各种激励信号的设置及瞬态分析
OrCAD(三)
一.模拟电路分析计算的基本过程
进行电路模拟分析的基本过程包括： 进行电路模拟分析的基本过程包括： 绘制电路图； 绘制电路图； 特性分析类型确定和参数设置； 特性分析类型确定和参数设置； 模拟分析计算； 模拟分析计算； 模拟结果分析。 模拟结果分析。
1.绘制电路图 1.绘制电路图(Capture) 绘制电路图(Capture)
分析类型 设置
节点电压 参数名
四.直流传输特性分析（TF:Transfer Function） Function） 直流传输特性分析（
（1）功能 PSpice程序首先计算电路直流工作点并在 PSpice程序首先计算电路直流工作点并在 工作点处对电路进行线性化处理，然后计算出 工作点处对电路进行线性化处理， 线性化电路的直流小信号增益、 线性化电路的直流小信号增益、输入电阻和输 出电阻，并将结果自动存入out文件中。 out文件中 出电阻，并将结果自动存入out文件中。直流 传输特性分析只涉及输入信号源和输出变量两 个参数。 个参数。
二.直流工作点分析（Bias Point Detail） Detail） 直流工作点分析（
（1）功能 在直流工作点分析过程中，PSpice将电 在直流工作点分析过程中，PSpice将电 路中的电容开路，电感短路，对各个信号源 路中的电容开路，电感短路， 取其直流电平值， 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（静态工作点）。 路的直流偏置状态（静态工作点）。
分析类型 设置
自变量参数 扫描方式
自变量 取值
七.瞬态特性分析（Transient Analysis） Analysis） 瞬态特性分析（
（1）功能 给定激励信号作用下， 给定激励信号作用下，计算电路输出端的 瞬态响应。进行瞬态分析时，首先计算t=0时 t=0时 瞬态响应。进行瞬态分析时，首先计算t=0 的电路初始状态，然后从t=0 t=0到某一给定的时 的电路初始状态，然后从t=0到某一给定的时 间范围内选取一定的时间步长， 间范围内选取一定的时间步长，计算输出端在 不同时刻的输出电平。 不同时刻的输出电平。
瞬态信号分析
注： gn - -小波系数
hn - -尺度系数
分解算法
cnj1
h* k 2n
ckj
k
d
j n
1
g
* k 2n
ckj
k
gn d j1 c hn j1
逼近信号 细节信号
小波重构
重构算法与上述分解算法恰好相反，重构算法的表达 式为：
两个正弦信号 2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
0
20
40
5.小 结
一、瞬态信号
1、定义
一般将持续时间短，有明显的开端和结束的信号称 为瞬态信号。
2、特点
强时变、短时段
3、实例
机器部件受瞬时冲击、各种撞击声、火箭发射等
4、处理方法
Wigner-Ville(魏格纳-威利)分布
时频分析 小波分析
二、时频分析
1、方法引入
在许多实际应用场合，信号是非平稳的，其统计量 （如相关函数、功率谱等）是时变函数，只了解信号在时 域或频域的全局特性远远不够，而希望得到信号频谱随时 间变化的情况。因此，引入了信号的时频分析概念
60
80
100
120
分解信号1 1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
20
40
60
80
100
120
重构低频信号 1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
0
20
40
60
80
电工学 第三章 电路的瞬态分析
+
_
2 U 8V
iC
R2 4
iL + uL _
R3 4
2
+
_
U 8V
i1
R1
iC
u+ C 4 _
R2 4 C
iL + uL _
R3 4 L
i1
4
+ uC _
t = 0 -等效电路
化简得到t = 0-等效电路，可得：
R1 U 4 U i L (0 ) 1A R1 R3 R R1 R3 4 4 2 4 4 44 R1 R3
A U0 U
微分方程的解： uC (U 0
t U ) e RC U
27
3.3.1 RC电路的响应
(3) 电容电压 uC 的变化规律
0 t 0
R +
+
uC U (U 0
t U ) e RC
t
U0
1 + U -
uR–
-
U (U 0 U ) e
求解
稳态值 （三要素）
时间常数
25
3.3.1 RC电路的响应
换路前电路已处稳态，电 容处于开路已储能状态。
0 t 0
R +
+
U0 -
1 + U -
uR–
t =0时开关 S: 0 1
1. 电容电压 uC 的变化规律(t 0) (1) 列 KVL方程
duC C C uR R dt duC 代入上式得 RC uC U dt
学习要求
第三章
电路的瞬态分析
瞬态信号分析
重构高频信号
60
80
100
120
重构信号与原始信号比较 2 重构信号 原始信号
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
0
20
40
60
80
100
120
四、Wigner-Ville分布
1、发展历程
⌂1932年，由Wigner在提出，最初用于量子力学的研究
⌂1948年，Ville开始将它引入信号分析领域
幅值 A
-2
-3
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25 频率 f
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
Wigner-Ville波 形 0.45 0.4 0.35 10000 8000
三维图形
频率 f
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 20 30 时间 t 40 50 60
幅值 A
0.3
式中，C
t b dadb WTx b, a a a 2
2
d
是 b,a t 的傅里叶变换
t b a
小波变换的实质就是以基函数 号 x t 分解为不同频带的子信号
的形式将信
6000 4000 2000 0 0.8 0.6 0.4 0.2 频率 f 0 0 20 时间 t 60 40 80
小 结
以上部分分析非平 稳信号的分类以及 对应于各类信号的 时频分析方法。现 就各种方法的适用
范围总结如右：
d2
gn
用于瞬态分析的五种激励信号
用于瞬态分析的五种激励信号Pspice软件为瞬态分析提供了五种激励信号波形(称为瞬态源)供用户选用。
下面介绍这五种瞬态源的波形特点和描述该信号波形时涉及到的参数。
其中电平参数针对的是独立电压源。
对独立电流源，只需将字母V改为I，其单位由伏特变为安培。
(1).脉冲电源(VPulse)：P247习题脉冲信号是在瞬态分析中用得较频繁的一种激励信号。
描述脉冲信号波形涉及到7个参数。
表1列出了这些参数的含义、单位及内定值。
表2给出了不同时刻脉冲信号值与这些参数之间的关系。
下图为一具体实例。
图中给出了该波形对应的参数。
脉冲信号波形（例）表1描述脉冲信号波形的参数注：表中TSTOP是瞬态分析中参数Final Time的设置值；TSTEP是参数Print Step的设置值。
表2脉冲信号电平值与参数的关系(2).分段线性电源（VPWL: Piece-Wise Linear）：5.2节分段线性信号波形由几条线段组成。
因此，为了描述这种信号，只需给出线段转折点的坐标数据即可。
下图是一个分段线性信号波形实例。
图中同时给出了描述该波形的数据。
分段线性信号波形（例）(3).调幅正弦电源（VSIN: Sinusoidal Waveform）：5.1节描述调幅正弦信号涉及6个参数。
表3列出了这些参数的含义、单位和内定值。
表4给出了调幅正弦信号波形的变化与这6个参数的关系。
下图为一具体实例，图中同时给出了该信号波形对应的参数。
调幅正弦信号波形(例)注：表中TSTOP为瞬态分析中参数Final Time的设置值。
表4 调幅信号波形与参数的关系说明：此处描述的调幅正弦信号只用于瞬态分析。
若阻尼因子与偏置值均为0，则调幅信号成为标准的正弦信号，但是在进行3-6节介绍的AC分析时，本信号并不起作用。
(4).调频电源(VSFFM: Single-FrequencyFrequency-Modulated)描述调频信号需要5个参数，表5列出了这些参数的含义、单位和内定值。
11.1 仿真所需元器件和激励源(6)仿真器设置(1)
仿真器设置
傅里叶：属于频谱分析，可与瞬态分析同步，主要用来分 析电路中各个非正弦波的激励和节点的频谱，以获得电路中的 基频、直流分量及谐波等参数。在每次进行傅里叶分析后，分 析得到的谐波的幅值和相位的详细信息都将保存在项目输出文 件夹中的ProjectName.sim文件中，并显示在主窗口中。
仿真器设置
仿真器设置
传递函数分析：主要用来分析仿真电路的输入电阻和输出 电阻。 温度扫描分析Temperature Sweep：在定义的温度范围内对 应每个给定的温度对电路进行分析,产生一系列曲线。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仿真器设置
在上面的步骤全部完成后，单击仿真工具栏（“Mixed Sim”）中的仿真按钮，可对电路进行仿真。当系统以用户设定 的方式对原理图进行分析后，将生成后缀为.sdf的输出文件和后 缀为.nsx的原理图的SPICE模式表示文件，并在波形显示器中显 示用户设定节点仿真后的输出波形，用户可根据该文件分析并 完善原理图的设计。
《EDA技术》
仿真所需元器件和激励源(6)
仿真器设置
进入仿真设置环境：
单击菜单“设计”→“仿
真”→“Mixed Sim”命令或单
击仿真工具栏（“Mixed Sim”）
中的仿真按钮，系统将弹出如
图所示的仿真分析设置对话框。
仿真器设置
在进行电路仿真前，需要选择合适的仿真类型。 静态工作点分析:用于计算电路的直流工作点。由于工作点 分析的仿真参数均来自电路给定的参数，所以不需要用户进行 单独设置。 瞬态/傅里叶分析：在给定激励信号的条件下计算电路的响 应。
仿真器设置
瞬态：从时间零开始到用户设定的终止时间范围内进行的， 属于时域分析。系统将输出各个节点电压、电流及元件消耗功 率等参数随时间变化的曲线。瞬态分析在时间零和开始时间之 间只分析但并不保存结果，而在用户设定的开始时间（Start Time）和终止时间（Stop Time）之间才既分析并同时保存结果， 用于最后输出。
第2章 电路的瞬态分析(1)综述
U
1 2 We = CU C 2
单位：焦 [耳] (J)
uC 不能突变
d We 也可解释为 p d t 所以电容电压 u 不能发生突变,否则外部需要 向C 供给无穷大功率。
4、电容的串并联 电容串联
C2 u1 u C1 C 2
电容并联
u
u1 u2
uC
U
旧稳态
过渡过程
新稳态
t
换路后，u、i 都处于暂时的不稳定状态，所以电路 从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程又称为电
路的瞬态过程。
瞬态：过渡过程所处的状态
产生过渡过程的原因：物体所具有的能量不能跃变而造成
1.电路内部含有储能元件L、C -- 内因 w p t 能量的储存和释放都需要一定的时间来完成
2.电路结构、状态发生变化 -- 外因 电源的接通与断开、支路接入或断开、参数变化
研究过渡过程的意义 换路
过渡过程是一种自然现象，过渡过程的存在有利有弊。 有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的 方面，如在瞬态过程发生的瞬间，可能出现过压或过流，致 使设备损坏，必须采取防范措施。
二、激励和响应 激励：电路从电源或信号源输入的信号，又称输入 响应：在激励或内部储能作用下产生的电压和电流， 又称输出 1、零状态响应（外部激励引起） ——只由电源激励作用产生的响应 2、零输入响应（内部储能引起） ——只由储能元件作用产生的响应 3、全响应（ 内部激励+外部激励引起） ——零状态响应+零输入响应 （ 在线性电路中 ）
uC （ 0）
iL (0 ) iL (0 ) 1A
u（ u（ 0 C 0） C 0）
Multisim14电子系统仿真与设计第8章 Multisim14的仿真分析方法
8.4 瞬态分析（Transient）
选择瞬态分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：
通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以设 置分析开始的初始条件、分 析开始和结束的时间等。
输出(Output)选项卡设置 同直流工作点分析， 本例选 择为3号和4号结点的电压。 其余选项卡可采用默认设置。
完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：
本例选择电阻R1为扫描元件，设置其 扫描开始数值为1kΩ、结束数值为20kΩ、 扫描点数为4。选择扫描分析类型为瞬态分 析，并设置瞬态分析结束时间为0.01秒。从 仿真分析结果可见，R1在1kΩ~20kΩ之间 变化时，放大器的输出波形由饱和失真到 基本不失真。显然，R1=20kΩ比较合适， 此时输出波形基本不失真。
分析结果为谱密度曲线。其中， 上面的曲线是R1对输出结点噪声 贡献的谱密度曲线，下面的曲线 是Q1对输出结点噪声贡献的谱密 度曲线。
81交互式仿真interactivesimulation输出选项卡output用于设置在仿真结束进行数据检查跟踪时是否显示所有的器件参数当器件参数很多或者仿真退出的时间较长时可以选择不显示器件参数通常采用默认设置
第8章 Multisim14的 仿真分析方法
CHINA MACHINE PRESS
引言
8.3 交流扫描分析（AC Sweep）
交流扫描分析能完成电路的频率响应 分析，生成电路的幅频特性和相频特性。 分析中所有直流电源被置零，电容和电感 采用交流模型，非线性元件（二极管、三 极管、场效应管等）使用交流小信号模型。 无论用户在电路输入端加入了何种信号， 交流扫描分析时系统均默认电路的输入是 正弦波，并以用户设置的频率范围来扫描。
OrCAD操作指南
三．
Prob模块显示窗模拟示波器的显示效果,同时可对图形进行适当的分析。
在显示窗上增加图形。点击后出现下面对话框：
左边栏目选择要显示波形的节点处。右边栏目可选择计算公式。下边栏目列表达式。点击OK按键后，对应节点表达式的波形将显示在屏幕上。用这种办法可得到更多的显示信息。比如可用输入电压比输入电流得到输入阻抗。
噪声分析是计算电路各部分在各点频上的噪声等效为输入噪声源位置上的输入噪声。以此计算出等效输出噪声，结果以文件的形式输出。可在输出文件中查到。
Bias Point:
在分析偏置时，Pspice将电路中的电容开路电感短路，对各信号源取其直流电平值，用迭代法计算电路的直流偏置状态。
在Analysis type栏中选中bias Point,Options栏中选中Save Bias Point,Output file options栏选中Include detailed bias point information for nonlnear controlled sources and semiconductor,就可以进行偏置（直流工作点）分析了。Perform Sensitivity analysis用于直流灵敏度分析，Calculate small-signal DC gain用于计算直流传输特性分析。
傅立叶变换，进行时域分析后选此按键可进行傅立叶变换，结果以频谱显示在屏幕上。
文本标签，在屏幕上设置文本标签。
测试点坐标，测试任意点的坐标。
标注座标值。
*点击菜单栏的window/copy to clipboard可将屏幕显示的图形放入剪贴版，粘贴到word文档中。
各种激励信号的设置及瞬态分析
中南大学CAD实验题目各种激励信号的设置及瞬态分析学生姓名指导教师学院专业班级学生学号年月日一、实验目的1、了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。
2、掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。
二、实验内容1、正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。
（1）正弦信号voff=1v, vampl=2v, vfreq=1khz, phase=60, df=0, td=0（2）脉冲信号Pulse:v1=1v, v2=3v,per=2s, pw=1s,td=1s,tf=0.6s,tr=0.2s（3）PWL(piece-wise Linear) t1=0s, t2=1s, t3=1.2s,t4=1.3s, t5=2s, t6=3.5st7=4s,t8=4.5s V1=0, v2=2, v3=0.5, v4=2, v5=1, v6=3, v7=1, v8=22、对下图单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz 到20kHz任意选定。
根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。
设置如下：正弦信号：voff=1v, vampl=2v, vfreq=1khz, phase=60, df=0, td=03、在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。
FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(OUT)DC COMPONENT = 2.174553E+00HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZEDNO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)1 1.000E+03 5.468E+00 1.000E+00 -1.190E+02 0.000E+002 2.000E+03 1.451E+00 2.653E-01 -1.466E+02 9.135E+013 3.000E+03 1.265E+00 2.314E-01 5.004E-013.574E+024 4.000E+03 1.192E+00 2.180E-01 -2.589E+014.500E+025 5.000E+03 2.318E-01 4.240E-02 1.074E+02 7.022E+026 6.000E+03 8.352E-01 1.528E-01 9.329E+01 8.071E+02 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 4.433670E+01PERCENT出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
ANSYSMaxwell瞬态分析案例解析
1.Maxwell 2D: 金属块涡流损耗（一）启动W o r k b e n c h并保存1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。
2.进入Workbench后，单击工具栏中的 按钮，将文件保存。
（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。
2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。
在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。
3.选择菜单栏中Maxwell 2D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1)Geometry Mode:Cylinder about Z(2)Magnetic:Transient(3)单击OK按钮4.依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。
（三）建立几何模型和设置材料1.选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令，创建长方形在绝对坐标栏中输入：X=500，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=20，dY=0，dZ=500，并按Enter键2.选中长方形，选择菜单栏中Edit→Duplicate along line命令在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=50，dY=0，dZ=0，并按Enter键弹出Duplicate along line对话框，在对话框中Total Number:3，然后单击OK按钮。
3.选中3个长方形右击，在快捷菜单中选择Assign Material命令，在材料库中选择Aluminum，然后单击OK按钮。
电工学2章电路的瞬态分析
25
第
2
章 电
t
t
uC = U0e RC = U0e
路
的 瞬 态
iC
=C
duC dt
=－
U0 R
e
t
=－I0 e
t
分
析
= RC
uC iC
U0 RC电路的 时间常数
t = uC = 0.368 U0 t = 3 uC = 0.05 U0
uC
O
iC
t
－I0
电流发生突
16
第
2
章
电 无互感存在的两电感线圈串联时,等效电感为
路
的
瞬 态
L＝ L1＋L2
分
析
无互感存在的两电感线圈并联时,等效电感为
1 = 1＋1 L L1 L2
大连理工大学电气工程系
17
第
2
章 电感图片
电
路
的
瞬
多层空心电感线圈
态 分 析
双层空心电感线圈
磁棒电感线圈
磁珠电感 贴片电感
铁心电感线圈
工字形电感线圈
3
第
2
章 电
换路后，旧的工作状态被破坏、新的工作状态
路 在建立，电路将从一个稳态变化到另一个稳态，
的 瞬 态
这种变化往往不能瞬间完成，而是有一个瞬态 过程。
分 析
电路在瞬态过程中所处的状态称为瞬态状态，
简称瞬态。
换路后为什么会有瞬态过程？ 换路是引起瞬态过程的外因。
电容中的电场能和电感中的磁场能的不能突变 是引起瞬态过程的内因。
稳态值用 u () 和 i () 表示 电路达到新稳态 时电流和电压
瞬态分析(时域分
瞬态பைடு நூலகம்析(时域分析)
• 仿真设置：
瞬态分析(时域分析)
• 实训一：分析RC电路充放电特性；
• 实训二：分析图中放大电路对10kHz正弦信号的
电压增益，改变R5和C1的值，观察电压增益的变 化情况。
• 实训三：分析P81图3-1对100Hz正弦信号的电压 增益；
时域分析时域分析法信号的时域分析控制系统时域分析matlab时域分析线性系统的时域分析连续系统的时域分析有限时域差分法有限时域差分光时域反射仪
瞬态分析(时域分析)
1仿真功能：在给定输入激励信号作用下，计算
电路输出端的瞬态响应。
2仿真过程：首先计算电路的初始状态(t=0)；然
后设定的分析时间范围内选取时间步长，计算输出 端在不同时刻的输出电平。 3激励源(五种)：脉冲信号(VPUL IPUL)、正弦调幅 信号(VSIN ISIN)、指数信号(VEXP IEXP)、调频信 号(VSFFM ISFFM)和分段线性信号(VPWL IPWL)。
二阶系统的瞬态响应实验报告
二阶系统的瞬态响应实验报告二阶系统的瞬态响应实验报告引言：在控制系统中，瞬态响应是指系统在受到外部激励后，从初始状态到达稳定状态所经历的过程。
而二阶系统是一类常见的动态系统，其特点是具有两个自由度。
本次实验旨在通过对二阶系统的瞬态响应进行实验研究，探索其特性和性能。
实验目的：1. 理解二阶系统的结构和特性；2. 掌握二阶系统的瞬态响应分析方法；3. 通过实验验证理论模型的准确性。
实验装置与方法：本次实验采用了一台二阶系统实验装置，其中包括了一个二阶系统模块、信号发生器、示波器等设备。
实验步骤如下：1. 搭建实验装置，确保各设备连接正确并稳定；2. 设定信号发生器的输入信号频率和幅值；3. 通过示波器观察和记录系统的输出响应；4. 改变输入信号的频率和幅值，重复步骤3。
实验结果与分析：通过实验观察和记录，我们得到了二阶系统在不同输入信号条件下的瞬态响应曲线。
根据实验数据，我们可以进行以下分析：1. 频率对瞬态响应的影响：在实验中，我们分别设定了不同频率的输入信号，并观察了系统的瞬态响应。
结果显示，当输入信号的频率较低时，系统的瞬态响应较为迟缓，需要较长时间才能达到稳定状态。
而当输入信号的频率较高时，系统的瞬态响应较为迅速，能够更快地达到稳定状态。
这说明在二阶系统中，频率对瞬态响应具有显著影响。
2. 幅值对瞬态响应的影响：我们还通过改变输入信号的幅值，观察了系统的瞬态响应。
实验结果显示，当输入信号的幅值较小时，系统的瞬态响应较为平缓，没有明显的过冲现象。
而当输入信号的幅值较大时，系统的瞬态响应会出现过冲现象，并且需要更长的时间才能达到稳定状态。
这表明在二阶系统中，幅值对瞬态响应同样具有重要影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了二阶系统的瞬态响应特性。
实验结果表明，频率和幅值是影响二阶系统瞬态响应的重要因素。
频率较低和幅值较小的输入信号可以使系统的瞬态响应更加平缓和稳定。
而频率较高和幅值较大的输入信号则会导致系统瞬态响应更快和过冲现象的出现。
瞬态实验报告orCAD讲解
实验报告实验名称瞬态分析课程名称电子电路计算机辅助设计院系部:电气与电子工程学院专业班级：电子1301学生姓名：韩辉学号: 1131230106同组人:实验台号:指导教师:高雪莲成绩：实验日期:华北电力大学实验原理1.瞬态分析（1）瞬态分析定义：在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。
进行瞬态分析时，首先计算t=0时的电路初始状态，然后从t=0到某一给定的时间范围内选取一定的时间步长，计算输出端在不同时刻的输出电平。
分析结果保存在dat文件中，可用probe模块分析显示波形结果。
（2）PSpice可对大信号非线性电路进行瞬态分析，即是求电路时域响应，所以也叫时域扫描（Time Domain）。
可在给的激励信号（激励信号有脉冲信号、分段线性信号、正弦调幅信号、调频信号和指数信号）情况下，求电路输出的时间响应、延时特性，也可在没有激励信号的情况下，仅依电路存储能量，求得振荡波形和周期等。
（3）参数设置：•Run to：瞬态分析终止的时间•Start saving data：开始保存分析数据的时刻•Maximum step：分析时间的步长设置。
Pspice会根据分析时间自动调节分析步长，但是也能够设置该值。
•Skip the initial transient bias point calculation：是否进行初始偏置点运算，如果跳过，偏置条件由电感、电容等器件的初始条件确定。
•Print values in the output: 输出数据的时间步长，若该值与瞬态分析中采用的时间值不相同，pspice将采用二阶多项式插值的方法从瞬态分析结果推得需要输出数据的各个时刻输出电平值。
2.傅立叶分析（1）傅立叶分析作用：在瞬态分析完成后，通过傅立叶积分，计算瞬态分析输出结果波形的直流、基波和各次谐波分量。
一般情况下，傅立叶分析的采样时间间隔与瞬态分析中的打印时间步长相同。
如果该步长大于瞬态分析终止时间的1%，则取后者为傅立叶分析是采样时间间隔并采用二阶插值的方法，确定每一采样点的信号电平值。
Orcad PSpice
Orcad PSpiceOrCAD PSpice培训教材培训目标:熟悉PSpice的仿真功能,熟练掌握各种仿真参数的设置方法,综合观测并分析仿真结果,熟练输出分析结果,能够综合运用各种仿真对电路进行分析,学会修改模型参数。
一、 PSpice分析过程设置仿真参数绘制原理图运行仿真观测并分析仿真结果二、绘制原理图原理图的具体绘制方法已经在Capture中讲过了，下面主要讲一下在使用PSpice时绘制原理图应该注意的地方。
1、新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit2、调用的器件必须有PSpice模型首先，调用OrCAD软件本身提供的模型库，这些库文件存储的路径为Capture\Library\pspice，此路径中的所有器件都有提供PSpice模型，可以直接调用。
其次，若使用自己的器件，必须保证*.olb、*.lib两个文件同时存在，而且器件属性中必须包含PSpice Template属性。
3、原理图中至少必须有一条网络名称为0，即接地。
4、必须有激励源。
原理图中的端口符号并不具有电源特性，所有的激励源都存储在Source和SourceTM库中。
5、电源两端不允许短路，不允许仅由电源和电感组成回路，也不允许仅由电源和电容组成的割集。
解决方法:电容并联一个大电阻，电感串联一个小电阻。
6、最好不要使用负值电阻、电容和电感，因为他们容易引起不收敛。
三、仿真参数设置2PSpice能够仿真的类型在OrCAD PSpice中，可以分析的类型有以下8种，每一种分析类型的定义如下:直流分析:当电路中某一参数(称为自变量)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)。
交流分析:作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。
噪声分析:计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源(独立的电压或电流源)上。
即计算输入源上的等效输入噪声。
激励器作用和使用方法技巧
激励器作用使用激励器提高声音的清晰度，可懂性和表现力。
使声音更加悦耳动听，降低听激励器音疲劳，增加响度。
虽然激励器只给声音增加了0.5dB左右的谐波成分，但实际听起来，音量好像增加了10dB左右。
使声音的听觉响度明显增加，声音图像的立体感，以及声音的分离度的增加；改善了声音的定位和层次感，还可以提高重放声音的音质，磁带的复制率。
因为声信号在传送和录制过程中会损失高频谐波成分，出现高频噪声。
此时前者用激励器先对信号进行补偿，后者可用滤波器将高频噪声滤掉后，再营造出高音成分，保证重放音质。
激励器的调节需要音响师对系统的音质和音色进行判别，再根据主观听音评价进行调整。
编辑本段激励器使用改善music音频质量利用听觉激励器提高系统的处理能力，达到改善EFP音频质量的目的。
听觉激励器目前，在激励方式进行音频信号处理方面，有听觉激励器(Aural Exciter)、激励处理软件和激励电路。
其中专业听觉激励器比较适合EFP。
听觉激励器激发的谐波信号是经过仿真设计的，可以类比于人工混响模拟厅堂声学特性。
因此，不应简单地把这种人工谐波的产生看作原信号“失实”并等同于失真。
激励器的设计目的是恢复音频信号所丢失的谐波成份，有效地扩展高频带宽并提高信噪比，从而提高声音还原的清晰度和表现力。
而且，这些谐波的电平非常低，对信号的功率几乎不产生影响。
由于激励器具有上述优点，利用它对信号进行处理，可以提高声音质量。
实践中我们采用Aphex Aural Exciter-Ⅲ-250 (简称Ax-Ⅲ-250)专业听觉激励器。
Ax-Ⅲ-250为双通道处理器，每一个通道均包括相同的两个音频路径，即主信号路径(Main Path)和旁链受激励信号路径(Sidechain Path)。
主路径把来自输入级的音频信号直接送到输出级，基本上不加任何处理；旁链路径则包含激励器的所有“心脏”电路。
两路音频信号在加法电路级上混合，混合比例由Mix功能控制。
瞬态信号分析解读
2、小波与小波变换
小波：由基本小波 t 通过伸缩a和平移b产生的一个函数
b,a t 称为小波 族
注：a是伸缩因子，改变a可使函数的波形沿时间轴伸展或 压缩 b是平移因子，改变b可使函数的波形沿时间轴移位
小波变换：信号x t 的小波变换定义为：
反变换：
1 xt C
间变化的情况。因此，引入了信号的时频分析概念
2、基本思想
设计时间和频率的联合函数，用它同时描述信号在不
同时间和频率的能量密度或强度。时间和频率的这种联合 函数简称为时频分布。
3、方法分类 短时傅里叶变换(STFT) 线性时频分布 Gabor展开 小波变换 Winger-Ville分布 二次时频分布
小波变换与傅里叶变换的比较
傅里叶变换
短时傅里叶变换
小波变换
由上图可以看出，小波变换就是用小波基函数 代替傅 j 2ft 里叶变换中的基函数 e 以及短时傅里叶变换中的基函数
ht e j 2ft
t b a
3、小波分解(Mallat算法)
gn
d1
gn
x t
分 解 原 理
hn
d2
gn
c1
hn
c2
hn
k
d j 1
注：
g n - -小波系数 hn - -尺度系数
* j cnj 1 hk c 2 n k * j d nj 1 g k c 2 n k k
c j 1
分解算法
逼近信号
细节信号
小波重构
重构算法与上述分解算法恰好相反，重构算法的表达 式为：
Wigner-Ville分布有许多优良的特性，诸如时移不变性、 频移不变性、时域有界性、频域有界性等等。
PSPICE_Orcad
输出变量的基本表达式
电压变量：
V（节点1）-节点1对地的电压， V（节点1,节点2）节点1、节点2间的电压 如：V(R1:1) - 也可V1(R1), V(R1:1,R1:2) V（Q2:C) - 也可VC(Q2) 对多端器件：V(Q4:B,Q4:C)-也可VBC(Q2)
电流变量：
I(元器件编号[：引出端名]) 如：I(Q1:C) - 也可IC(Q1) 对二端无源器件，不要给出引出端名,即： I(元器件编号)-规定电流从1端流进，2端流出，如： I(R1)，I(C1) 对独立源， I(独立源编号)，如：I(V1)，规定电流从 正端流进，负端流出
RC1 10k C1 out1 5p RS1 V1 0Vdc 1k Q1 Q2N2222 Q2 Q2N2222 out2
RC2 10k
RS2 1k
0
Q3 Q2N2222 Q4 Q2N2222 V2 VDD 12V V3 VEE -12V VEE
0
0
直流工作点分析（Bias Point Detail）、直流灵敏度分析（DC Sensitivity）、直流传输特性分析（Transfer Function ）可在同一 Profile中设置
例：1.23k、1.23E3和1230均表示同一个数。 特别注意：100meg=100e6,100m=100e-3
Pspice A/D中的单位 采用实用工程单位制，即：
时间单位为秒（s） 频率单位为赫兹(Hz) 电流单位为安培(A) 电压单位为伏特(V) 代表单位的字母可以省去，如表示470千欧 姆电阻： 470K, 4.7E5, 470KOhm
AC分析输出变量波形示例
1 15V 2 40 3 -0d
10V
20
cad课件第六讲 瞬态分析与逻辑模拟
Fig. 123a
Fig. 123b
Fig. 123 fourier
Fig. 125 10uF
Fig. 124 output
Fig. 126 10uF-fourier
第七章 逻辑模拟
2、单击[Create]钮，出现 、单击 钮 出现Simulation SettingTRAN对话框，并作如下设置： 对话框， 对话框 并作如下设置：
(1)Run to Time栏 本暂态分析的终止时间。 (2)Start saving data after栏:由0秒起到本设置之前的计算数据均不 予记录。 (3)Maximum step size栏:设置各记录点间的时间间隔
举例：
1、学习时域分析信号源的设置。 2、学习暂态分析（Transient Analysis）的设置。
步骤一：设置暂态分析（Transient Analysia）参数
1、选择 选择Pspice\New
Simulation Profile或单击 或单击 工具栏上的按钮,打开 打开New Simulation对话框， 对话框， 工具栏上的按钮 打开 对话框 栏中输入本仿真文件的名称TRAN。 在Name栏中输入本仿真文件的名称 栏中输入本仿真文件的名称 。
Fig. 118 Sch
Fig. 119 Vpluse Property
Fig. 120 setting
Fig. 120a
Fig. 122 Probe
Fig. 121 output (Maybe wrong!)
• The dc component is 0. • The Fourier series has only sine terms; the an coefficients are 0 for all values of n. • Only the odd sine terms are nonzero; the bn coefficients are 0 for even n. • Because of the form of the an‘s and the bn ‘s, the Fourier coefficients are expressed in magnitude and phase-angle form
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各种激励信号的设置及瞬态分析
学院:物理与电子学院
班级:电信1004班
姓名:
学号:
2012年10月30
一、实验目的
1、了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。
2、掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规
定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。
二、实验内容
1、正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。
2、对下图单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz 到20kHz任意选定。
根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。
3、在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。
FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(V_V1)
DC COMPONENT = -1.719473E-08
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE RMALIZED
NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)
1 1.000E+03 5.000E-03 1.000E+00 -3.067E-04 0.000E+00
2 2.000E+0
3 2.640E-08 5.281E-06 -1.587E+02 -1.587E+02
3 3.000E+03 1.869E-08 3.739E-06 1.675E+02 1.675E+02
4 4.000E+03 1.066E-08 2.133E-06 1.355E+02 1.355E+02
5 5.000E+03 4.034E-09 8.069E-07 1.563E+02 1.563E+02
6 6.000E+03 9.503E-09 1.901E-06 -1.748E+02 -1.747E+02
TOTAL HARMONIC DISTORTION = 7.118649E-04 PERCENT
JOB CONCLUDED
TOTAL JOB TIME .77
三、实验结果总结与分析
瞬态特性分析的目的是在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。
傅里叶分析的作用是在瞬态分析完成后，通过傅里叶积分，计算瞬态分析输出结果波形的直流、基波和各次谐波分量。
因此，只有在瞬态分析后才可能进行傅里叶分析.
通过本次实验,我们更深刻的理解正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号下的波形，让我们对这些信号工作下的电路有了更加直观的了解，并且对以后的学习打下了扎实的基础。