Orcad Pspice電路仿真軟件在電工電子課中的應(yīng)用

徐長安

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000)

引言

Orcad Pspice作為當(dāng)今最優(yōu)秀的電路仿真軟件，已在電子行業(yè)成為主流電路仿真軟件，在EDA設(shè)計(jì)中，可以提高仿真性能，加速電路設(shè)計(jì)的速度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。在電工電子課的教學(xué)過程中，使用該軟件進(jìn)行仿真分析，可以代替真實(shí)電路，還可以任意修改參數(shù)，觀察各種仿真結(jié)果。

一、Pspice A/D分析的類型

(一)直流(DC)分析

電路中的某參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，對電路的直流輸出特性的分析與計(jì)算。

(二)交流(AC)分析

計(jì)算電路的電流小信號線性頻率響應(yīng)特性，包括幅頻特性和相頻特性，以及輸入和輸出阻抗等。

(三)噪聲(Nosie)分析

在每個(gè)設(shè)定的頻率點(diǎn)上，計(jì)算電路指定輸出端的等效輸出噪聲和指定輸入端的等效輸入噪聲電平。

(四)直流工作點(diǎn)(OP)分析

電感短路、電容開路時(shí)，電路中的靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。

(五)瞬態(tài)(Tran)分析

在給定輸入激勵(lì)信號作用下，電路輸出的瞬態(tài)時(shí)域響應(yīng)的計(jì)算。

(六)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析包含容差分析和最壞情況分析。

(七)參數(shù)掃描分析

在參數(shù)按照指定的規(guī)律變換時(shí)，電路特性的分析與計(jì)算。

(八)溫度分析

程序通常在標(biāo)準(zhǔn)溫度即27℃時(shí)進(jìn)行各種分析和模擬，當(dāng)用戶指定溫度時(shí)，可以分析電路在不同溫度下的特性。

(九)靈敏度分析

計(jì)算電路中元件的參數(shù)變化對輸出變量的影響，他包含直流靈敏度和交流靈敏度。

通過實(shí)例，介紹典型電路，設(shè)置分析參數(shù)，觀察輸出電路。改變參數(shù)后，查看輸出波形的改變，優(yōu)化仿真電路，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到潛移默化的作用，增加其生動(dòng)性。

圖1 多功能濾波電路

二、多功能濾波電路交流(AC)分析

多功能濾波電路如圖1所示，對電路進(jìn)行交流分析。分析完成后，輸出節(jié)點(diǎn)out1、out2、out3的波形如圖2所示?？梢钥闯觯琽ut3節(jié)點(diǎn)的輸出為低通濾波器，節(jié)點(diǎn)out1和out2的輸出同為帶通濾波器。但是，其帶寬、幅度及截止頻率以及中心頻率都不相同。因此，該濾波器同時(shí)具有帶通和低通濾波功能。

圖2 多功能濾波電路第一次分析結(jié)果

將圖一所示電路及元件參數(shù)改為圖3所示，同樣對電路進(jìn)行交流分析，分析結(jié)果如圖4所示。從圖中可知，此時(shí)的電路具有帶通濾波的功能，且濾波器的中心頻率相同。

圖3 第一次改動(dòng)后的濾波電路

圖4 第一次改動(dòng)后的濾波電路輸出

圖1所示電路及元件參數(shù)改為圖5所示，同樣對電路進(jìn)行交流分析，分析結(jié)果如圖6所示。從圖中可知，此時(shí)的電路具有帶通濾波和低通濾波功能的功能，且從out1輸出的帶通濾波器的帶寬很寬。

圖5 第二次改動(dòng)后的濾波電路

圖6 第二次改動(dòng)后的濾波電路輸出

三、三極管放大電路參數(shù)分析

圖7所示為三極管放大電路，設(shè)置其瞬態(tài)分析參數(shù)，并對三極管的放大倍數(shù)進(jìn)行列表掃描(設(shè)置其放大倍數(shù)分別為1、20、50和100)，分析完成后，如圖8所示。從分析圖中可知，三極管的放大倍數(shù)不同，輸出電壓也明顯不同。

圖7 三極管放大電路

圖8 V(out)在三極管取不同放大倍數(shù)時(shí)的波形

四、應(yīng)用總結(jié)

Orcad Pspice自推出以來，在全世界得到廣泛的應(yīng)用，作為最好的電路分析軟件，已成為電子設(shè)計(jì)工程師必不可少的軟件工具，教師在使用過程中，配合現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備，在理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)中相互配合使用，取得了很好的效果，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的促進(jìn)作用。同時(shí)，減少了相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入，節(jié)省了投資。