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实验三运放电路的分析
实验三 戴维南定理与诺顿定理的研究
一、实验目的
掌握设置基本仿真类型——直流扫描分析(DC Sweep)
掌握参数扫描分析(Parametric Sweep)的设置方法。
掌握观察仿真结果的方法——Probe波形显示方法。
学习保存输出波形图的方法。
学习将输出波形图拷贝到Word文档的方法。
深刻理解戴维南定理和诺顿定理。
二、范例
要求:测试图2.20所示电路的ab端左侧一端口的端口特性。
步骤:
1. 绘制电路图
启动OrCAD Capture → 新建项目 → 打开绘图页 → 载入元件库→ 编辑电路图
编辑电路图时,可以将实验二的电路拷贝过来进一步编辑得到。其中,电阻元件R4是可变电阻,为ANALOG元件库中的R_Val元件。由于要对R4阻值进行参数扫描,所以该元件的Value属性设置为{**}。这里不妨设为{rval},其中rval是个全局变量(global variable),其参数名称可随意选取,但是大括号一定要保留。
2. 用参数符号设置阻值参数
从SPECIAL元件库中选出PARAM元件放到绘图页内,双击PARAM元件调出如图2.21所示的“Property Editor”窗口。单击按钮调出“Add New Column”对话框,在Name栏输入rval,在Value栏输入1k(该阻值只在直流工作点分析时用到,对扫描分析没有影响,但一定要设置)。
单击OK按钮回到“Property Editor”窗口可以看到PARAM元件多了一个新的属性rval,选取该属性,单击按钮打开“Display Properties”对话框,,如图2.22所示,选取Name and Value选项可以使扫描参数rval的名称和参数值显示出来。
3. 直流扫描分析类型及参数的设置
单击PSpice工具栏的按钮,打开“New Simulation”对话框。在Name栏输入本仿真参数文件名(如DC Sweep),可调出如图2.23 所示的 “Simulation Settings”对话框,在Analysis页进行相应的设置,如图2.23所示。可以看到在扫描变量栏有五种可供选择,即电压源电压、电流源电流、全局变量参数、模型参数、温度。本例扫描变量为电阻的阻值,属于全局参数变量,故选择“Global Parameter”选项。Parameter(参数名称)输入rval,Sweep tupe(扫描方式)选择线性扫描,扫描范围0~1000M,步长1000。
4. 执行仿真,观察波形曲线
(1)启动PSpice仿真。
单击PSpice工具栏的按钮执行仿真,可以调出如图2.24所示的PSpice窗口,其中Probe波形显示区的横轴变量为电阻变量rval,坐标范围为事先设置好的0~1GΩ,而纵轴变量可以由下一步输入决定。
(2)分析仿真波形。
单击Probe工具栏的按钮,打开如图2.25所示的“Add Traces”对话框。对话框左边的“Simulation Output Variables”栏是仿真输出变量列表,右边的“Functions or Macros”栏是输出变量的函数形式列表,下边的“Trace Expression”栏是输出变量描述。在输出变量列表单击输出变量,这里单击V[R4:1],然后单击OK按钮,这时PSpice窗口的Probe波形显示区出现一条扫描曲线(U(R4)随rval即R4变化的曲线)。关闭PSpice窗口下面的两个窗口,可将输出波形区放至最大,如图2.26所示。
(3)改变坐标变量,分析端口特性曲线。
由于要求测试端口特性曲线,即关于U(R4)—I(R4)的关系曲线,所以需要将横轴变量改为I(R4)。
双击横轴,打开如图2.27所示的“Axis Settings”对话框,在“X Axis ”选项卡中,单击按钮打开如图2.28所示的“X Axis Variable”窗口,将横轴变量设置为I(R4),单击OK按钮后,自动回到PSpice窗口的Probe图形显示区,可以看到横轴变量已经变为“I(R4)”,在窗口看到如图2.29所示二端网络ab的端口特性曲线。
5. 波形图的保存
在Probe窗口生成波形图后,为了便于以后观察,需进行保存。在图2.29的Probe窗口中,依次单击Window/Display Control功能选项,打开如图2.30所示的波形存储对话框,在New Name栏输入适当的文件名,按按钮将波形存入扩展名为prb的文件中。
以后再观察此波形时,可以在该设计电路图的Capture窗口,单击PSpice工具栏的按钮,打开PSpice仿真窗口,然后按上述方法打开图2.30的对话框,双击“Displays”栏内的该文件名,就可以打开以前存好的波形图了。
6. 拷贝输出波形曲线到Word文档
在图
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