电路仿真实验报告42016年度

电路仿真实验报告

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进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。

二、原理与说明

对于电阻电路，可以用直观法列些电路方程，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。

三、实验示例

1、利用Pspice绘制电路图如下

2、仿真

（1）点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称；

（2）在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。点击确定。

（3）点击Pspice/Run(快捷键F11)或工具栏相应按钮。

（4）如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。

（5）在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如下。

四、选做实验

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，即当电压源的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R l中电流虽电压源的变化

曲线。

曲线如图：

直流扫描分析的输出波形3、数据输出为：

V_Vs1 I(V_PRINT1)

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+00

9.000E+00 2.300E+00

1.000E+01

2.400E+00

1.100E+01

2.500E+00

1.200E+01

2.600E+00

从图中可得到IRL与US1的函数关系为：

IRL=1.4+（1.2/12）US1=1.4+0.1US1

五、思考与讨论

1、根据仿真结果验证基尔霍夫定律

根据图1-1，R1节点：2A+2A=4A,R1,R2,R3构成的闭合回路：1*2+1*4-3*2=0，满足基尔霍夫定律。

2、由图1-3可知，负载电流与1S U呈线性关系，3R I=1.4+(1.2/12) 1S U=1.4+0.11S U，式中1.4A

表示将1S U置零时其它激励在负载支路产生的响应，0.11S U表示仅保留1S U，将其它电源置零（电压源短路，电流源开路）时，负载支路的电流响应。

3、若想确定节点电压Un1随Us1变化的函数关系，应如何操作？

应进行直流扫描，扫描电源Vs1，观察Un1的电压波形随Us1的变化，即可确认其函数关系！4、若想确定电流Irl随负载电阻RL的变化的波形，如何进行仿真？

将RL的阻值设为全局变量var，进行直流扫描，观察电流波形即可。

六、实验心得

1、由实验图形和数据可知实验中的到的曲线满足数据变化规律，得到的函数关系式是正确的。

2、通过仿真软件可以很方便的求解电路中的电流电压及其变化规律。

实验二戴维南定理和诺顿定理的仿真

一、实验目的

（1）进一步熟悉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。学习Probe窗口的简单设置。

（2）加深对戴维南定理与诺顿定理的理解。

二、原理与说明

戴维南定理指出，任一线性有源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电压源与电阻的串联的支路来代替，该电路的电压等于原网络的开路电压，电阻等于原网络的全部独立电压源置零后的输入电阻。诺顿定理指出，任一线性有源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电流源与电导的并联的支路来代替，该电路的电流等于原网络的短路电流，电导等于原网络的全部独立电源置零后的输入电导。。

三、实验内容

（1）测量有源一端口网络等效入端电阻和对外电路的伏安特性。其中U1=5V,R1=100Ω,U2=4V,R2=50Ω,R3=150Ω。

（2）根据任务1中测出的开路电压，输入电阻组成等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。

（3）根据任务1中测出的短路电流，输入电阻组成等效有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。

四、实验步骤

（1）在Capture环境下绘制编辑电路，包括原件、连线、输入参数和设置节点等。分别编辑原电路、戴维南等效电路和诺顿等效电路。

（2）为测量原网络的伏安特性，Rl是可变电阻。为此，Rl的阻值要在“PARAM”中定义一个全局变量var同时把Rl的阻值野设为该变量{var}。

（3）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为IP,终点为IG,步长为IMEG。

(4) 系统启动分析后，自动进入Probe窗口。

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1，终点为10k，步长为100。重新启动分析，进入Probe窗口。选择Plot=＞Add Plot增加两个坐标轴，选择Plot=＞X Axis Settings=＞Axis Variable，设置横轴为V（RL:2）,选择Trace=＞Add 分别在三个轴上加I(RL)、I(RLd)和I(RLn)变量。显示结果如图。

200mA

100mA

SEL>>

0A

-I(R9)

200mA

100mA

0A

-I(RLd)

200mA

100mA

0A

0V0.4V0.8V 1.2V 1.6V 2.0V 2.4V 2.8V 3.2V 3.6V -I(RLn)

V(R9:2)

五、思考与讨

1、戴维南定理和诺顿定理的使用条件是什么？

戴维南定理和诺顿定理只适用于线性元件。

六、实验结果

1、经过计算出等效参数，将原电路等效成戴维南电路和诺顿电路，进行实观察。

2、由曲线可分析得知戴维南等效电路和诺顿等效电路的试验曲线与原电路基本相同，由此可以说明

戴维南定理和诺顿定理的正确性。