL与USI的函数关系为:I RL=1.4+(1.2/12)U S1=1.4+0.1U S1 (公式1-1)五、思考题与讨论:1、根据图1-1、1-3及所得仿真结果验证基尔霍夫定律。
PSPICE课件精选之--直流特性扫描分析
电气与信息工程学院
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直流特性扫描分析
直流特性扫描分析(DC Sweep Analysis)是指电路中
的自变量(某一参数)在一定范围内变化时,对自变
量的每一个取值,计算电路的直流偏置特性(称为输
出变量)。
.DC
直流特性扫描分析ຫໍສະໝຸດ 电气与信息工程学院目录
例1
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例4
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例5
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电压源功率=I(V1)*V(3)=3.75W 电流源功率=V(1)*I(I1)=95W
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例2
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例3 对下图的网络中的电阻R2进行扫描。
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R2 Sweep V1 1 0 12 R1 1 2 1K R2 2 3 RMOD 100 R3 3 0 1K .MODEL RMOD RES(R=10) .DC V1 0 10 1 RES RMOD(R) 1 10 2 .PROBE .END
思考
1.例1 用文本如何描述?
DC Sweep5 V1 1 0 10V R1 1 0 1K .DC V1 0 10 0.1 .PROBE .END
2.例2用文本如何描述?
CAAC实验报告第3次参考答案
计算机辅助电路分析第3次上机报告1.采用Multisim 设计实验, 求解下图电路的戴维宁等效模型。
要求画出实验接线图, 写出计算过程, 画出戴维宁等效电路。
分析调节 为何值时 。
提示:(1)利用“parameter sweep ”功能。
(提示:在“more option ”中设置“DC Operating Point ”, 分析范围1-150V ) (2)利用“DC sweep ”功能。
求解戴维宁等效模型的电路图(见3-1a.msm ):V11 VR11R22R33V20.3333 V1I12 A/AI235XMM14V U oc 1= A I SC 2.0= Ω==52.01eq R2) 绘制戴维宁等效模型(见3-1b.msm )Uoc 1 VReq 5213)parameter sweep: (见3-1c.msm)4)“DC sweep”: (见3-1c.msm)注: 本题在求解戴维宁模型时也可以采用图3-1c.msm, 这时需要对4Ω电阻设置开路故障(fault>open)Conditions ”设置为“User-Defined ”, 仿真时间[0 2])图1解: Multisim 电路模型如下: (见3-2.msm )ANSI 符号标准:I14 AL12 HR14 V110123DIN 符号标准:I14 AV110IL12 HR14231i L (t )仿真波形如下:注: 波形图可以直接在仿真窗口右键Copy或Edit菜单Copy后粘贴得到本题点评:1)动态元件初始值的设定方法。
分析时初始条件的选择。
User defined 或??2)电流控电压源的连接3)仿真时间的设置, 一般4~5τ即可。
(1) 3.电路如图所示, R1=6.2ohm, R2=2.0ohm, C1=1.8uF, L1=30mH。
(2)f=50Hz, 用示波器观测电路的性质(电容性, 电感性, 电阻性)。
(3)用“AC Analysis”作出幅频和相频特性图, 找出并联谐振频率。
CAD课程实验结果报告
实验一电原理图的编辑(1)一、实验目的:1、了解Protel 99 SE的启动、绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法和文件管理方法。
2、掌握电路原理图的设计步骤、Portel 99 SE电路原理图设计环境,图纸设置的内容和方法。
3、掌握装载元器件库,放置、编辑和调整元器件,设置网格、电气节点和光标形状的方法,并能绘制简单的电原理图。
二、实验设备:装有protel 99 se 软件的PC机一台。
三、实验要求:1.试验前,仔细阅读教材相关内容,设计能够完成试验内容的试验步骤,写好试验预习报告。
2.试验后,完成试验报告,其中的试验步骤应是经过试验证明为正确的步骤。
四、试验内容:1.查看Protel 99 SE的运行环境,包括所用机器的硬件与软件环境。
2.学习使用Protel 99 SE的基本操作,包括进入Protel 99 SE主程序、菜单操作,工具栏操作及退出等基本操作。
3.打开安装目录\Examples\Z80 Microprocessor.ddb设计数据库,通过打开其中的各种设计文件熟悉Protel 99 SE的绘图环境,各个功能模块,界面环境,并练习Protel 99 SE的文件管理功能。
4.在自己的用户目录下,创建一个自己的设计数据库,新建一个原理图文件并打开。
(设计数据库、原理图文件的主文件名自定)5.设置自己喜爱的绘图环境,如图纸类型、尺寸、底色、光标形状、可视栅格、栅格形状、大小等等。
6.在新建的原理图文件中绘制教材图2-10所示的原理图。
五、实验步骤:1、启动Protel99SE,单击“设计文件管理”窗口内的“Documents”文件夹或双击工作窗口的”Documents”标签后执行“File”菜单下的“NEW”命令,选择相应的文件类型,Schematic Documents,单击ok按钮将生成相应的设计文件。
2、设置SCH编辑器的工作参数。
3、选择图纸封面、标题栏格式样、图纸放置方向。
实验3 电路直流测量分析
计算电路的直流工作点,即在恒定激励条件下求电路指出流向某一结点的电流之和恒等于由该 结点流出的电流之和, 沿电路中的任一回路绕行一周,在该回 路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和。
iR1+iR2+iR3=0
(流出节点2为正)
路中的流过节点的各个支路电流值和回路的各个器件电压值。 2. 给定电路中的流过节点各个支路电流值和回路的各个器件电压 值,验证基尔霍夫定律。 3. 测量器件在激励源单独和共同作用时的电压和电流值,用叠加 定理分析测量数据。 4. 将电路等效为一个电压源VS和内阻r,验证戴维南定理。
三、实验原理
验证基尔霍夫定律
应用虚拟仪表测量和直流工作点分析法进行直流分析
a、输入电路图,添加电流表和电压表,通过仪表测量
计算流出节点3的电流和:iR1+iR2+iR3=0 计算各回路的电压之和
(三个回路)
b、直流工作点分析
2、Multisim仿真实验,
验证叠加定理
a、测量R3分别在V1单独激励下的(电流)
3.
戴维南定理指出:任何一个线性含源的二端网络,都可 以用一个电压源和一个电阻串联的支路来等效。 R3外侧的含有二个激励源的电路可等效为一个电压源和内 阻,等效激励源对R3的作用(电流),与前面的值相同。 VS=V3(R3开路) r= VS/IS(R3短路)
四、实验步骤
1、Multisim仿真实验,
b、测量R3分别在V2单独激励下的(电流)
3、Multisim仿真实验, a、测量开路电压VS
验证戴维南定理
b、测量短路电压IS和计算内阻r
c、测量R3在等效激励源的作用(电流),与前面的值比较应相同
大连理工大学实验报告 电路仿真实验报告 (1)
大连理工大学实验报告学院(系):材料科学与工程学院专业:材料类班级:材料1105姓名:学号:2实验时间:第7周星期一第3/4节实验室:综合楼116实验台:005指导教师签字:成绩:电路仿真试验报告一、实验目的1、通过实验了解并掌握Pspice软件的运用方法,以及电路仿真的基本方法。
2、学会用电路仿真的方法分析各种电路。
3、通过电路仿真的方法验证所学的各种电路基础定律,并了解各种电路的特性。
二、软件简介Pspice是主要用于集成电路的分析程序,Pspice起初用在大规模电子计算机上进行仿真分析,后来推出了能在 PC上运行的Pspice软件。
Pspice5.0以上版本是基于windows 操作环境。
Pspice软件的主要用途是用于于仿真设计:在实际制作电路之前,先进行计算机模拟,可根据模拟运行结果修改和优化电路设计,测试各种性能,不必涉及实际元器件及测试设备。
改和优化电路设计,测试各种性能,不必涉及实际元器件及测试设备。
三、预习要求及思考题对于简单的电阻电路,用PSpice软件进行电路的仿真分析时,先要在capture环境(即Schematics程序)下画出电路图,然后调用分析模块、选择分析模型,就可以“自动“进行电路分析了。
PSpice软件是采用节点电压法求电压的,因此,在绘制电路图时,一定要有零点(即接地点)。
同时,要用电路基础理论中的方法列电路方程,求解电路中各个电压和电流。
与仿真结果进行对比分析。
四、主要仪器设备五、实验步骤与操作方法1、原理说明:对于简单的电阻电路,用Pspice软件进行电路的仿真分析时,现在要在capture环境(即Schematics程序)下画出电路图。
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。
Pspice软件是采用节点电压法求电压的,因此,在绘制电路图时,一定要有零点(即接地点)。
同时,要可以用电路基础理论中的方法列电路方程,求解电路中各个电压和电流。
直流扫描分析DCSweepAna...
4.2 仿真元件及参数设置4.3 电路仿真操作初步4.4 常用仿真方式及应用4.5 仿真综合应用举例4.6 常用元器件仿真模型4.7 创建仿真元件4.1 电路仿真操作步骤在Protel99中进行电路仿真分析的操作过程可概括如下:1) 编辑原理图利用原理图编辑器(Schematic Edit)编辑仿真测试原理图,在编辑原理图过程中,除了导线、电源符号、接地符号外,原理图中所有元件的电气图形符号均要取自电路仿真测试专用电气图形符号数据库文件包Sim.ddb内相应元件电气图形符号库文件(.lib),否则仿真时因找不到元件参数(如三极管的放大倍数、C-E结反向漏电流)而给出错误提示并终止仿真过程。
2) 放置仿真激励源(包括直流电压源)在仿真测试电路中,必须包含至少一个仿真激励源。
仿真激励源被视为一个特殊的元件,放置、属性设置、位置编辑等操作方法与一般元件(如电阻、电容等)完全相同。
仿真激励源电气图形符号位于仿真测试专用元件电气图形文件包Sim.ddb内的SimulationSymbols.lib元件图形库文件中。
3) 放置节点网络标号在需要观察电压波形的节点上,放置节点网络标号,以便观察到指定节点的电压波形,原因是Protel99仿真程序只能自动检测支路电流、元件阻抗,没有节点电压。
4) 选择仿真方式并设置仿真参数在原理图编辑窗口内,指向并单击“Simulate”菜单下的“Setup…”命令(或直接单击主工具栏内的“仿真设置”工具)进入“Analyses Setup”仿真设置窗口,选择仿真方式及仿真参数。
5) 执行仿真操作在原理图编辑窗口内,指向并单击“Simulate”菜单下的“Run”命令(或直接单击主工具栏内的“执行仿真”工具)启动仿真过程,等待一段时间后即可在屏幕上看到仿真结果。
6) 观察仿真结果仿真操作结束后,自动启动波形编辑器并显示仿真数据文件(.sdf)的内容(或在“设计文件管理器”窗口内,单击对应的.sdf文件)。
负反馈放大电路实验报告
负反馈放大电路实验报告班级姓名学号一、实验目的1.了解N沟道结型场效应管的特性和工作原理。
2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法。
3.理解负反馈对放大电路性能的影响。
4.学习使用M ultisim分析、测量负反馈放大电路的方法。
二、实验内容(一)必做内容设计和实现一个由共漏放大电路和共射放大电路组成的两级电压并联负反馈放大电路。
1. 测试N沟道结型场效应管2N5486 的特性曲线(只做仿真测试)在Multisim设计环境下搭接结型场效应管特性曲线测试电路,利用“直流扫描分析(DC Sweep Analysis)”得到场效应管的输出特性和转移特性曲线。
测出I DSS和使i D等于某一很小电流(如5μA)时的u GS(off)。
2N5486 的主要参数见附录。
2. 两级放大电路静态和动态参数要求(1)放大电路的静态电流I DQ和I CQ均约为2mA;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V。
(2)开环时,两级放大电路的输入电阻R i要大于90kΩ;以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数A u≥120。
(3)闭环时,电压放大倍数A usf = U O/U S≈ -10。
3.参考电路(1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R模拟信号源的内阻;R f为反馈电阻。
(2)两级放大电路的参考电路如图2所示。
R g1、R g2取值应大于100kΩ。
考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入和输出端分别并联反馈电阻R f,理由详见附录。
4.实验方法与步骤(1)两级放大电路的测试(a)调整放大电路静态工作点第一级电路:设计与调节电阻R g1、R g2、R s参数,使I DQ约为2mA、U GDQ < - 4V,记录U GSQ、U A、U S、U GDQ。
第二级电路:调节R b2,使I CQ约为2mA,U CEQ = 2~3V。
记录U CEQ。
(b)测试放大电路的主要性能指标输入信号的有效值U s ≈ 5mV,频率f 为10kHz,测量A u1=U O1/U S、A u=U O/U S、R i、R o和幅频特性。
orcad直流扫描分析(含数据分析) (2)
电子电路分析与设计随堂实验报告学院专业班级姓名学号指导教师 zt实验报告评分:_______直流扫描分析一、实验目的1、掌握直流扫描分析的各种设置和方法。
二、实验内容1、绘出下面电路图,利用直流扫描(DC Sweep )来验证二极管的V-I 特性曲线。
D1D1N4002步骤: (1)、作出电路图,进行直流扫描扫描分析。
设置主扫描变量为电压源Vi,由-110V 开始扫描到10V ,每隔0.01V 记录一点;查看二极管流过的 电流曲线I (D1)。
V_Vi-120V-100V -80V -60V -40V -20V -0V 20VI(D1)-400A0A400A(2)、现在调整横轴与纵轴坐标以便观察门坎电压值。
请选Plot\Axis Settings...功能选项或直接X 轴坐标刻度上双击左键来打开Axis Settings 对话框。
请把X Axis 页内Data Ranges 栏下的User Defined 值设为0-2V ,请把Y Axis 页内Data Rangs 栏下的User Defined 值设为0-5A 。
查看二极管电流I (D1)。
V_Vi0V0.4V0.8V1.2V1.6V2.0VI(D1)0A 2.5A5.0A(3)、再如上面的操作将X 轴坐标刻度值设为-101V 到-99V ,将纵坐标调整为-5A 到1A ,查看二极管电流I (D1),可见其雪崩电压约为100V 。
V_Vi-101.0V-100.5V -100.0V -99.5V -99.0VI(D1)-5.0A-2.5A0A2、绘出下面电路图,利用直流扫描分析(DC Sweep)的来验证晶体三极管的 Vce-Ib 输出特性曲线。
步骤:1)电压源V1和电流源I1的元件属性默认都为0。
以下扫描类型均为Linear 扫描。
2)设置主扫描参数。
在Options 栏内勾选Primary Sweep 选项,设置主扫描变量为电压源Vi,由0V 开始扫描到4V ,每隔0.01V 记录一点。
PSPICE使用介绍
(1) 瞬态分析(Transient) 瞬态分析属于时域分析,利用它可以分析电路中的电压、电流或数字状态随时间的变化。 (2)傅里叶分析(Fourier) 傅里叶分析属于频域分析。在输入正弦信号条件下,得出系统输出信号中的直流分量、 各次谐波分量、以及非线性谐波失真系数等。 另外还有元器件参量分析、温度分析以及蒙特卡罗分析和最坏情况分析等,不作本实验 课的要求,因此不在这里介绍。要想进一步了解这方面的内容,可以参看参考文献[1]-[3]。
由于模拟电路的设计与数字电路的设计存在很大差异,后者能够比较方便地抽象出寄存 器、触发器、逻辑门等不同层次的逻辑单元,然后按一定规律的数据流和状态模型进行设计。 而前者却由于结构千差万别,电路种类繁多,并受到不同电路参量如信号大小、频率高低等 因素的影响,其复杂程度大大超过后者。因此,模拟电路的计算机辅助设计软件发展相对落 后于数字电路的计算机辅助设计软件发展。
§1.2 OrCAD/Pspice 软件系Байду номын сангаас及其功能简介
OrCAD 软件系统包括四大部分: OrCAD/capture, OrCAD/PSpice , OrCAD/Layout 和 OrCAD/Express。各部分软件的主要功能如下:
(1) OrCAD/Capture:这是一个电路原理图设计软件,它可生成各类模拟电路、数字电 路和数/模混合电路。
集成电路的发展是 EDA 软件发展的主要动力,大规模集成电路(VLSI)的发展要求在 一个芯片上集成上万个乃至百万个晶体管,专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称 ASIC)要求大容量、高速度和宽频带,这就要求 EDA 具有从设计、检验到制 版的全部功能,完成自上而下(top-down)的设计工作,图 5.1.1 为一个典型的 EDA 设计流 程图。
磁性测量实验(直流交流)实验报告
磁性测量实验 软磁直流静态磁性测量(用冲击/扫描法测量磁性材料的磁化曲线及磁滞回线)一、 实验原理1、 静态磁性参数如果不计及磁化时间效应,磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数就是所谓的静态磁参数。
磁化曲线记录了材料磁化过程的磁化信息,而磁滞回线则表征和包含了磁性材料的全部磁性信息,有磁性材料身份证之称。
下左图C 为磁化曲线,A 和B 为初始和最大磁化率,M 和H 分别为磁化强度和外磁场。
下右图为典型磁性材料的磁滞回线,B s 、B r 、B r /B s 、H c 、(BH)max 、μ0和μM 分别为饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、矫顽力、最大磁能积、初始磁导率和最大磁导率。
2、 测量方法本实验课采用冲击法和磁场扫描法这两种方法来进行。
两种方法由于磁化速度的不同,在磁场方面数据稍有不同,而磁感方面的数据则差不多。
在进行一些饱和场不高或矫顽力小的试样测试时用冲击法;而矫顽力较大的磁滞材料是用扫描法。
本实验中提供两种不同矫顽力大小的磁性材料。
整个测量过程完全由微机控制,实验者可根据自己的要求选择不同的测量方法和输入参数来完成测量。
二、 实验内容及步骤1、 直流冲击法A. 启动测量程序,进入测量程序主菜单。
B. 测量前的准备工作HHBMBAC在进行正式测量之前,用户必须输入样品的有关参数。
主要包括“样品参数”和“测试条件”。
样品参数有“截面积、磁路长度、磁化匝数和测量匝数”。
由于输入参数随测量磁性材料变化而不同,因此具体的输入参数可向实验指导老师咨询。
C.正式测量如果步骤B中设定的参数无误,就可以开始测量了。
通过点击相应功能模块就可以完成测量工作。
2、磁场扫描法磁场扫描法与冲击法类似,材料参数和测量参数的选择可参考冲击法类似步骤。
三、实验结果1.直流冲击法实验样品为坡莫合金。
由测量所得数据绘出样品的磁化曲线,如下图:μm=133.279 mℎ/m实验所得曲线为S型,符合经验。
实验测得样品初始磁导率μ0=30.789mℎ/m,最大磁导率μm=133.279mℎ/m。
PSpice仿真(二)实验报告
PSpice仿真(二)实验报告课程名称:电路与模拟电子技术实验指导老师:张冶沁成绩:实验名称: PSpice的使用练习2 实验类型: EDA 同组学生姓名:一、实验目的和要求:1.熟悉ORCAD-PSPICE软件的使用方法。
2.加深对共射放大电路放大特性的理解。
3.学习共射放大电路的设计方法。
4.学习共射放大电路的仿真分析方法。
二、实验原理图:图1 三极管共射放大电路三、实验须知:1.静态工作点分析是指:答:求解静态工作点Q,在输入信号为零时,晶体管和场效应管各电极间的电流和电压就是Q 点。
可用估算法和图解法求解2.直流扫描分析是指:答:按照预定范围设置直流电压源变化值,观察电路的直流特性3.交流扫描分析是指:答:按照预定范围设置交流电压源变化值,观察电路的交流特性4.时域(瞬态)分析是指:答:控制系统在一定的输入下,根据输出量的时域表达式,分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能5.参数扫描分析是指:答:在基本电路特性分析中,每个元器件的参数都取确定值,而在参数扫描分析中,将考虑由于参数变化引起的电路特性变化情况6.温度扫描分析是指:答:在电路参数固定的情况下,测试温度是对电路性能的影响大小7.写出PSpice仿真中调用元器件的模型库位置:答:在安装目录下的\tools\capture\library\pspice中,软件内使用place part可以调用8.PSpice仿真电路图中节点号为0(即接地)的参考节点的作用:为计算其他节点的电位值提供了计算标准。
参考节点通常取何种元器件:电源负极。
解决电路负载开路引起的悬浮节点的方法是:在开路节点和参考节点之间连接一个大阻值电阻。
9.电路图中设置节点别名的好处是:答:通过节点别名描述电路中各个元器件之间的连接关系,生成电连接网表文件;电路中不同位置的节点,只要节点名相同就表示在电学上是相连的;PSpice在模拟结束后,采用节点名表示电路特性分析的结果。
10.放置电源端子符号的好处是:答:放置端子的作用是把外部的输入信号通过端子引入到电路中,把电路上的输出信号通过端子引到外部的负载上。
直流扫描分析和输出波形观察调出电路图并设置DCSweep直流分析参数存档并执行仿真PSpice观察仿
直流扫描分析
Probe窗体
添加轨迹
添加轨迹设置窗 体
Probe输出波形
放置探针
放置探针得到的 波形
文件工具栏
编辑工具栏
书签工具栏
仿真工具栏
浏览工具栏
仿真切换 工具栏
轨迹编辑 工具栏
光标定位 工具栏
删除轨迹方法1
删除轨迹方法2
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➢ 原理说明:在 RC 电路中,不同频率的正弦波信 号在电容上的容抗 Xc 不同,具体体现在信号增益 上,表现为幅频特性和相频特性。
➢ 电路图参数:
✓ 电阻R的元件名称为R,Value属性为100 ✓ 电容C的元件名称为C, Value属性为0.005u ✓ 交流电压源Vac的元件名称为VAC,ACMAG属性为1V
绘制辅助注释内 容
辅助注释显示效 果
Probe cursor 调用
Probe cursor 运用效果
轨迹上某点坐标 显示
保存轨迹设置
轨迹保存和回调 显示窗体
轨迹回调举例
双击保存的轨迹 名称
回调效果
输出结果预览
拷贝图形
拷贝图形设置窗 体
画板编辑拷贝图 形
7 交流扫描分析
➢ 学习内容:
✓ 使用 AC Sweep 验证 RC 电路频率响应曲线 ✓ 修改 Probe 波形图的 X 、Y 坐标设置 ✓ 在 Probe 波形图上添加另外一 Y 轴坐标显示其他波形 ✓ 在 Probe 波形图上去除分线标志并加入说明文字 ✓ 利用光标测量数据 ✓ Probe 波形图存档
绘制电路图
AC毫
添加幅频特性曲 线轨迹
幅频特性曲线
直流扫描分析(DC sweep)
仿真原理图: 仿真原理图:
2011-9-15
Hale Waihona Puke 42011-9-15 1
实训一: 实训一:绘制晶体管输出特性曲线
晶体管输出特性曲线:
I (c) ~ VCE
I B =常数
仿真分析电路: 仿真分析电路:
2011-9-15
2
实训二: 实训二:电压比较其原理分析
工作原理: 工作原理:
V+ > V− , 输出高电平 V+ < V− , 输出低电平
2011-9-15 3
直流扫描分析(DC 直流扫描分析(DC sweep)
1分析原理:将一个或两个直流电 分析原理:
源的模型参数作为输入变量, 源的模型参数作为输入变量,以某 一个电压或电流作为输出, 一个电压或电流作为输出,输入变 量扫描过一定范围数值, 量扫描过一定范围数值,分析输出 变量随输入变量的变化规律. 变量随输入变量的变化规律. 实训: 2 实训: 1)三极管(Q2N2222)输出特性曲线 三极管(Q2N2222)输出特性曲线; 1)三极管(Q2N2222)输出特性曲线; 2)电压比较器 电压比较器(UA741); 2)电压比较器(UA741);
lec03直流扫描分析
作图
Trace Add Trace 或 直接按Insert键 选择I(R4)
结果
上机实践
(1)将例题做一遍。 (2)作如下电路分析。
要求:电压源V1的 变化从-10到10V, 每步0.1V,看R1上 电流和点2处电压的 变化情况。
I1 3A d c 1
R3
4.7 k R2 2 5.5 k 3.6 k R1 1k 5 V1 6V d c IP RINT
I1 5A d c
作电路图
需要的元件:
Analog: R 4个 Source: Vdc 1个, Idc 1个 Special: Iprint 1个, Vprint2 1个
需要的操作
Vdc元件:
参数不需要改动 选中Idc元件 Edit->Properties… 修改DC项: 5adc
执行Mirror操作 修改DC项: Y
Edit->Properties…,或双击元件
图形如右图 所示
IP RINT R4 32
R1 5 V1 0V d c R2 40
R3 8
I1 5A d c
0
分析类型设置
如右图所示:
新建分析 选中DC SWEEP 在sweep varible中,选择 Voltage source,并填入电 压源名称。下面的sweep type中,选择linear, 在 start框中填入初值0,在 end框中填入终值100,在 increment框中填入步长10。
扫描多个源
要求:绘制上述一组图形,体现在以下参 数变化时,R4上电流的变化
V1(主变量)从0到100V,步长20V变化; I1(次变量)从0到5A变化,步长1A变化
应用物理专业实验:专业实验3 直流辉光放电正柱区的双探针诊断
实验3 直流辉光等离子体的静电双探针诊断低气压直流辉光放电是一种稳定的自持放电,是实验室人工产生等离子体的主要方法。
低气压直流辉光放电在空间上可以分为多个区域,其中,正柱区是放电区间中的那段明亮均匀的辉光区,正柱区的存在也正是此类放电获名的原因。
正柱区中电子和离子的数目是相等的,因此整体是中性的;同时正柱区内没有明显的电场存在,因此电子的能量分布服从玻尔兹曼分布,电子的能量可以用电子温度表示;正柱区是辉光放电产生的等离子体区。
等离子体的两个最重要的特征参数是电子温度和电子密度(同时也是离子密度),为了测量这两个参数,使用langmuir单探针的伏安曲线的过度段,可以比较准确的给出等离子体的电子温度。
但是如若想要得到电子密度,则需要准确测量等离子体空间电位。
虽然等离子体电位在探针伏安曲线上表现为拐点,但是通常情况下,由于探针几何形状的影响,确定这个拐点是非常困难的。
使用单探针诊断等离子体电子密度时存在两个技术困难,一是判断等离子体的空间电位困难,因为等离子体电位处的电子饱和电流提供了电子密度的信息。
二是探针的参考电极与等离子体的接触面积通常很大,因此会对等离子体本身产生明显影响。
为了准确测定电子温度,同时又不对等离子体产生影响,发展了双探针方法。
双探针实际上是两条单探针并用形成的,一条探针作为参考电极,一条探针作为诊断探针,也称为Languir双探针。
【实验目的】(1)学习双探针方法的工作原理,了解双探针特性曲线的基本特征和物理机理,利用双探针曲线研究正柱区的等离子体电子温度随放电条件的变化规律,分析等离子体电子温度和放电电流的关系。
(2)学习双探针诊断辉光放电正柱区的等离子体参数的实验方法和数据分析方法;掌握双探针曲线的测量方法;(3)认识单探针和双探针的特性曲线的差别,了解各自的诊断功能及优缺点。
【实验内容与要求】(1)学习双探针实验的工作原理。
(2)使用双探针诊断辉光放电正柱区的等离子体电子温度.【可供选择的仪器】1. 直流辉光放电发生装置2. 氩气的控制与调节系统3. 直流数字电压表和电流表4. langmuir双探针系统【实验原理】双探针(Double Probe)是等离子体诊断的基本手段之一。
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实验三 直流扫描分析
一、实验目的
1、掌握直流扫描分析的各种设置和方法。
二、实验内容
1、绘出下面电路图,利用直流扫描(DC Sweep )来验证二极管的V-I 特性曲线。
D1D1N4002
步骤: (1)、作出电路图,进行直流扫描扫描分析。
设置主扫描变量为电压
源Vi,由-110V 开始扫描到10V ,每隔0.01V 记录一点;查看二极管流过的 电流曲线I (D1)。
V_Vi
-110V
-100V -90V -80V -70V -60V -50V -40V -30V -20V -10V 0V 10V
I(D2)
-400A
-200A
0A
200A
400A
(2)、现在调整横轴与纵轴坐标以便观察门坎电压值。
请选Plot\Axis Settings...功能选
项或直接X 轴坐标刻度上双击左键来打开Axis Settings 对话框。
请把X Axis 页内Data Ranges 栏下的User Defined 值设为0-2V ,请把Y Axis 页内Data Rangs 栏下的User Defined 值设为0-5A 。
查看二极管电流I (D1)。
V_Vi
0V
0.2V
0.4V
0.6V
0.8V
1.0V
1.2V
1.4V
1.6V
1.8V
2.0V
I(D2)
0A 2.0A
4.0A
5.0A
(3)、再如上面的操作将X 轴坐标刻度值设为-101V 到-99V ,将纵坐标调整为-5A 到1A ,查看二极管电流I (D1),可见其雪崩电压约为100V 。
V_Vi
-101.0V
-100.8V -100.6V -100.4V -100.2V -100.0V -99.8V -99.6V -99.4V -99.2V -99.0V
I(D2)
-4.0A
-2.0A
0A
-5.0A
1.0A
2、绘出下面电路图,利用直流扫描分析(DC Sweep)的来验证晶体三极管的
Vce-Ib 输出特性曲线。
步骤:
1)电压源V1和电流源I1的元件属性默认都为0。
以下扫描类型均为Linear 扫描。
2)设置主扫描参数。
在Options 栏内勾选Primary Sweep 选项,设置主扫描变量为电压
源Vi,由0V 开始扫描到4V ,每隔0.01V 记录一点。
3)设置副扫描参数 在Options 栏内勾选Secondary Sweep 选项,设置副扫描变量为电流源I1,由0A 开始扫描到0.5mA,每隔0.1mA 记录一点。
或者在Value List 中设置为0 0.1m 0.2m 0.3m 0.4m 0.5m 也可。
4)进行仿真分析,查看集电极电流IC (Q1)。
V_V1
0V
0.4V
0.8V
1.2V
1.6V
2.0V
2.4V
2.8V
3.2V
3.6V
4.0V
IC(Q1)
-50mA
0A
50mA
100mA
5)启动光标来测量坐标值。
由曲线上,大致可以看出在放大区内三极管放大系数β为( 150.06 )。
(C
B
I I β∆=
∆)
,电路参数为:R C=500Ω,R f =10kΩ,V CC=12V。
分析:
Vcc
1)当温度在-30°C到+50°C 的情况下,如果反馈电阻R f从10 kΩ到50 kΩ之间变化时,每隔10K记录一点,三极管集电极电流I C 的变化情况如何。
20mA
15mA
10mA
5mA
-30-25-20-15-10-505101520253035404550 IC(Q1)
TEMP
步骤:进入仿真环境中,绘出所示电路,并设置好参数。
特别是要选择参数元件(PARAMETERS),设置自定义变量{rr}。
(1)、在直流扫描分析中设置对温度的扫描,同时在参数扫描中设置变量rr不同的取值,
仿真后得集电极电流I C。
由图中看到温度在-30°C到+50°C 的情况下,Rf取不同值时,集
电极电流I C 的变化情况。
4、共射极放大电路如下图所示。
设BJT 的型号为2N3904(β=50)。
试用PSPICE 程序作如下的分析:(1)求Q 点;(2)作温度特性分析,观察当温度在-30度~+70度范围内变化时,BJT 的集电极电流I C 的变化范围。
F R E Q =V A M P L V O F F =
.1k
V2
步骤:进入Schematics 主窗口,绘出图所示电路。
将Bf 的值改为50。
(1)设置直流工作点分析(Bias Point Detail),仿真后在输出文件中得到静态工作点:I B = (3.31E-02) mA ,I C = (1.40) mA ,V CE = (5.52 ) V 。
(2)设置直流扫描分析(DC Sweep),对温度进行-30℃~+70℃的线性扫描。
在Probe 窗口中得到I C 随温度变化的曲线所示。
由图中看出温度在-30℃~+70℃变化时,集电极电流由(1.2726 )mA 变到(1.4861) mA 。
5、电路图如下图所示,三极管参数为Is=5×1510-A, 100F β=,'bb R = 100 Ω,
50AF V V =。
要求:
Vb 1V
(1)、若其它参数不变,为使得12CQ I mA ,应调节B V =?。
(2)、若其它参数不变,为使得1CQ I ,应调节b R =?。
(3)、若其它参数不变,为使得电阻Rb 上功率为 21uW ,调节 Rb=? (4)、若其它参数不变,为使得1
2CQ I mA ,应调节C R =?
步骤:1、绘制电路图。
对电源Vb 直流扫描,仿真后,显示1CQ I 波形,启动标尺,在1
2CQ I mA
时,b V =( 0.79)mV 。
2、其它参数不变,对电阻Rb 直流扫描,仿真后,显示1CQ I 波形,启动标尺,在
1
2CQ I mA 时,电阻Rb =( 14.16)k Ω。
3、其它参数不变,对电阻Rb 直流扫描,仿真后,显示Rb 功率波形,启动标尺,在Rb 功率为 21uW 时,电阻Rb =(8.72) k Ω。
(Rb 功率表达式是I(Rb )⋅(V (Rb:1)-V ( Rb:2))。
4、其它参数不变,对电阻Rc 直流扫描,仿真后,显示1CQ I 波形,启动标尺,在
1
2CQ I mA 时,电阻Rc =(4.79) k Ω。
三、 实验报告
1、 将所画电路图存入E :\**** \ 下。
****为自己姓名。
2、 在报告中写出操作中相应的数据。
3、 心得体会及其它。