电路CAA课程设计.docx

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电路CAA课程设计

目录

1PSPICE概述……………………………………………………………………………………2

2理论分析………………………………………………………………………………………4

2．1RLC串联谐振Q值的含义………………………………………………………………4

2．2改变Q值对谐振波形的影响……………………………………………………………4

2.3改变信号频率对谐振波形的影响………………………………………………………4

3程序运行结果及图表分析和小结……………………………………………………………5

3．1运行结果及图表分析1…………………………………………………………………5

3．2运行结果及图表分析2…………………………………………………………………7

3．3运行结果及图表分析3…………………………………………………………………9

3．4小结………………………………………………………………………………………10

4课程设计的心得体会………………………………………………………………………11

5参考文献……………………………………………………………………………………12

1PSPICE概述

PSpice是一个电路通用分析程序，是EDA中的重要组成部分，它的主要任务是对电路进行模拟和仿真。

该软件的前身是SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）,由美国加州大学伯克莱分校于1972年研制。

1975年推出正式实用化版本SPICE2G，1988年被定为美国国家标准。

1984年Microsim公司推出了基于SPICE的微机版本PSpice（Personal-SPICE）,此后各种版本的SPICE不断问世，功能也越来越强。

进入20世纪90年代，随着计算机软件的发展，特别是Windows操作系统的广泛流行，PSpice又出现了可在Windows环境下运行的5.1、6.1、6.2、8.0等版本，也称为窗口版，采用图形输入方式，操作界面更加直观，分析功能更强，元器件参数库及宏模型库也更加丰富。

1998年1月，著名的EDA公司OrCAD公司于开发PSpice软件的Microsim公司实现了强强联合，于   1998年11月推出了最新版本OrCAD/PSpice9。

为了迅速推广普及OrCAD/PSpice9软件，OrCAD公司提供了一张试用光盘OrCAD/PSpice9Demo，它与商业版是完全一致的，不同之处只是在元器件上受一定的限制，因此又被称为普及版。

OrCAD/PSpice9可支持的元器件类型

OrCAD/PSpice9可模拟以下6类常用的电路元器件：

1， 基本无源元件，如电阻、电容、电感、传输线等。

2， 常用的半导体器件，如二极管、双极晶体管、结型场效应管、MOS管等。

3， 独立电压源和独立电流源。

4， 各种受控电压源、受控电流源和受控开关。

5， 基本数字电路单元，如门电路、传输门、触发器、可编程逻辑阵列等。

6， 常用单元电路，如运算放大器、555定时器等。

在这里集成电路可作为一个单元电路整体出现在电路中，而不必考虑该单元电路的内部结构。

OrCAD/PSpice9可分析的电路特性

OrCAD/PSpice9可分析的电路特性有6类15种：

1， 直流分析，包括静态工点、直流灵敏度、直流传输特性、直流特性扫描分析。

2， 交流分析，包括频率特性、噪声特性分析。

3， 瞬态分析，包括瞬态响应分析，傅立叶分析。

4， 参数扫描，包括温度特性分析，参数扫描分析。

5， 统计分析，包括蒙托卡诺分析、最坏情况分析。

6， 逻辑模拟，包括逻辑模拟、数模混合模拟、最坏情况时序分析。

OrCAD/PSpice9的配套软件

OrCAD是一个软件包，进行电路模拟分析的核心软件是PSpiceA/D，为使模拟工作做得更快更好，OrCAD软件包还提供了以下5个配套软件与之相配合。

1，电路图生成软件：

其主要功能是人机交互方式在屏幕上绘制电路图，设置电路中元器件的参数，生成多种格式要求的电连接网表。

在该程序中可直接运行PSpice及其它配套软件。

2，激励信号编辑软件：

其主要功能是以人机交互方式生成电路模板中需要的各种激励信号源。

包括瞬态分析中需要的脉冲、分段线性、调幅正弦、调频、指数等5种信号波形和逻辑模拟中需要的时钟、脉冲、总线等各种信号。

3，模型参数提取软件：

其主要功能是提取来自厂家的器件的数据信息，生成PSpice模拟时所需要的模型参数。

因为尽管PSpiceA/D模型库中提供了一万多种元器件和单元集成电路的模型参数，但在实际应用中仍有用户需要采用未包括在模型参数库中的元器件，这时ModelED软件就显得至关重要。

4，波形显示和分析模块：

其主要功能是将PSpice的分析结果用图形显示出来。

不仅能显示电压、电流这些基本电路参量的波形，还可以显示由基本参量组成的任意表达式的波形，所以有“示波器”之称。

该模块还能对模拟结果进行再加工，以提取更多的信息。

5，优化程序：

其主要功能是自动调整元器件的参数设计值，使电路的特性得到改善，实现电路的优化设计。

2理论分析

2．1RLC串联谐振Q值的含义

在工程上，通常用电路的特性阻抗与电阻值相比来表征谐振电路的性质，此比值称为串联谐振电路的品质因数，即为Q值。

Q值不反映无功功率。

Q值不仅综合反映了电路中三个参数对谐振状态的影响，而且，也是分析和比较谐振电路频率特性的一个重要的辅助参数。

2．2改变Q值对谐振波形的影响

Q值由3个值决定，即R、L、C。

我们改变L和C来改变Q值，即改变容抗和感抗，继而改变了电路的固有频率，可以分析得电路的阻抗也会随之改变。

电流的频率特性与电压成正比，与R成反比，在R不变的情况下，改变容抗和感抗，即改变了信号的频率，所以电流的频率特性也会随之改变。

同理，在L、C不变的情况下，改变R值，也会改变电流的频率特性。

当然同时改变3个值，可能变也可能不变。

2.3改变信号频率对谐振波形的影响

与改变Q值一样，改变信号源的频率也会对谐振波形产生影响。

在RLC串联电路，在可变频的正弦电压源Us的激励下，由于感抗、容抗随频率变动，所以，电路中的电压、电流响应也随频率变动。

所以改变信号频率对电流的频率特性将产生影响。

3程序运行结果及图表分析和小结

3．1运行结果及图表分析1

****12/24/0815:

10:

21**************PSpiceLite（Mar2000）*****************

**Profile:

"SCHEMATIC1-AC"[D:

\test\baoyue1-SCHEMATIC1-AC.sim]

****CIRCUITDESCRIPTION

******************************************************************************

**Creatingcircuitfile"baoyue1-SCHEMATIC1-AC.sim.cir"

**WARNING:

THISAUTOMATICALLYGENERATEDFILEMAYBEOVERWRITTENBYSUBSEQUENTSIMULATIONS

*Libraries:

*LocalLibraries:

*From[PSPICENETLIST]sectionofe:

\pspice2008\PSpice\PSpice.inifile:

.lib"nom.lib"

*Analysisdirectives:

.ACDEC10010Hz100000

.PROBEV（*）I（*）W（*）D（*）NOISE（*）

.INC".\baoyue1-SCHEMATIC"

****INCLUDINGbaoyue1-SCHEMATIC****

*sourceBAOYUE1

V_V1N002870AC50V

+SIN0V100V1KHz000

L_L1N00287N0015210uH

C_C1N00152N002161n

R_R10N002161k

****RESUMINGbaoyue1-SCHEMATIC1-AC.sim.cir****

.END

3．2运行结果及图表分析2

****12/24/0815:

21:

24**************PSpiceLite（Mar2000）*****************

**Profile:

"SCHEMATIC1-AS"[D:

\test\test1-schematic1-as.sim]

****CIRCUITDESCRIPTION

******************************************************************************

**Creatingcircuitfile"test1-schematic1-as.sim.cir"

**WARNING:

THISAUTOMATICALLYGENERATEDFILEMAYBEOVERWRITTENBYSUBSEQUENTSIMULATIONS

*Libraries:

*LocalLibraries:

*From[PSPICENETLIST]sectionofe:

\pspice2008\PSpice\PSpice.inifile:

.lib"nom.lib"

*Analysisdirectives:

.ACLIN20010100000

.PROBEV（*）I（*）W（*）D（*）NOISE（*）

.INC".\test1-SCHEMATIC"

****INCLUDINGtest1-SCHEMATIC****

●Source

●TEST1

●L_L1VIN0008430mH

C_C1N00084VO0.2uF

R_R10VO100

V_V1VI0AC100V

+SIN0V50V1.5KHz000

****RESUMINGtest1-schematic1-as.sim.cir****

.END

3．3运行结果及图表分析3

****12/24/0815:

06:

04**************PSpiceLite（Mar2000）*****************

**Profile:

"SCHEMATIC1-AS"[D:

\test\test1-schematic1-as.sim]

****CIRCUITDESCRIPTION

******************************************************************************

**Creatingcircuitfile"test1-schematic1-as.sim.cir"

**WARNING:

THISAUTOMATICALLYGENERATEDFILEMAYBEOVERWRITTENBYSUBSEQUENTSIMULATIONS

*Libraries:

*LocalLibraries:

*From[PSPICENETLIST]sectionofe:

\pspice2008\PSpice\PSpice.inifile:

.lib"nom.lib"

*Analysisdirectives:

.ACLIN20010100000

.PROBEV（*）I（*）W（*）D（*）NOISE（*）

.INC".\test1-SCHEMATIC"

****INCLUDINGtest1-SCHEMATIC****

*sourceTEST1

L_L1VIN0008450mH

C_C1N00084VO0.1uF

R_R10VO1k

V_V1VI0AC100V

+SIN0V100V1.5KHz000

****RESUMINGtest1-schematic1-as.sim.cir****

.END

3．4小结

在本次课程设计中，我通过改变3个Q值同时改变2个信号频率，可以很清楚的看到电流的频率特性曲线发生了了明显的变化。

通过理论分析和实际操作得出的结论是，改变电路的Q值或信号源的频率,都能使电路的阻抗频响和电流的频率特性发生改变。

4课程设计的心得体会

5参考文献

《PSPICE与电子器件模型》北京邮电大学出版社赵雅兴编著

《PSPICE电路设计与应用》国防工业出版社汪建民编著

《PSpice电路仿真程序设计》国防工业出版社李永平编著

《PSpice仿真实践》哈尔滨工业大学出版社吴建强编著

《电子电路PSPICE程序辅助分析与设计》华中理工大学出版社张林编著