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pspice计算机辅助分析实验

3.4 直流电路的计算机仿真分析

1、实验目的

1．初步了解PSPICE通用电路仿真软件的使用方法。

2．学会应用PSPICE编辑各种直流电路文件，进行电路的仿真分析。 2、PSPICE直流分析简介

PSPICE是一种通用电路仿真分析软件，主要用于大规模集成电路的设计和分析。PSPICE是SPICE的改进版本，其操作更方便，界面更友好，且可在PC机上使用。随着计算机的普及，电路CAD技术已不仅仅是高层次专业人员设计大规模集成电路的专用工具，一般的电路工程技术人员也可用它处理日常工作中的电路问题。特别是对人工处理起来比较复杂、效率低、准确度又不高的问题，用PSPICE软件辅助分析，效果显著。

PSPICE程序分析的电路，可包含电阻、电感、电容、独立源、四种受控源、传输线、四种通用半导体器件（晶体二极管、双极型晶体管、结型场效应管、MOS场效应管）和自建的半导体器件模型库。对电路可进行线性和非线性直流分析、瞬态分析、线性交流分析，以及灵敏度、温度、容差、噪声等分析。原则上说，对满足条件的电路，不管是简单电路，还是复杂电路，均可进行模拟分析。

使用PSPICE程序的一般步骤为：（1）画出被分析电路的草图，在电路上标出节点号、元件名和数值；（2）用电路描述语句将电路结构、元器件参数和需要分析的内容写成源程序输入计算机，组成一个文件；（3）用PSPICE读入输入文件，自动生成数值分析或图形分析结果。

完整的程序结构 1 标题

2 电路描写语句 3 分析语句 4 输出语句 5 结束语句

PSPICE安装及运行步骤简述如下：（1）在Windows下用SETUP安装PSPICE软件；（2）在可形成输入文件的编辑器中（TEXTEDIT）输入电路源程序，形成一个以.CIR为扩展名的输入文件；（3）在PSPICE程序中的PSPICE.EXE项下调用该输入文件，可生成以.OUT为后缀的数据输出文件和以.DAT为后缀的图形文件，用TEXTEDIT打开.OUT文件可输出数值分析结果，用PROBE打开.DAT文件可输出图形分析结果。如果电路有错，PSPICE将在.OUT文件中报告，可用TEXTEDIT看到出错信息。

例1 首先看一个具体的PSPICE电路文件，下面是图3-6所示电路的CIR文件： CIRCUIT FILE FOR THE CIRCUIT OF FIG.3-6 V1 1 0 8 R1 1 2 4 I1 0 2 5 R2 2 0 6 R3 2 3 7 R4 3 4 9

V2 R5 I2 0 4 8 3 0 10 3 0 6 .END

图3-6 仿真实验例1电路图

在这个电路文件中，第一行叫做标题行，标明所分析的电路。最后一行是.END行，前面必须加一点。中间各行定义电路，一个元件一行。每一行都用一个唯一元件名开始，名字的第一个字母定义了元件类型。跟着名字后面的是元件接入其间的两个节点的编号，跟在节点编号后面的是元件的电气值。标题行可以是空白的，但电路描述（元件行）不能从第一行开始。

在标题行和.END行之间是器件或元件行，其顺序随意，每行包含三个字段：名称字段、节点字段、值字段。在字段之间必须有空格，而且节点字段的节点数值之间也要有空格，空格数量没有严格要求。

名称字段的第一个字母表示元件的类型：R表示电阻、V表示独立电压源、I表示独立电流源。字母不一定要大写，每个R、V或I表示符后面跟着一些标记来识别特定的元件，名称可以由字母或数字组成。

每个节点字段含有两个非负整数，用来识别连接特定元件的节点。对于电阻，节点符号先后没有关系；对于电压源，第一个节点符号必须是标着电压源正极的节点；对于电流源，第一个节点必须是电流流入电流源的节点。

至于节点号，必须有个0节点，这个节点是PSPICE当做接地的节点。其他节点最好是用正整数作为识别，但这些整数不要求是连续的。

值字段就是所用元件的欧姆、伏特、安培的正、负值。电阻值一定不能为零，元件行可以插入注释，方法是在值字段后面加一分号，在分号后面加注释。

例2 作为另一个示例，考虑图3-7所示电路。适用的电路文件是： CIRCUIT FILE FOR THE CIRCUIT OF FIG.3-7 V1 4 0 2E3 R1 4 9 30K R2 0 9 40MEG I1 0 9 70M .END

图3-7 仿真实验例2电路图

在这个电路文件中，可以看到值字段中用后缀字母来表示10的幂。V1语句中的2E3也就是2K。下面是PSPICE后缀字母和对应比例系数的全部列表：

-15-66

F 10 U 10 MEG 10

-12-39

P 10 M 10 G 10

-9312

N 10 K 10 T 10 这些后缀字母不一定要大写，PSPICE不区分字母的大小写。

在PSPICE中，四个非独立源都是可用的。它们的标识符是：E表示电压控制的电压源，F表示电流控制的电流源，G表示电压控制的电流源，H表示电流控制的电压源。

例3 作为非独立源语句的例子，考虑图3-8所示电路和下面相应的电路文件。

图3-8 仿真实验例3电路图

图3-8中，值字段为0的两个“虚设”电压源VD1和VD2是必需的，因为PSPICE要求作为控制量的电流必须流过一个独立电压源。如果这样的电源不存在，那么就必须插入一个0V的“虚设”电压源。

CIRCUIT FILE FOR THE CIRCUIT OF FIG. 3-8 G1 0 1 4 0 8M R1 1 0 6K VD1 2 1 0 R2 3 2 12K H1 3 4 VD2 2K R3 4 5 17K R4 5 0 12K F1 4 0 VD1 3 R5 4 6 13K E1 6 7 5 0 3 R6 8 7 15K VD2 0 8 0 R7 7 9 14K VS 9 0 30 .END

在每个非独立源语句中，说明的头两个节点是连接非独立源的节点，而且，这些节点关于电压极性或电流方向的安排与独立源的相同。

对于电压控制的非独立源，有第二对指定节点，这两点是控制电压产生的两个端点，第一节点是控制电压参考正极点。对于电流控制的非独立源，用一个独立电压源说明符代替第二对节点。这就是通过控制电流的独立电压源的名称，控制电流由电压源的第一说明的节点