电路计算机辅助设计及仿真

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仿真方案选择如图 2 所示。
图2 3 理论分析 图 1 所示电路中，已知 us1 = 40v us2 = 40v, ������1 =4Ω ，R 2 =4Ω , R 3 =5Ω ， R 4 =10Ω ，R 5 =8Ω R 6 =2Ω , 求通过R 3 的电流i3 ，电路图如图 3 所示。
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专 业 14 自动化 设 计 起 止 日 期 班 级 1班 姓 名
2015 年 12 月 28 日—2016 年 1 月 1 日
设计题目：电路计算机辅助设计及仿真 设计任务（主要技术参数） ： 一． 主要技术参数 （已知条件） ：
已知 us1 = 40v us2 = 40v, ������1 =4Ω ， R 2 =4Ω , R 3 =5Ω ， R 4 =10Ω ， R 5 =8Ω 通过R 3 的电流i3 。 R 6 =2Ω , 求
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图 13
图 14
5 结论
仿真结果与理论结果相同，所以本次仿真结果正确。
6 心得体会
通过这次课程设计，我真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意 识到前些年电路设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也 有乐。在这次课程设计进程中，我也碰到了良多问题我同样是查阅资料，虽找到了原理框
图 10 沈阳大学
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图 11 最后，将各电阻和电压源用导线连接并接地，实验原理图如图 12 所示。
图 12 4.2 仿真 本设计选用了直流工作点的分析和傅里叶波形的分析两种仿真方案。电路 仿真是指在计算机上通过软件来模拟具体电路的实际工作过程,并计算出在给定 条件下电路中各节点(包括中间节点和输出节点) 的输出波形。电路仿真是否成 功，取决于电路原理图，电路的网表结构以及仿真设置等。 仿真结果如图 13，图 14 所示。
图，但数字下角标最后还是没做出来，可能是 WORD 版本的原因，最后实在没有办法，只 能用字符大小来做。在此，我深表遗憾! 这次课程设计让我学到了许多，不仅是坚固了先前学的电路、物理的实践常识，而且 也培育了我的着手才能，更让我们学会了 DXP 的基础操作。盼望今后相似这样课程设计、
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二．利用软件画出电路原理图并仿真 三．编写设计说明书 指导教师评语：
成绩：
签字：
年
月
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1 课程设计的目的
电路分析课程是电类专业的主要技术基础课。通过本课程的学习，能够使学 生掌握近代电路理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的 初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。 电路分析课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节， 是对课程理 论和课程实验的综合和补充。学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、 计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整 的设计过程， 将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路 基本设计方法的同时， 加深对课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基 础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力， 以及工程意识和创新能力。 2 课程设计方案的确定 2.1 电路的选择 图 1 所示电路中， 已知 us1 = 40v us2 = 40v, ������1 =4Ω ， R 2 =4Ω , R 3 =5Ω ， R 4 =10 Ω ，R 5 =8Ω R 6 =2Ω , 求通过R 3 的电流i3 。
R2+us2=40V
再求右侧无源一端口的等效电阻 Rcd= ������4+������5+������6 =5Ω 图 1 可以简化为图 6 所示电路。通过 R3 电流为 I3=������ +������3+������������������ =3.53A
������������ ������4(������5+������6)
图3
图4
图5
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图6 解 ：将 R3 的左，右两部分的电路都看为一端口加以简化。左侧是是一个含 源端口 （见图 4） ， 就开路电压及等效电阻较为方便。 它的等效电路如图 5 所示， 其中 R=Req=������1+������2=1.33Ω us=uoc=R2i+us2=
������������ 1−������������ 2 ������1+������2 ������1������2
图1 2.2 仿真软件的确定 Protel DXP 是一款优秀的电路设计软件,集电路原理图设计、PCB 设计及仿 真为一体,已经成为高等学校电类专业电路 CAD 课程教学的主要内容。Protel 软 件在单片机课程设计中有具有使用方便、设计效率高和易于修改电路参数等优点,有助于 调动学生的学习积极性,并能提高单片机课程实践教学环节的教学效果。 2.3 仿真方案的确定 本设计选用了直流工作点的分析和傅里叶波形的分析两种仿真方案。 直流工作点就是交流输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压 的数值可用 BJT 特性曲线上一个确定的点表示， 该点习惯上称为静态工作点 Q 。 静态工作点可以确定放大电路的电压和电流的静态值和选取合适的静态工作点 防止电路产生非线性失真。保证有较好的放大效果。 傅里叶分析方法是分析周期性非正弦信号的一种数学方法， 用于分析时域信 号的直流分量、基频分量和谐波分量，找出其时域变化规律。该分析方法其实就 是将 周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波的组合。 这两种仿真方案适用于此电路图的仿真。 沈阳大学
4 电路的设计和仿真
4.1 电路原理图设计 首先打开 Protel DXP 软件，将电路所用元件放置在电路原理图设计的界面， 如图 7 所示。
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第二步，对所选元件进行赋值，对 R1 赋值如图 8 所示，对 R2 赋值如图 9 所 示。
图8
图9 对电压源赋值如图 10，图 11，所示。
类似这样的锤炼机遇能更多些!
7 参考文献
[1].潘松，黄继业.EDA 技术实用教程[M].北京：科学出版社，2002 [3].王金明，杨吉斌.数字系统设计与 Verilog HDL[M].北京：电子工业出版社， 2002 [4].张明.Verilog HDL 实用教程[M].成都：电子科技大学出版社，1999 [5]. 邱关源.电路[M].北京：高等教育出版社，1999 [6]. 李方明.电子设计自动化技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2006 [7]. 李方明，恩莉.电路的计算机辅助分析与设计[M].沈阳：东北大学出版社， 2001。