电路计算机仿真分析

电路计算机仿真分析

实验报告

学院：电气工程学院

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预备实验Orcad Pspice 的操作和分析过程

一、实验目的

熟悉Orcad Pspice 的操作和分析过程。

实验示例

阅读实验指导书，查找相关资料了解Orcad Pspice 的详细过程。上机查看相关视频：

1、了解Pspice 的启动，电路图的绘制；

2、修改元器件的标号和参数；

3、设置分析功能；

4、仿真前的准备工作；

5、仿真过程；

6、了解库、库元件；

7、了解分析设置的方法。

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。

（2）学习用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、原理和说明

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，首先在capture环境下编辑电路，采用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。需要强调的是，Pspice软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的，因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。此外，一个元件为一条“支路”（branch），要注意到支路（也就是元件）的参考方向。对于二端元件参考方向定义为正端子指向负端子。

三、实验过程

1、示例说明：应用Pspice求解下图所示电路各节点电压和各支路电流。

2、操作步骤

（1）启动Orcad capture,新建工程Proj1,选项框选择Analog or Mixed A/D.类型选择为create a blank project。

（2）在原理图界面上点击Place/Part或右侧快捷键。

（3）首先增加常用库，点击Add Library,将常用库添加进来。本例需要添加Analog(包含电阻、电容等无源器件)。在相应的库中选取电阻R，电流源IDC。

点去Place/Ground选取0/Source以放置零节点（每个电路必须有一个零节

点）。

（4）移动元器件到适当位置，右键单击器件进行适当旋转，点击Place/Wire或快捷键将电路连接起来（如下页图所示）。

（5）双击原器件或相应参数修改名称和值。

（6）在需要观察到位置放置探针。

（7）保存原理图。

3、仿真

（1）点击Pspice/New Simulation Profile，输名称（例如输DC1）；

（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。在本例中未设置其它分析，窗口无显示内容，关闭该窗口。

（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

选做实验图

以图所示的直流电路为例，要求对这个电路进行以下两方面的分析：

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：

a.单击Pspice/Edit Simulation Profile,打开分析类型对话框，建立分析类

型。对直流电路的扫描分析要选择“DC Sweep….”。选中后，打开下一级对话框“直流扫描分析参数表”，并设置为：“Sweep ”选择“Voltage Source”;“Sweep Type”选择“Linear”;“Name”选择“Vs1”;“Start Value”输“0”，“End Value”输“12”,”Increment”输“”。

b.运行Pspice的仿真计算程序，进行直流扫描分析。

c.对于图中电路，电压源US1的电压设置在0到12V之间变化，显示的波形就

是负载电阻RL的电流IRL随USL变化的波形：

d.为了得到数值结果，可以从“Special”库取“IPRINT”，把它串联到测量

点上。例如图中电路，可把“IPRINT”与“RL”串联。这时“dc=1”，其余可以缺省。当在“直流扫描分析参数表”中设置的分析参数“Incement”为“1”时，运行仿真。在Capture窗口单击pspice/view output file，数据输出为：

V_Vs1 I(V_PRINT1)

ｅ．IRL与US1的函数关系为：

IRL=+12)US1=+

一、思考与讨论及实验结果分析

（1）根据两图及所得仿真结果验证基尔霍夫定律

答：由示例仿真结果知

第一组方程：Idc1+IR2=+==IR1,Idc2==IR2+IR3；

第二组方程：Vidc1+VR1=4+(-4)=0,VR1+VR2+VR3=4+2-6=0,Vidc2+VR3=6-6=0;

由以上两组方程知道，各支点流进电流等于流出电流，各回路电压压降和为0，故结果验证了基尔霍夫定律。

（2）怎样理解电流IRL随US1变化的函数关系这个式子中的各项分别表示什么物理意义

答：IRL与US1的函数关系为：IRL=+12)US1=+。式子中IRL表示流过电阻IRL 的电流，US1表示电源电压。

（3）对图中的电路，若想确定节点电压Un1随US1变化的函数关系，如何使用Pspice软件

答：直流扫描分析。单击Pspice/Edit Simulation Profile,打开分析类型对话框，建立分析类型。对直流电路的扫描分析要选择“DC Sweep….”。选

中后，打开下一级对话框“直流扫描分析参数表”，并设置为：“Sweep ”

选择“Voltage Source”;“Sweep Type”选择“Linear”;“Name”选择

“Vs1”;“Start Value”输“0”，“End Value”输“12”,”Increment”

输“”。运行Pspice的仿真计算程序，进行直流扫描分析。对于图中电路，

电压源US1的电压设置在0到12V之间变化，显示的波形就是负载电阻RL