Pspice对放大电路特性的仿真分析_图文

1、第21卷第5期辽宁工学院学报V ol.21N o.5 2001年10月JOU RNAL O F L I A ON I N G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY O ct.2001文章编号:100521090(20010520036203P s p ice对放大电路特性的仿真分析王景利,杜祥岭,李方芳(辽宁工学院信息科学与工程系,辽宁锦州121001摘要:以晶体管单管放大电路为例,阐述了运用O rCAD P s p ice强大的仿真功能,对所设计的电子电路进行即时仿真分析与验证。关键词:P s p ice;放大电路;仿真分析中图分类号:T P311.56文献标识码:

2、BSi m ulati on Analysis of Pspi ce to Character isti csof Ampl i f i cati on C i rcuitWAN G J ing2li;DU X iang2ling;L I Fang2fang(Infor m ati on Science&Engineering D ep t.of L iaoning Institute of Technol ogy,J inzhou121001,ChinaKey words:P s p ice;a mp lificati on circuit;si m ulati on analysi

3、sAbstract:T ak ing transistor single2valve a mp lificati on circuit for exa mp le,the utilizati on of O rCAD P s p ice pow erful si m ulati on functi on is expounded,and the de m and si m ulati on analysis and verificati on are m ade of the designed circuit.PSP I CE是为了执行日益庞大而复杂的集成电路(I C仿真工作而发展出来的。O

4、rCAD PSp ice A D 程序集成了模拟仿真运算法,不仅可以仿真纯模拟电路或数字电路,还可以非常有效率地完善仿真模拟加数字的混合电路。历经多次改版,以其强大的功能及高度的集成性而成为现今电子电路行业最受欢迎的电路仿真软件。它的前段处理程序为O rCAD Cap ture,负责电路图的绘制、仿真参数的设置以及产生网络表(N etlist等报告文件,O rCAD PSp ice负责对所设计电子电路的验证工作。绘制的电路图通过验证后,就可进入后续的L ayout P lus程序进行印刷电路版(PCB设计,或是进入Exp ress程序进行可编程逻辑元件(PLD的设计。O rCAD PSp ic

5、e就像是一块软件的电路面包板。可以在上面设计电路,并可以任意更换元器件或修改器件参数,放入电源与触发信号,再根据需求来测试设计的电路是否合乎要求,然后予以必要的调整。在O rCAD Cap ture准备转移到进行仿真之前,Cap2 ture会先将绘好的电路与仿真设置转换成一系列的电路文件以供PSp ice读取。这些电路文件包括:使用元件的种类、网络连接状态、仿真相关指令、自建仿真元件库与激励源信号等等信息。仿真结果顺利通过检测后,就可以转移流程图到PCB或OLD的设计过程。1晶体管单管放大器实验主要内容(1测量放大器静态工作点及放大倍数;(2观察静态工作点对放大器输出波形的影响;(3测量放大器

6、输入、输出电阻。放大器输入电阻测试方法如下:当开关S1断开(R1接入时,测得V S和V i,即可计算出收稿日期:2001206229作者简介:王景利(19652,男,辽宁锦州人,辽宁工学院讲师,在读硕士研究生。 R i =Vi(V s -V i R l输出电阻可用以下公式计算:R 0=(V 0V OL-1R L式中V O 为R L 未接入时(即R L =时V O 之值,V OL 为接入R L 时V O 之值。2对单管放大器实验内容的仿真分析进入P s p ice 原理图编辑,绘制电路,设置元器件参数,进入仿真设计,得出各点的直流电压和直流电流,如图1所示。通过上述仿真运行,可以确定静态工作点,

7、V CE图1单管放大器原理及直流电压 电流仿真分析图图2 输出波形的频率响应图图3放大器带负载波形图=6V ,I c =3mA ,与理论估算值相符 。图4 放大器不带负载波形图图5 放大器载止失真波形图图6 放大器饱和失真波形图图7静态工作点工作在放大区的波形2.1放大倍数测试取信号源电压V S =5mV 、(下转第56页732001年(总第81期王景利等:P s p ice 对放大电路特性的仿真分析 加工齿轮每一瞬时的实体型状。要说明的是这里不能使用三维旋转命令,因为三维旋转命令只能用一次,第二次使用就会造成系统错误。这里采用将ucs 坐标旋转、平移,使z 轴与滚刀轴线同轴的方法。(4滚齿过

8、程中会出现速度很慢的问题,这是由于滚刀组合实体相当复杂,差集操作及渲染需要大量的运算时间,才使得仿真加工过程很慢,以至于失去动态感。为此,采取如下措施加以解决:制作一个如图1所示的齿形片,该齿形片按范成运动规律和差动规律旋转并随滚刀轴向进给同步下移,其作用如同一把齿轮拉刀对齿坯进行加工 。图1齿型片但是该齿形片型状必须相对简单,这样从齿坯中去掉齿型片的差集操作速度才会较快,笔者曾用标准渐开线生成拉刀内轮廓,但速度还是很慢,故最后采用三点画弧来近似代替渐开线。对于该齿型片的存在会破坏视觉效果的问题,这里采用将其单独制作在一个层上并关闭该层的办法加以解决 。图2齿轮加工过程5结束语仿真技术研究与应

9、用有着巨大的潜力,其应用领域越来越广,其作用也越来越大。这里只是利用A utoCAD 2000所提供的三维操作功能及内嵌的V ISUAL L ISP 开发环境,实现了滚齿加工过程的三维动态仿真。相信在工业过程的虚拟化技术方面会有更深的探索与尝试。希望本文所述能为未来制造业虚拟化提供一点借鉴。参考文献:1甘登岱,郭扶庚,乔俊玲.A utoCAD 2000三维绘图实例M .电子工业出版社,2001.责任编辑:孙林(上接第37页频率f =1kH z ,加入到放大器,通过仿真得到输入信号与输出信号的波型及参数,可确定电压放大倍数(A v =U o U I .注释:因输入信号幅度较小,故在观察时把输入信号幅度放大100倍,这样就可同时观察输出信号与输入信号,如图2所示。分析负载对放大电路的放大倍数的影响,通过观察波形可得出加入负载使放大倍数下降,如图3,图4所示。测量V i ,V s ,V OL ,V O 的值,根据上述公式可计算出放大电路的输入电阻和输出电阻。2.2分析静态工作点对放大器性能的影响在电路中改变上偏置电阻的值(即器件属性,观察输出U o 的波形,若上偏置电阻值过大,则产生截止失真,输出波形顶部失真。如图5所示。如图6,若上偏置电阻值过