實(shí)驗(yàn)二 直流工作點(diǎn)分析和直流掃描分析

1、實(shí)驗(yàn)二 直流工作點(diǎn)分析和直流掃描分析1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)使用PSPICE軟件，熟悉它的工作流程，即繪制電路圖、元件類別的選擇及其參數(shù)的賦值、分析類型的建立及其參數(shù)的設(shè)置、Probe 窗口的設(shè)置和分析的運(yùn)行過程等。（2）學(xué)習(xí)用PSPICE進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析和直流掃描分析的操作步驟。2、 實(shí)驗(yàn)原理概要在“電路”課中已經(jīng)學(xué)過，對于電阻電路，可以用直觀法（支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法、回路電流法）列寫電路方程，求解電路中各個(gè)電壓和電流。PSPICE 軟件是采用節(jié)點(diǎn)電壓法對電路進(jìn)行分析的。使用PSPICE 軟件進(jìn)行電路的計(jì)算機(jī)輔助分析時(shí)，首先在capture環(huán)境下編輯電路，用PSPICE 的元件符號庫繪制

2、電路圖并進(jìn)行編輯、存盤。然后調(diào)用分析模塊、選擇分析類型，就可以“自動”進(jìn)行電路分析了。需要強(qiáng)調(diào)的是，PSPICE 軟件是采用節(jié)點(diǎn)電壓法“自動”列寫節(jié)點(diǎn)電壓方程的，因此，在繪制電路圖時(shí)，一定要有參考節(jié)點(diǎn)（即接地點(diǎn)）。此外，一個(gè)元件為一條“支路”（branch），要注意支路（也就是元件）的參考方向。對于二端元件參考方向定義為正端子指向負(fù)端子。直流工作點(diǎn)分析是指在給定了直流電源的情況下，分析電路上各節(jié)點(diǎn)電壓與各支路電流的數(shù)值。進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析時(shí)，PSpice會將電路中的電容開路，電感短路，對各個(gè)信號源取其直流電平值，然后用迭代的方法計(jì)算電路的直流偏置狀態(tài)。直流工作點(diǎn)分析又稱為OP分析。直流掃描分析

3、是指將電路中某一參數(shù)作為輸入變量(稱為自變量)，以某一個(gè)電壓或電流為輸出變量(稱為參變量)，對自變量在其變化范圍內(nèi)的每一個(gè)取值，計(jì)算輸出變量的變化情況。直流掃描分析在分析放大器的轉(zhuǎn)移特性、邏輯門的高低邏輯閾值等方面有很大作用。直流掃描分析簡稱DC分析。3、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 個(gè)人計(jì)算機(jī)、OrCAD/PSpice9.2軟件。4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （一）求解圖2-1所示電路各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路電流。圖2-1操作步驟如下：1、繪制電路圖：（1） 啟動Orcad capture，新建工程Project，選項(xiàng)框選擇Analog or Mixed A/D。在下一頁面類型選擇為create a blank project。

4、（2） 在Page Editor窗口上點(diǎn)擊Place/Part或右側(cè)快捷鍵。（3） 首先增加常用庫，點(diǎn)擊Add Library，將常用庫添加進(jìn)來。本例需添加Analog（包含電阻、電容等無源器件），Source（包含電壓源、電流源等電源器件）。在相應(yīng)的庫中選取電阻R，電流源IDC。點(diǎn)取Place/Ground選取0/Source以放置零節(jié)點(diǎn)（每個(gè)電路必須有一個(gè)零節(jié)點(diǎn)）。（4）移動元器件到適當(dāng)位置，右鍵單擊器件進(jìn)行適當(dāng)旋轉(zhuǎn)，點(diǎn)擊Place/Wire或快捷鍵將電路連接起來如圖2-1所示。（5）雙擊元器件或相應(yīng)參數(shù)修改名稱和值。（6）保存原理圖。2、仿真（1）點(diǎn)擊Pspice/New Simulat

5、ion Profile，輸入名稱（例如輸入DC1）；（2）在彈出的窗口中，選擇Basic Point分析類型進(jìn)行模擬仿真分析。（3）點(diǎn)擊PSpice/Run（快捷鍵F11）或工具欄相應(yīng)的按鈕。（4）如原理圖無錯(cuò)誤，則顯示PSpice A/D窗口。在本例中未設(shè)置其它分析，窗口無顯示內(nèi)容，關(guān)閉該窗口。（5）在原理圖窗口中點(diǎn)擊工具欄按鈕，圖形顯示各節(jié)點(diǎn)電壓和各元件電流值(該工具欄僅用于直流分析)如圖2-2所示：3、查看.out文件（view/output file）圖2-2（二）對圖2-3電路進(jìn)行以下兩方面的分析：1、直流工作點(diǎn)分析，即求各節(jié)點(diǎn)電壓和各元件電壓和電流。2、直流掃描分析，即當(dāng)電壓源VS

6、1的電壓在012V之間變化時(shí)，求負(fù)載電阻RL中電流I(RL)隨電壓源VS1的變化曲線。圖2-3操作步驟如下：1、繪制電路圖2、仿真（1）直流工作點(diǎn)分析：（步驟如上所述）（2）直流掃描分析：A）單擊PSpice/Edit Simulation Profile，打開分析類型對話框，以建立分析類型。在Analysis type欄選取“DC Sweep”，Options選項(xiàng)中采用默認(rèn)Primary Sweep，在右邊選項(xiàng)中，對圖三電路設(shè)置為：“Sweep variable”選擇“Voltage Source” ，“Name”輸入“Vs1”；“Sweep Type”選擇“Linear”；“Start ”輸入“0”，“End ” 輸入“12”，“Increment” 輸入“0.5”。B）運(yùn)行PSPICE 的仿真計(jì)算程序，進(jìn)行直流掃描分析。C）打開PSpice A/D窗口，添加輸出變量。對于圖2-3電路，電壓源VS1的電壓已設(shè)置在0到12V之間變