ORCAD 电路基本特性分析 实验报告

项目名称：电路基本特性分析

一、实验预习部分：

1、实验目的：

（1）进一步熟悉OrCAD/Capture绘图软件的电路图绘制方法、电路图编辑模块PAGE EDITOR的命令系统以及针对实际情况对电路元素属性参数进行编辑和修改的方法；

（2）学会使用Pspice对模拟电路分析设计的基本过程，重点掌握直流工作点分析、直流传输特性分析、交流小信号频率特性分析，瞬态特性分析等的分析方法及结果分析；

（3）了解直流灵敏度分析、直流特性扫描分析、噪声分析，傅里叶分析等的分析原理及过程；

2、实验原理：

模拟电路分析计算的基本过程：

建立模拟类型分组的步骤：

模拟分析计算：

执行PSpice|RUN命令，即调用PSpice进行电路特性分析。此时，屏幕上出现PSpice 窗口。显示模拟分析的具体进展情况，模拟结果分别生成以DAT和OUT为扩展名的两种结果数据文件。

电路模拟结果分析：

模拟结果信号波形分析：

基本的电路特性分析结果存放在以DAT为扩展名的数据文件中。若模拟分析过程正常结束，即可调用波形显示和分析模块Probe，采用人机交互方式，以DAT结果数据文件为输

入分析模拟结果。

出错信息显示分析：

若电路图中存在问题、分析参数的设置不合适或模拟计算中出现不收敛问题，都将影响模拟过程的顺利进行，这时屏幕上将显示出错信息。用户应根据对出错信息的分析，确定是否修改电路图、改变分析参数的设置或采取措施解决不收敛问题。然后，再进行模拟分析。

模拟结果输出文件查阅：

有些电路特性的模拟结果存放在以OUT为扩展名的输出文件中。这是一个ASCII码文件。执行PSpice|View Output File子命令，即可查阅。

3、实验仪器：

装有Pspice软件的计算机一台

4、实验步骤及方法：

（1）对实验一中RC串并联电路进行AC分析和瞬态分析（Transient Analysis）。

①按照要求绘制RC串并联电路电路图；

②建立RC串并联电路电连接网表文件；

③建立模拟类型分组，并根据电源频率等参数进行参数设置。

AC分析：其作用是：计算电路的交流小信号频率响应特性。分析时首先计算电路的直流工作点，并在工作点处对电路中各个非线性元器件作线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路；然后使电路中交流信号源的频率在指定的范围内变化，并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。

瞬态分析（Transient Analysis）：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。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到某一指定的时间范围内取一定的时间步长，计算输出端在不同时刻的输出电平。

④运行AC分析或瞬态分析（Transient Analysis），得出分析结果。

（2）对实验一中单管共射放大器分别进行Bias point分析、AC分析和瞬态分析（Transient Analysis）。

要求：a）在瞬态分析（Transient Analysis）中观察并计算放大器的动态特性；

b)当输入为正弦信号时，观察并计算电压放大倍数和输出与输入的相位差。

①按照要求绘制单管共射放大器电路的电路图；

②建立RC串并联电路电连接网表文件；

③建立模拟类型分组，并根据电源频率等参数进行参数设置。

Bias point分析：在分析过程中PSpice将电路中的电容开路，感短路，对各个信号源取其直流平均值，然后用迭代的方法计算电路的直流偏置状态。其中包括：各节点电压、流过各个电压源的电流、总功耗，以及所有非线性受控源和半导体器件的小信号（线性化）参数。

AC分析、瞬态分析（Transient Analysis）重复RC串并联电路进行AC分析和瞬态分析（Transient Analysis）过程，但注意电源参数、分析参数根据共射放大电路要求进行设置。（3）对实验一中的积分式正弦发生器进行瞬态分析，并分析两个运放输出端的正弦信号波形的相位差和它们的周期。(C=C1=C2=C3=1uF，R=R1=R2=R3=1k,ω0＝1/RCV1=V2=12v)

①电路图的绘制，并按照上述要求进行参数设置；

②建立RC串并联电路电连接网表文件；

③建立模拟类型分组，并根据电源频率等参数进行参数设置（具体如上述步骤）。

④运行瞬态分析（Transient Analysis），得出分析结果。

5、注意事项：

①电路中交流信号源的选用：VAC信号源主要用于Bias point分析、TF分析、DC Sweep、

和AC 分析，而瞬态特性分析主要用VSIN 信号源；

②电路特性的分析参数设置要以实际参数为参考，不能盲目给定分析参数； ③电路特性分析的参数要符合Pspice 软件要求； ④结果分析要实事求是，不能篡改实验结果。

二、实验过程记录部分

1、实验过程记录：

（1）RC 串并联电路： ①电路图：

VOFF = 0AC = 1

②AC 分析参数设置：

③TF 分析参数设置：

④瞬态分析参数设置：

（2）单管共射电路： ①电路图

VOFF = 0

②Bias point 、TF 分析参数设置：

③AC 分析参数设置：

④Transient Analysis：

（3）正弦波产生电路①电路图

②TF分析参数设置：

③瞬态分析参数设置：

2、实验现象及原始数据记录（1）RC串并联电路：

①AC分析结果：

②TF分析结果：

③瞬态分析结果：

（2）单管共射电路：①Bias point分析结果：

②TF分析结果

③AC 分析结果：

④瞬态分析结果：

输入信号

输出信号

（3）正弦波产生电路

1n

①TF分析结果：

静态工作点：

TF分析：

②瞬态分析结果：

三、实验结果与讨论

1、数据处理及实验结果分析：

（1）RC串并联电路

①AC分析结果与理论值相符；

②TF分析为直流传输特性分析，且直流状态下电容为开路，输入电阻为无穷大，输出电阻为10K，故输出电压与输入电压比值为0，与理论值相符。

③瞬态分析，R1与C1串联支路和R2与C2并联支路相串联，进行分压，故输出电压小于输入电压，定性分析结果正确。

定量分析：

（2）单管共射放大电路

①静态工作点： 理论值：

Pspice 分析结果：

相对误差：

实验结论：由相对误差处在误差允许范围内，分析结果正确。 ②AC 分析： 计算值

Pspice 分析结果：

相对误差：

实验结论：

③瞬态分析： 计算结果：

Pspice 分析结果： 电压增益：

805400)1()()()(==+==

mV

mV

V out V in V out V A v

相对误差：

实验结论： （1）

（2）由Pspice 分析波形可见，当输入为正弦信号时，输入输出相位差为180°。 （3）积分式正弦波发生器

由Pspice 分析波形可见，两个运放输出端的正弦信号波形（)2()1(out out v v 、）的相位差约为90°，它们的周期均为0.085ms .

2、实验改进、心得体会及思考：