PSpice 电路仿真报告
——11351003 陈纪凯
一、 实验目的
1. 学会Pspice 电路仿真软件的基本使用
2. 掌握直流电路分析、瞬态电路分析等仿真分析方法 二、 实验准备
1. 阅读PSpice 软件的使用说明
2. 掌握节点法和网孔法来分析直流电路中各元件的电流和电压
3. 掌握用函数式表示一阶、二队电路中某些元件的电流和电压 三、 实验原理
用PSpice 仿真电路中各元件属性并与计算理论值比较,得出结论。
四、 实验内容 A. P113 3.38
1. 该测试电路如图a-1所示。
输入该电路图,设置好元件属性和合适的分析方法,按
Analysis/Simulate 仿真该电路。
图a -1 图a-2
2. 仿真结果如图a-2所示。
3. 比较图a-2中仿真出来的数据与理论计算出来的数据。
计算值为: 1.731i A =,153.076V V =,262.885V V = 仿真值为: 1.731i A =,153.08V V =,262.89V V =
经比较,发现计算值与仿真值只是精确度不一样,精确值相等。
B. P116 3.57
1. 该测试电路图如图b-1如示。
设置好元件属性及仿真方法。
图b- 1图b- 2
2.仿真出来的电路中各支路电流值如图b-2所示。
3.比较仿真值与理论计算值。
计算值:用网孔分析法得到线性方程组如下:
用matlab解上述方程得
i=1.5835A, i=1.0938A, i=1.2426A, i=-0.8787A
即
1234
i=1.584A, i=1.094A, i=1.243A, i=-0.87872A 从图b-2可以读出仿真值:
1234把计算值当作真实值,把仿真值当作测量值,计算相对误差如下表
由上表可以看出计算值与仿真值之间的相对误差很小,而从直观上来看,两者只是精确度问
题。
4. 图b-2也可以验证一下基尔霍夫电流定律。
如1.584=1.094+489.70m 。
C. P274 Example 7.18
1. 该测试电路如图c-1所示,设置好元件属性。
图 c- 1
2. 选好仿真方式,analysis/setup ,选transient analysis ,设置好步长和终止时间,如图c-2所示。
图 c- 2
3. 确定后在probe 中将纵坐标设为V(C1),得到图c-3
图 c- 3
4. 由计算得到电容电压的函数表达式为()1018t
v t e -=-。
在matlab 中输入下面指令
得到图c-4,即()v t 的表达式
图 c- 4
比较图c-3和图c-4,两者图象大致相同,可认为仿真值等于理论值。
D. P276 Problem 7.18
1. 该测试电路如图d-1所示。
设置好元件属性。
2. 选好仿真方式,analysis/setup ,选transient analysis ,设置好步长和终止时间,如图d-2所示。
3. 确定后在probe 中将纵坐标设为I(L1),得到图d-3
4. 由理论计算得到电容的电流函数表达式为5()64t
i t e
-=+,在matlab 中输入如下指令,得到如图d-4
所示的函数图象。
图d- 1
图d- 2
图d- 3
图d- 4
比较图d-3和图d-4,两者的图像是基本一致的,所以认为仿真值与理论值相等。
E.P310 Example 8.5
1.该测试电路如图e-1所示。
图e- 1
2.选好仿真方式和纵坐标变量后分别得到R=1.932Ω,R=5Ω,R=6.25Ω的图象如图
e-2,e-3,e-4.
图e- 2
图e- 3
图 e- 4
3. 由计算得010ω=。
当R=1.932Ω时,α=26>0ω,为过阻尼状态,算得25010.2083 5.2083t t V e e --=-+ 当R=5Ω时,α=10=0ω,为临界阻尼状态,算得102(550)t V t e -=-
当R=6.25Ω时,α=8<0ω,为欠阻尼状态,算得83(5cos6 6.67sin6)t V t t e -=- 在matlab 中输入以下指令,做出1V ,2V ,3V 图象如图e-5。
图 e- 5
比较图e-2,e-3,e-4与e-5,图e-2,e-3,e-4分别与e-5中对应的曲线相近,故可认为仿真值与理论值相等。
F.
P315 Example 8.7
1. 测试电路如图f-1所示。
图 f- 1
2. 分别仿真出当R=5Ω,R=4Ω,R=1Ω时()v t 和()i t 的图象。
图 f- 2 v (t )
图 f- 3 i(t)
3. 当R=5Ω时,计算得41424(16)3t t V e e --=+
-+,414
(4)3
t t I e e --=- 当R=4Ω时,计算得2224(19.221)t V t e -=+--,22(4.510.5)t I t e -=+ 当R=1Ω时,计算得0.5324(21.694sin1.93612cos1.936)t V t t e -=+-,
0.53(3.1sin1.93612cos1.936)I t t e -=+
在matlab中输入以下指令
得到电容电压函数图像如图f-8。
图f- 4
在matlab输入以下指令
得到电感电流如图f-9
经仔细对比,仿真出来的图象跟matlab中做出的理论图线基本一致,故可认为仿真值与
理论值相等。
图f- 5
五、实验细节与注意事项
1.熟悉PSpice软件是此次实验成功的重要前提,由于初次使用,对该软件使用不熟
悉,走了很多弯路,浪费了很多时间。
后来经过自己的努力学习,如去图书馆借
书,上网查资料,查看课本附录与各章节中关于PSpice仿真的部分,最终顺利掌
握了有关本次实验的仿真方法及软件相关功能的使用。
2.受控源实际上并不是课本电路图那样,源与控制电流或电压是分离的,而是有连
接关系的,如图a-1所示,经过某支路的电流经过一个类似“放大器”的元件使
得另一端的电流是原支路电流的N倍。
由于不知上述情况,自己在连接时浪费了
很多时间。
3.软件快捷键的使用有助于提高实验的效率。
如Ctrl+W是连接线路,Ctrl+G是新增
元件,F11是仿真,Ctrl+T是插入文本……
4.熟记各元件的代号有助于提高实验的效率。
如R——电阻,L——电感,C——电
容,VDC——直流电压源,IDC——直流电流源,AGND——零势能点(每个电路中
都要有零势能点,否则仿真后出现错误,无法仿真)……
5.做一二阶电路仿真时,要注意电容电感初始值的设置。
6.在做瞬态电路分析的时候,有时会出现仿真结果是折线的情况,看不到电压或电
流动态的情况,只有发生突变图象是折线的情况,仔细检查电路多遍仍未发现出
错地方。
因此重新画了几次电路图,有时还会出现折线情况,有时就出现理想的
仿真结果。
暂时还不知道这种情况如何较好的解决。
7.小组讨论能够很好地帮助自己完成仿真实验,当自己在做实验过程中遇到困难迟
迟解决不了时,我就与同学讨论,最终顺利解决了问题。
8.实验中多次遇到仿真结果与课本提供图象不一致的情况,刚开始总是怀疑自己出
错,重新检查了电路重新仿真,结果不变,后经过与同学讨论后发现是课本求解
的函数表达式与图象都出错了,因此重新求解出表达式并用matlab画图与仿真图
象进行比较。
六、个人小结
此次实验我通过借书,上网查资料,与同学交流等,初步掌握了PSpice软件的使用,意识到用软件进行电路仿真时不要只懂理论,要多动手画电路图,多仿真,不能只看书或教程,要一边动手一边看书,这样效率会更高。
但从中我也体会到了实验对于理论的检验作用,电路仿真有时也会有失败的时候,失败不要紧,关键是要找出失败的原因并纠错,而其中很大部分都是因为粗心而导致的。
所以在实验中养成严谨的作用很重要,这可以减少很多不必要的问题。
这次实验让我多了一项用计算机仿真电路的技能,我相信只要我努学习,多仿真,多实践,一定能够取得显著的进步。