理工大学电路计算机辅助分析实验报告

理工大学电路计算机辅

助分析实验报告

Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

1)图是音频放大器驱动扬声器电路（交叉混叠电路）。三个扬声器具有不同的频

率响应范围，为了得到在整个音频范围内都很始终的音色平衡，设计了此电

路。Llow=，

Cmid=，

Lmid=270uH,Chigh=,R=8Ω

2)λ1=；星形负载

额定功率是

P2=，功率因数λ

2=.

a)计算负载每

相等效阻抗、

等效电阻和等

效电感；

b)保持所有开

关为接通状

态，分析两种

负载的线电

流、总线电流

和中线电流有效值，并把这些电流值作为参考；

c) S1断开，气态开关接通，定性分析哪些电流相对参考值会发生变化用仿真

结果加以验证;

d) S2断开，其他电源接通，定性分析哪些电流相对参考值会发生变化用仿真

加以验证；

e) S3断开，气态开关接通，定性分析哪些电流相对参考值会发生变化用仿真

加以证明；

f) S0、S1和S2断开，其他接通，定性分析那些电流相对参考值会发生变化用

仿真加以验证。总结中线作用。

3.仿真结果与分析

1)

（a）

在不同频率时，三个喇叭的响应不同，Speaker1是低频喇叭，Speaker2是中

频喇叭，Speaker3是高频喇叭，低频时Speaker1感抗很小，Speaker1功率

高；中频时Speaker2开始串联谐振，阻抗很小，Speaker2功率高；高频时

Speaker2容抗很小，Speaker3功率高，三个喇叭相应不同的频率，使不同频

率的声音信号都有很好的响应。

（b）

在不同频率时

电路总电流峰

峰值有所不

同，但整体上

相差不多，

1kHz方波时

电流波形图见

左图，电流峰

峰值为；

10kHz时，电

流波形图见右

图，电流峰峰值为

2)

a)电路为星形和三角型并联接入三相电源，可以将三角形负载等效成星形负载计算后再等效回来。

星形电路：3*U*I*λ=2000;

U=220V,得I=；Zeq=U/I∠=∠37°

Zeq=+ 等效电阻Ω等效电感L=。

三角型电路：同理等效成星形电路解得：Zeq=+

三角形负载等效电阻为Ω，等效电感。

b)i2A=i2B=i2C=220/=; i1A=i1B=i1C=*380/=；

iA=iB=iC=；i0=0A；

iAB=iBC=iCA==；

c)理论：S1断开，i1A、i1C由线电流变为相电流i1B/=;iA、iC变为； iCA变为0，其他电路电流全不变，

仿真结果： i1A、i1C变为；iA变为 iC变为, iCA变为其他电流不变

2)使负载电阻减小到原来的一半，再观察输出电压波形；

3)自行设计电路参数，是图（b）满足积分电路条件，开关断开，观察输入输出电压；

4)使负载电阻减小到原来的一般，再观察输出电压波形；

5)将开关闭合，再观察输出电压波形。

3.仿真结果与分析

图（a）电路为无源积分电路，同时也是个低通滤波电路。选择电路参数为R1=100Ω，Cf=1uF，RL=1000Ω。时间常数

t=(R1//RL)*Cf=100us，也就是电容充电到倍的稳定值。可以看出，只有电容充放电的前半个时间常数t时，积分线性度比较好。则输入方波的周期至少要小于时间常数t时才有较好的线性积分，输出三角波。

右图上所示为方波周期等于时间常数时输出波形，三角波线性度还算是比较不错，同时峰峰值只有方波的四分之一：，由于电容是充放电，当提高方波的频率时，对应的充电时间缩短，则输出三角波峰峰值也会衰减，由于频率高时电容充放电几乎为线性，所以频率提高的倍数几乎等于三角波衰减的倍数。右图下所示为输入频率为10kHz，周期为时间常数的倍的时候，三角波线性很好，同时峰峰值为199mV约为输入1kHz是输出三角波峰峰值的倍。

频率提高10倍，幅值相应的要衰减10倍

图（b）为有源线性积分，积分方程为

要保证输入频率恰好使电容饱和就立刻放电，这样出现完美三角波

否则就会出现三角波跳变的情况，这是每次充放电的开始都是从+-VCC开始，如果当前电容积分导致输出还没到VCC就放电，那么输出会跳变到VCC从VCC开始放电。就会出现右面那种情况

当开关闭合时有源积分电路与无源积分电路积分相同，可按第一种情况进行分析。4.个人体会与总结

这个实验看起来很简

单，参数可以调出来，但事实上确实很复杂，要完全搞清楚实验原理却不容易，难于理解输出波形与电路中每个参数的关系。本以为有源积分电路应该比无源电路简单，事实上通过理论的计算却无法完全与仿真结果拟合，总有一定的偏差，也没完全理解，可以定性的分析电路，但是精确地定量的分析还比较困难。