电路仿真实验

实验一 直流电路的计算机仿真分析

一、实验目的

1、学习电路计算机仿真设计软件PSPICE for Windows 的工作原理及步骤。

2、学习应用PSPICE 编程电路，设置分析类型与分析输出方式，并进行电路的仿真分析。

3、学会应用PSPICE 进行直流电路的仿真分析。

二、仿真实验例题

应用PSPICE 进行直流电路的仿真分析：

（1）应用PSPICE 求解图1.1所示电路节点电压。

（2）在0－20V 范围内，调节电压源2V 的源电压，观察负载电阻L R 的电压变化。总结L R 与2V 之间的关系。

图1.1 直流电路试验电路例题

操作步骤：

（一）画电路图

（1）用鼠标单击“开始”按钮，再在“程序”项中打开Schematics 程序（单击Schematics ）则屏幕上出现Schematics 程序主窗口如图1.2所示。

图1.2 Schematics 程序主窗口

（2）选择菜单中Draw|Get New Part 项或单击图标工具栏中“”图标，弹出如图1.3所

示的元件浏览窗口Part Browser。

（3）在Part Name编辑框中输入元件名称。此时，在Description信息窗口中出现该元器件的描述信息，这里我们先输入直流电压源名称VDC。（如果不知道元器件名称，可以单击Libraries，打开库浏览器Library Browser,在Library窗口中单击所需元件相应的库类型，移动Part窗口中右侧滚动条，单击列表中的元器件，在Description中查看描述信息，判断所选器件是否需要，若是，则单击OK关闭Library Browser，此时，Part Browser对话窗的Part Name编辑框中显示的即为选中的元器件。

（4）单击Place，将鼠标箭头移出Part Browser窗口。这时箭头处出现该元器件符号。

（5）移动箭头将元器件拖到合适的位置，若需要，可以用快捷键Ctrl＋R或Ctrl＋F旋转或翻转符号（也可用菜单项Edit|Rotate或Edit|Flip来完成）。

（6）单击鼠标左键，将元器件放置在页面上。此时，VDC出现在原理图页面上。如果需要可继续单击左键，放置多个同类元器件，它们的标号自动排序。

（7）单击右键结束放置操作。

（8）用鼠标单击Part Name编辑框，将焦点移回Part Name编辑框中。

（9）重复（3）到（7）的步骤。将其它元器件，如电阻（R）、电源（IDC）和地（EGND）放置在页面上。

（10）元器件放置完后，单击Close关闭Part Browser窗口。

还有另一种放置元器件的方法：如果知道所用元器件的名称可以不打开Part Browser窗口，直接在“”中输入源器件名称并按Enter键，将元器件调出，放置在页面上。

如果想删除不需要的元器件，可以用鼠标单击选中该元器件（元器件符号变成红色），然后选择菜单项Edit|Cut就可以将元件删除（也可用键盘上的Delete键删除）。

2、画电路连线

（1）选择菜单Draw|Wire或点击“”图标，此时鼠标箭头变成一只笔。

（2）将笔尖移到元件引脚端点击左键，再将笔尖移到要连接的另一元件引脚端单击左键，则完成一根连线的连接。

（3）重复第（2）步画完所有连线。

（4）单击右键，取消画线状态。

（二）编辑修改源器件标号和参数

1、用鼠标点击要编辑修改的元件符号，符号变成红色表示被选中。假设选中负载电阻RL 。

2、选择菜单项Edit|Attributes…或在元件符号上双击鼠标左键，弹出如图1.4所示的属性编辑对话框。这里打开了电阻的属性对话框。

3、单击需要编辑的属性行（属性行前有*号的属性在此不能修改），在Name 和Value 编辑框中分别显示属性名称和该属性的值。假设选中Value （大写字母表示属性名）属性行。

4、编辑修改V alue 编辑框中的值。这里我们将1K 改为4K 。

5、单击Save Attr ，保存修改后的值。这时可以看到Value ＝4K （如果在Value 和Name 编辑框中输入新的属性名和值，则可增加一条新的属性。）

6、重复（3）（4）（5），编辑修改其它属性值。如，将负载电阻的PKGREF 的值改为RL 。

7、单击OK 按钮确认所作的修改，关闭属性编辑对话框。这时，图中的负载电阻标号成为RL 、阻值等于4K 。

8、重复（1）到（7）步，将其它元器件标号和参数改为图1.1

（三）保存画好的电路图

1、选择菜单项File|Save ，弹出保存文件对话框。

2、选定保存文件的路径。

3、在文件名编辑框中输入文件名（注意，文件名不能用中文），如test_1。

4、单击保存按钮。

（四）设置分析功能与仿真

（1）单击Analysis ——Electrical Rule Check

对电路做电路规则检查。常见的错误有：节点重复编号、元件名称属性重复、出现零电阻回路、有悬浮节点和无零参考点等。若出现电路规则错误，将给出错误信息，并告知不能成功创建电路网表。如在图1.1所示电路的编辑中错将2V 命名为1V ，则在电路规则检查时，将给出图2所示的错误信息。如果没有错误，即可进行仿真计算工作。

图14.4 属性编辑对话框

图2 电路规则检查错误信息

（2）单击Analysis——Simulate或图标，调用PspeceA/D程序队当前电路仿真计算。

在直流分析中，观察各节点电压，可单击图标；观察各支路电流可单击图标。本题仿真计算的结果如图1.6所示。

图1.6例题电路的节点电压和支路电流

（3）为完成实验任务(2),需对步骤(1)所编辑的电路作直流分析设置。单击Analysis—

V，起始—set up，选择DC Sweep如图1.7所示。其中扫描变量为电压源，扫描变量名为

2

扫描点为0，终止扫描点为20，扫描变量增量为0.5，扫描类型为线性。