电路计算机仿真分析实验报告学院：电气工程学院班级： xx级电气xx班学号： xxxxxxxxxxxxx姓名： xxx20xx年xx月xx日预备实验 Orcad Pspice的基本操作一、实验目的熟悉Orcad Pspice的操作和分析过程二、实验内容１、了解pspice的启动，电路图的绘制；２、修改元器件的标号和参数；３、设置分析功能；４、仿真前的准备工作；５、仿真过程；６、了解库、库元件；７、了解分析设置的方法。

实验一直流电路工作点分析和直流一、实验目的１、学习使用PSPICE软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Ｐrobe窗口的设置和分析的运行过程等。

２、学习用PSPICE进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、实验原理对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。

PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。

使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时，首先在capture环境下编辑电路，用PSPICE的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。

然后调用分析模块、选择分析类型，就可以‘自动’进行电路分析了。

需要强调的是，PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的。

因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。

三、实验操作步骤１、电路１R2图1（１）建立电路Ａ、启动Orcad Capture，新建工程Proj1，选项框选择Analog or Mixed A/D。

类型选择为create a blank project。

Ｂ、在原理图界面上点击Ｐlace/Part或右侧快捷键。

Ｃ、首先增加常用库，点击Add Library，将常用库添加进来。

本例需添加Analog(包含电阻、电容等无源器件)，Source（包含电压源、电流源等电源器件），special（包含虚拟打印机等器件）。

在相应的库中选取电阻Ｒ，电流源IDC。

点取Place/GND选取０／Source以放置节点（每个电路必须有一个零节点）。

Ｄ、移动元器件到适当位置，右键单击器件进行适当旋转，点击Place/Wire或快捷键将电路连接起来如图１所示。

Ｅ、双击元器件或相应参数修改名称和值。

Ｆ、在需要观察的位置放置探针。

Ｇ、保存原理图。

（２）仿真Ａ、点击Pspice/New Simulation Profile，输入名称；Ｂ、在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。

点击确定。

Ｃ、点击Pspice/Run（快捷键F11）或工具栏相应按钮。

Ｄ、如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。

在本例中未设置其它分析，窗口无显示内容，关闭该窗口。

Ｅ、在原理图窗口中点击Ｖ，Ｉ工具栏按扭，图形显示各节点电压和各元件电流值如图１所示。

２、电路2（选做实验）图２（１）建立电路按与１(1)相同的操作步骤如图２所示电路建立电路。

（２）仿真步骤同１(2)。

仿真结果如图２所示。

（３）直流扫描分析Ａ、单击Pspice/Edit Simulation Profile，打开分析类型对话框，以建立分析类型。

对直流电路的扫描分析要选择‘DC Sweep’。

选中后，打开下一级对话框‘直流扫描分析参数表’，并设置为：‘Sweep Var.Type’选择‘Voltage Source’；‘Sweep Type’选择‘Linear’；‘Name’选择‘V S1’；‘Start Value’输入‘0’，‘End Value’输入‘12’，‘Increment’输入‘0.5’。

Ｂ、运行Pspice的仿真计算程序，进行直流扫描分析。

Ｃ、对于图２电路，电压源U1的电压已设置在０～12之间变化，显示的波形就是负载电阻R L的电流I RL随V1变化的波形，见图３。

5.968A5.964A5.960A5.956A5.952A0V2V4V6V8V10V12V -I(R3)V_Vs1图3Ｄ、为了得到数值的结果，从“Special”库取“Iprint”（电流打印机），把它串联到测量点上。

将“Iprint”的属性设置为“dc=I(R L)”，其余项缺省。

当在“直流扫描分析参数”中设置的分析参数“Increment”为“１”时，运行仿真。

在Capture窗口单击Pspice/View Output File，可得数据输出。

所得数据如下所示V_Vs1 I(V_PRINT2)0.000E+00 5.954E+001.000E+00 5.955E+002.000E+00 5.956E+003.000E+00 5.957E+004.000E+005.958E+005.000E+00 5.959E+006.000E+00 5.960E+007.000E+00 5.961E+008.000E+00 5.962E+009.000E+00 5.963E+001.000E+01 5.964E+001.100E+01 5.965E+001.200E+01 5.966E+00Ｅ、从图可以得到I RL与V1的函数关系为I RL＝1.4+(1.2/12) V1=1.4+0.1 V1（公式1-1）四、实验结果分析１、由仿真结果验证基尔霍夫定律对于电路１，设４Ｖ和６Ｖ所对应的结点分别为１和２。

对于中间的一个回路有：4*1+1*2-3*2=0，即基尔霍夫电压定律成立。

对于结点１有：2+2-4=0，即基尔霍夫电流定律成立。

实验二戴维南定理和诺顿定理的仿真一、实验目的：（１）进一步熟悉Pspice仿真软件中绘制电路图，初步掌握符号参数、分析类型的设置。

学习Probe窗口的简单设置。

（２）加深对戴维南定理和诺顿定理的理解。

二、实验原理戴维南定理指出，任一线性有源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电压源与电阻串联的支路来代替，该电压源的电压Us等于原网络的开路电压Uoc，电阻Ro等于原网络的全部独立电源置零后的输入电阻Req。

三、实验内容１、测量有源一端口网络等效入端电阻Req和对外电路的伏安特性。

２、根据任务１中测出的开路电压Uoc、输入电阻Req，组成等效的有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。

３、根据任务１中测出的短路电流Isc、输入电阻Req，组成等效的有源一端口网络，测量其对外电路的伏安特性。

四、实验步骤１、在Capture环境下绘制和编辑电路，电路如图１所示。

PARAMETERS:v ar = 1k图1２、为测量原网络的伏安特性，图１中的RL是可变电阻。

为此，RL的阻值要在“PARAM”中定义一个全局变量var，同时把RL的阻值也设为该变量｛var｝。

３、为测电路的开路电压Uoc及短路电流Isc，设定为分析类型为“DC Sweep ”，扫描变量为全局变量var，并具体设置线性扫描的起点为1P，终点为1G，步长为1MEG。

４、启动分析后，系统自动进入Probe窗口。

增加一坐标轴，分别在两轴上加I(RL)和V(RL:2)。

扫描结果如图２所示。

var0V0.1GV 0.2GV 0.3GV 0.4GV 0.5GV 0.6GV 0.7GV 0.8GV 0.9GV1.0GVABS(V(RL:2))0V 2.0V 4.0VSEL>>ABS(I(RL))0A 100mA200mA图2分别激活显示电流和电压的坐标轴，显示电流和电压的最大值。

测得最大值即短路电流Isc=130mA ，V(RL:2)最大值即Uoc 为3.5455V 。

则入端电阻Req=3.5455/0.13=27.273Ω。

５、回到Capture 界面，按测得的等效参数修改电路参数图３所示。

RLn {v ar}ar}RLd {v ar}5v图3６、重新设定扫描参数，扫描变量仍为全局变量var ，线性扫描的起点为1P ，终点为10K ，步长为10K 。

重新启动分析，进入Probe 窗口。

增加两面三刀个坐标轴，，设置横轴为V(RL:2)，并分别在三个纵轴上加I(RL)、I(RLd)和I(RLn)变量。

显示结果如图４所示。

V(RL:2)0V0.4V 0.8V 1.2V 1.6V 2.0V 2.4V 2.8V 3.2V 3.6VI(RLn)-200mA-100mA 0ASEL>>I(RLd)-200mA-100mA0AI(RL)-200mA-100mA0A图4显示坐标值列表，点击I(RL)、I(RLd)和I(RLn)前面的小方块，数值列表中将显示相应坐标中的坐标值。

用鼠标拖动十字交叉线，可显示不同电压时的相应电流值。

五、实验结果分析根据仿真结果（如图４所示）可知，图３中的三个电路对于负载电阻来说，其伏安特性是基本一致的，从图可以看出，三个图的短路电流均约为130mA 、开路电压均约为3.5455V 及斜率均约为-27.273。

即三个电路的外特性相同，对外是等效的。

由此可知戴维南定理和诺顿定理的正确性。

实验三 正弦稳态电路分析和交流扫描分析一、实验目的学习用PSPICE 进行正旋稳态电路的分析和正旋稳态电路的交流扫描分析。

二、实验原理对于正弦稳态电路，可以用相量法列写电路方程（支路电流法、节点电压法、回路电流法），求解电路中各个电压和电流的振幅（有效值）和初相位（初相角）。

PSPICE 软件是用相量形式的节点电压法对正弦稳态电路进行分析的。

三、实验操作过程（1）正弦稳态分析。

实验电路图为图1。

IPRINTIPRINTC110u图1A、在capture环境下编辑电路，电源采用vac,LI-VALUE,L2-VALUE位感抗，COUPLE位耦合系数。

B、设置仿真，AC sweep type选择 Linear, sweep parameters设置为——START FREQ 输入 1592 ，END FREQ也是1592，total pts输入1。

C、运行，在PROBE窗口显示交流扫描分析结果。

在两个回路中分别设置电流打印机标志符，得到数值的结果。

FREQ IM(V_PRINT1)IP(V_PRINT1)IR(V_PRINT1)II(V_PRINT1)1.592E+032.268E-03 8.987E+01 5.145E-06 2.268E-03FREQ IM(V_PRINT2)IP(V_PRINT2)IR(V_PRINT2)II(V_PRINT2)1.592E+032.004E+00 8.987E+01 4.546E-03 2.004E+00（2）选做实验Ａ、电路如图２，对正旋稳态电源进行计算机辅助分析，求出各元件的电流。

图2Ｂ、仿真，得到结果如图3所示60A40A20A0A0.8KHz 1.6KHz 2.4KHz-I(R1)-I(R2)-I(R3)-I(R4)-I(L1)-I(R5)-I(C1)Frequency图3C、电路如图4，电容可调，试着分析电容多大时，电路功率因数为1。