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PSpice仿真軟件在模擬電子技術教學中的應用

作者: 時間:2013-08-06 來源:網絡 收藏

(2)二階壓控電壓源低通濾波電路頻率特性實驗。在Schematics繪圖編輯器中繪制的二階壓控電壓源低通濾波器電路如圖4所示,該電路中既引入了正反饋,也引入了正反饋。研究濾波器的頻率特性就是對其在不同信號頻率下的幅頻響應和相頻響應。根據要求分析類型采用交流掃描分析(ACSweep),其作用是計算電路的交流小信號頻率響應特性。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/175772.htm

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執行,在Probe程序窗口,選擇Trace|Add,打開Add Traces對話框,該對話框顯示電路中電壓和電流變量,且還表示多個目標函數(Goal Functions),其中包括DB()和P()。在Trace Expression編輯框中輸入DB(V(U1A:OUT)/V(Vi:+))便可得到如圖5所示的幅頻響應。由圖5可知,圖4所示二階壓控電壓源低通濾波器的截止頻率約為16 Hz,通帶增益約4 dB,均與理論值相同。在Trace Expression編輯框中輸入P(V(U1A:OUT))-P(V(Vi:+))可得到如圖6所示的相頻響應。通過結果,能直觀得到該低通濾波器的幅頻響應和相頻響應。由此可見采用PSpiee可方便地得出電路或電路系統的頻率特性和相頻特性。

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(3)RC正弦波振蕩電路實驗。圖7為在中畫出的RC正弦波振蕩電路,要求仿真分析該振蕩電路的輸出波形。在圖7所示的電路中,R1、C1和R2、C2構成RC串并聯選頻網絡,該網絡在正弦波震蕩電路中既為選頻網絡,又為正反饋網絡;二極管D1、D2作為自動穩幅元件。振蕩頻率
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由于仿真振蕩電路輸出波形是為求電路的時域響應,因此采用瞬態分析方法(Time Domain/Transient),執行Probe程序,在Probe窗口中得到輸出電壓V(V0)的波形如圖8所示。由圖8可看出,電路從0時刻開始起振,經過一段時間的振蕩后,約需25 ms才可達到穩定輸出,其中振蕩周期約為35.530-34.445=1.085 ms,與理論計算的頻率相符。即說明該振蕩電路的性能較為可靠。另外,改變C1和C2的值觀察輸出波形,C1和C2變化將影響振蕩正弦波的頻率。由于起振過程較短暫,若采用實際電路進行正弦波振蕩電路實驗,用示波器較難觀測到該過程。

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由上述實驗仿真分析可見,是功能強大的電路設計與分析計算機仿真的工具,只要畫出電路仿真圖形便可獲取并處理實驗數據,形成直觀的波形圖,其電路仿真無論在分析精度、實驗效果等方面部性能良好。

3 結束語
文中在介紹Pspice的基礎上指出將其引入實驗仿真中的必要性。并例舉出Pspice在電子線路實驗中的仿真實例,實踐表明:(1)通過Pspice的仿真可使復雜現象的變化過程和電路相關特性,隨時以圖形、曲線或波形等形式來表示。仿真過程中還可不斷的通過修改電路和參數,及時觀察輸出結果,這有利于加深對電子電路基本概念、特性的理解。另外,也為一些不易在物理實驗室進行的實驗,提供有效解決途徑。(2)在模擬電子實驗課程中除開設驗證性仿真實驗外,還可開設開放性的仿真設計實驗,加快設計速度,提高設計的正確性;并可發揮學生的主觀能動性和創造性,增強學生的綜合分析能力,啟發學生的創新思維,大幅提高其分析與設計電路的能力。(3)另外,Pspice仿真實驗無需任何實際的元器件和測量儀器,有效地延伸了實驗時間、空間和場地,同時激發了學生的學習興趣。
所以,在模擬實驗教學中,引入PSpice仿真實驗,不僅可更新實驗教學方法,激發學生的學習興趣,培養學生的創新思維能力,提高實驗教學效果和質量,且降低了實驗成本;同時還可提升學生的計算機能力。綜上所述,Pspice仿真實驗是對模擬實驗的一個有效補充和改進,與傳統實驗相比優勢明顯。

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