实验4  PSPICE程序的使用

 

一、实验目的

1. 学会 PSPICE 程序的使用方法。

2. 利用 PSPICE 程序对实验 1.3 中的图 1.3.1 所示电路进行计算机模拟。

二、实验原理

PSPICE 程序是一个可以在 PC 机上运行的通用的电路分析程序,它可以对电路进行交、直流分析。通过直流分析,可以确定电路的静态工作点。通过交流分析,可以在用户指定的范围内对电路输入一个扫频信号从而计算出电路的幅频特性、相频特性、输入电阻和输出电阻。该程序还可以对电路的噪声性能、瞬态响应、失真特性等进行分析。还可以对电路在不同的温度条件下进行模拟。例如对不同温度下二极管和三极管的饱和电流、三极管的 β 值、场效应管的表面迁移率以及电阻的影响等因素进行模拟。

PSPICE 程序所分析的电路中,可以包括电阻、电容、自感、互感、二极管、三极管、各种场效应管、独立电压源、独立电流源、各种受控源、传输线等元器件。分析中所使用的信号源可以是正弦信号源、脉冲信号源、指数信号源、分段线性源、单频率调制源等。各种电路元件及信号源的参数可以由用户来设定,以适用不同的应用场合。对于一些特殊的元器件,只要能够建立合适的电路模型,并将该模型输入新的元件库中,就可以对含有这些元件的特殊电路进行分析了。

PSPICE 程序主要是用于工程设计中。它也可以用于实验课教学中。它在实验课中的作用主要有两点:第一,对所设计的电路进行仿真分析。在实验前,用该程序对所设计的实验电路进行分析,就可以在计算机屏幕上看到电路中各级的输出波形以及总的输出波形,再搭建实际的电路并进行实验和调试。这样就可以对所实验电路的特性有一个具体的了解,从而减少实验中的盲目性。第二,优化电路。在实验完成之后,用该程序对所实验的电路进行仿真,以检验实验的正确程度,并在分析中对各个可能进行调节的参数进行调节,在得到满意的仿真结果之后,确定出各元件的参数。还可以对实验中较难测量的电路性能如噪声特性、杂波失真、频谱分析、温度对器件和电路性能的影响等进行仿真分析和进一步的深入研究,从而确定出最优的电路,达到优化设计的目的。

PSPICE 程序的使用比较简单,运行 PSPICE 程序的第一步就是如何把要仿真的电路的结构告诉计算机。在 PSPICE 6.0 以下版本的软件中,这一工作是靠建立一个输入文件来完成的。利用这个文件,可以将被模拟电路的结构、各元件的性质及各元件之间的连接关系详细地描述出来,供计算机识别。还要规定对电路进行分析的种类和要求。在 PSPICE6.0 及以上版本的软件包中,这一工作被简单化了。只要将被模拟电路的电路图画出来并设定有关的元件参数,计算机即可识别。根据电路的结构 PSPICE 会根据基尔霍夫定律建立方程组,并利用牛顿-罗福森法求解方程组。然后依照用户所要求的方式图形或数字的形式显示分析结果。

关于 PSPICE 程序的具体使用方法,请参阅本教材第四部分中电子电路仿真软件MicroSim  Eval 7.1 的使用

三、实验内容及步骤

利用 PSPICE 程序对实验 1.3 中图 1.3.1 所示的单级放大电路进行直流、交流和瞬态分析。观察输入波形、输出波形、幅频特性、相频特性等。

四、实验报告要求

1.打印出对静态工作点的分析结果。

2.将打印的静态工作点与实验 1.3 中的结果进行比较和分析。

3.打印出的幅频特性曲线留待与实验 1.5 中的结果进行比较。