Pspice仿真类型及不同电源参数.docx
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Pspice仿真类型及不同电源参数
PSpiceA/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。
1.直流扫描分析（DCSweep）
直流扫描分析的适用范围：
当电路中某一参数（可定义为自变量）在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值（可定义为输出变量），并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。
例对图1-1所示电路作直流扫描分析
图1-1直流扫描分析实例
（1）绘图
应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图1-2所示。
图1-1直流扫描分析实例
（2）确定分析类型及设置分析参数
a）SimulationSetting（分析类型及参数设置对话框）的进入
·执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮，屏幕上弹出NewSimulation（新的仿真项目设置对话框）。
如图1-3所示。
图1-2NewSimulation对话框
·在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入SimulationSettings（分析类型及参数设置对话框），如图1-4所示。
图1-3SimulationSettings
b）仿真分析类型分析参数的设置
图1-2所示直流分压电路的仿真类型及参数设置如下（见图1-4）：
·Analysistype下拉菜单选中“DCSweep”；
·Options下拉菜单选中“PrimarySweep”；
·Sweepvariable项选中“Voltagesource”，并在Name栏键入“V1”；
·Sweeptype项选中“Linear”，并在Start栏键入“0”、End栏键入“10”及Increment栏键入“1”。
以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。
另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/EditSimulationProfile，或点击工具按钮，在弹出的对话框中作相应修改。
（3）电路的模拟仿真
a）PSpiceA/D视窗的启动
执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，即可启动PSpiceA/D视窗执行电路的仿真模拟，并且系统可自动调用Probe模块，对模拟结果进行后处理，屏幕显示如图1-5所示。
图1-4Probe窗口界面
b）波形的显示
·执行Probe窗口中的菜单命令Trace/AddTrace，或点击工具按钮，屏幕上弹出AddTrace对话框，如图1-6所示。
图1-5AddTrace对话框
·在AddTrace对话框的左半部列表中移动光标，点选需要显示波形的变量名，则被选中的变量名依次出现在该对话框底部的TraceExpression栏。
本例选中V（A）和V（B）两个变量（见图1-26）。
选择完毕，按OK按钮，Probe窗口显示图1-22所示的直流分压电路中A、B两点的电压变化波形，如图1-7所示。
图1-6Probe窗口的波形显示
1.交流扫描分析（ACSweep）
交流扫描分析即频域分析，用于计算电路的交流小信号频率响应特性。
作AC分析时，信号源应使用交流电源VAC或IAC（交流源可通过设置其DC参数作直流分析。
具体参见瞬态分析部分），扫描变量是频率。
例对图1-8所示的RLC电路进行交流扫描分析。
图1-1交流扫描分析实例
解题步骤略。
1.瞬态分析（TransientAnalysis）
瞬态分析即时域分析，可在给定激励信号的情况下，分析电路输出的时间响应，也可在没有激励信号，而有储能元件的情况下，求振荡波形。
作瞬态分析可使用5种信号源（皆可通过在属性设置框中设置DC、AC值而作直流、交流分析。
具体方法稍后介绍），分别是脉冲信号、分段线性信号、正弦信号、调频信号和指数信号，扫描变量是时间。
另外，需要指出的是，数字电路只可作瞬态分析，而不可作直流分析或交流分析。
l瞬态信号源（均从SOUCE库中调用）的参数设置
a）脉冲信号（VPULSE、IPULSE）
双击VPULSE符号，屏幕弹出VPULSE属性设置框，如图1-9所示。
图1-2VPULSE属性设置框
VPULSE属性设置框中各项参数的含义及单位见表1-1。
表1-1VPULSE的属性参数
参数
含义
单位
V1
起始电压
伏特
V2
脉冲电压
伏特
PER
脉冲周期
秒
PW
脉冲宽度
秒
TD
延迟时间
秒
TR
上升时间
秒
TF
下降时间
秒
按图1-9设置参数的VPULSE波形如图1-10所示。
图1-3VPULSE波形
b）分段线性信号（VPWL、IPWL）
双击VPWL符号，屏幕弹出VPWL属性设置框，如图1-11所示。
图1-4VPWL属性设置框
通过给出转折点的坐标值实现对VPWL的波形描述，相邻两对坐标值之间用线段连接。
按图1-11设置参数的VPWL波形如图1-12所示
图1-5VPWL波形
c）正弦信号（VSIN、ISIN）
双击VSIN符号，屏幕弹出VSIN属性设置框，如图1-13所示。
图1-6VSIN属性设置框
VSIN属性设置框中各项参数的含义及单位见表1-2。
表1-2VSIN的属性参数
参数
含义
单位
VOFF
直流偏移电压
伏特
VAMPL
振幅
伏特
FREP
频率
赫兹
PHASE
初始相位
度
TD
延迟时间
秒
DF
阻尼系数
1/秒
按图1-12设置参数的VSIN波形如图1-14所示。
图1-7VSIN波形
d）调频信号（VSFFM、ISFFM）
双击VSFFM符号，屏幕弹出VSFFM属性设置框，如图1-15所示。
图1-8VSFFM属性设置框
VSFFM属性设置框中各项参数的含义及单位见表1-3。
表1-3VSFFM的属性参数
参数
含义
单位
VOFF
直流偏移电压
伏特
VAMPL
振幅
伏特
FC
载波频率
赫兹
FM
调制频率
赫兹
MOD
调制因子
无
按图1-15设置参数的VSFFM波形如图1-16所示。
图1-9VSFFM波形
e）指数信号（VEXP、IEXP）
双击VEXP符号，屏幕弹出VEXP属性设置框，如图1-17所示。
图1-10VEXP属性设置框
VEXP属性设置框中各项参数的含义及单位见表1-4。
表1-4VEXP的属性参数
参数
含义
单位
V1
起始电压
伏特
V2
峰值电压
伏特
TD1
上升延迟时间
秒
TD2
下降延迟时间
秒
TC1
上升时间常数
秒
TC2
下降时间常数
秒
按图1-17设置参数的VEXP波形如图1-18所示。
图1-11VEXP波形
l瞬态分析的应用
现在通过举例，来说明瞬态分析的应用方法。
例：
图1-19所示电路的电压源为分段线性源，其波形如图1-20所示。
试对该电路进行瞬态分析。
图1-1瞬态分析实例
图1-2分段线性源波形
（1）绘图
应用OrCAD/Capture软件绘制的电路图如图1-21所示。
图1-3瞬态分析实例
两点说明：
a）分段线性源V1的属性设置如图1-22所示。
图1-4分段线性源的属性设置
b）在V1的正极端加一探针符号，可在开启PSpiceA/D视窗后自动呼叫该点电压仿真波形。
（2）确定分析类型及设置分析参数
a）SimulationSetting（分析类型及参数设置对话框）的进入
·执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮，屏幕上弹出NewSimulation（新的仿真项目设置对话框）。
·在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入SimulationSettings（分析类型及参数设置对话框），如图1-23所示。
图1-5SimulationSettings
b）SimulationSettings中的各项设置（参见图1-23）：
•Analysistype中选择“TimeDomain（Transient）”；
•Option中选择“GeneralSettings”；
•在Runto栏中键入“6ms”，Startsavingdata中键入“0”。
设置完毕，点击确定按钮。
（3）电路的模拟仿真
a）执行Capture窗口中的菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，即可在启动的PSpiceA/D视窗中自动显示探针符号放置处的电压波形（图1-24中显示的V（R1：
1）波形即电源V1波形）。
b）执行Probe窗口中的菜单命令Plot/AddPlottoWindow，可自动添加一个新的窗口。
c）执行Probe窗口中的菜单命令Trace/AddTrace，或点击工具按钮，在AddTrace对话框中点击V（L1：
1），按OK按钮，在新增窗口显示随时间变化的R1、L1接点处电压波形（参见图1-24）。
图1-6Probe窗口的波形显示
一般情况下，直流扫描分析使用直流电源，交流扫描分析使用交流电源，而瞬态分析使用的是瞬态信号源。
但需要指出的是，交流源的属性设置框中包含DC参数项，经过设置，交流源也可应用于直流扫描分析电路中。
方法是：
•双击交流源（例VAC）。
•将参数“DC”设置某一数值（例设为10）。
按此步骤设置之后，对该电路进行直流扫描分析时，交流源的直流分量即相当于电压值为10V的直流源。
同样的，瞬态信号源包含DC、AC参数项，亦可用于直流或交流分析。
设置方法与上类似。
1.直流工作点分析（BiasPointDetail）
直流工作点分析即将电路中的电容视为开路、电感视为短路，并对电路中各个信号源取其直流电平值，然后计算电路的各直流偏置量（例如节点电压、支路电流及元器件功耗等）。
仿真结束后，PSice将结果自动存入扩展名为.out的输出文件中。
需要指出的是，即使用户未选择进行直流工作点分析，运行PSice程序时，首先也要进行直流工作点分析。
例：
已知电路如图1-25所示，
图1-7
试求各节点电位、各支路电流和电阻消耗的功率。
解题步骤如下：
1．绘图
图1-8
（1）按按钮，点击程序＼OrCADFamilyRelease9.2LiteEdition\CaptureLiteEdition，进入Capture电路图编辑界面。
（2）在SOURCE库中调用直流电压源VDC，在ANALOG库中调用电阻R及受控源G1。
（3）放置接地符号。
（4）连接线路。
（5）设置图中元器件参数值。
其中受控源G1的设置方法如下：
•双击G1，屏幕弹出受控源的属性编辑框，如图1-27所示。
•在“GAIN”栏键入0.1666。
图1-9受控源的属性编辑框
绘好的电路图如图1-26所示。
2．确定分析类型及设置分析参数
（1）执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮，在NewSimulation对话框中键入项目名称，按Create按钮，进入SimulationSettings对话框，如图1-28所示。
（2）SimulationSettings中的各项设置：
•Analysistype选择“BiasPoint”；
•Option选择“GeneralSettings”；
•OutputFileOptions选择“Includedetailedbiaspointinformationfornonlinearcontrolledsourcesandsemiconductors”。
设置完毕，点击确定按钮。
图1-10SimulationSettings
3．进行电路仿真
（1）执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，调用PSpiceA/D软件对该电路图进行仿真模拟。
（2）依次点击工具按钮、、，则电路图上相应位置依次显示节点电压、支路电流及各元器件上的功率损耗。
如图1-29所示。
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