根据笔者于EDA实训室多年的实践经验, 在这里进行举例 (图1功率放大电路) 说明电子电路PSPICE程序辅助分析的步骤及方法, 与同行一起分享, 以便日后的各类培训及教学。
第一步:按图1画出原理图。
第二步:设置DC Sweep分析。
将Ui的扫描范围定为-12V到+12V, 仿真后可得到图2所示的电压传输特性曲线。
第三步:设置Transient分析。
仿真后得到Uo的瞬态波形, 再选择菜单Plot/X Axis Setlings, 打开X Axis Settings对话框, 单击Axis Variable按钮, 打开X轴变量选择窗 (X Axis Varaiable) , 从中选出V (Ui:+) , 返回Porobe主窗口。此时, 横轴变成输入变量V (Ui) 。电压传输特性曲线如图3所示。 (注意, 通过X Axis Variable选择窗口重选变量后, 横轴变量就以所选变量V (Ui:+) 的形式出现, 而不是U-Ui。)
第四步:设置Transientp和Parametrc分析。
(1) 为了在Parametric分析时能对Ui的幅值进行扫描, 必须将Ui的幅值定义成变量, 即, 在信号源Ui的属性编辑对话框中, 设置VAMPL={Ui}。 (注意, PSPICE将“{}”中的内容看作自定义变量或表达式。自定义变量也称为通变量 (global) , 变量名可任意取) 。
(2) 在原理图编辑中增加一个预定义参数元件PARAM。打开元件属性编辑对话框, 设置变量名和预定义参数值, 即:NAME1=Ui, VALU E1=0 V。
(3) 打开Analysis Setup对话框, 单击按钮Parametric弹出对话框, 按图中设置好扫描变量。扫描类型和扫描范围及步长, 如图4所示, 然后返回。 (注意:此时Transient也应设置好终结时间 (Final Times=2ms) 。
(4) 仿真后, 进入Probe程序窗口, 选择菜单项Plot|X Axis Settings, 打开X Axis Settings对话框, 选中特性分析选项 (Performance Analysis) , 或在Probe程序窗中直接单击工具栏“”图标。此时, 波形显示框的横轴变成Ui变量。
(5) 选择菜单项T r a c e|A d d, 打开A d d Trace对话框, 对话框中不仅显示出电路中电压、电流变量, 而且还有很多目标函数 (Goal Functions) , 其中包括Max (1) 。在Trace Expression编辑框中输入Max (V (Uo) ) , 便得到如图5所示的传输特性曲线。由图看出, 最大输出电压幅值与前两个结果基本相同。
(注意, 图5的曲线是Uo的最大值与Ui的关系曲线, Max (V (Uo) ) 已将Uo的负值转换为正值, 因此, 曲线中没有Uo的负值部分。)
对于图1所示的功率放大电路如果需要求出电路的输出功率。那么我们分析放大电路功率时就可以采用下面两种分析方法。
(1) 设置直流扫描分析 (DCSweep) 。
通过DC Sweep分析, 可以得到输出功率管耗和电源提供的功率随电压变化的曲线, 从曲线上可以读出它们的最大功率或某一输出幅值下的功率。注意这一方法不能用于有隔直电容的功放电路。
(2) 设置瞬态分析 (Transient) 。
根据功率的定义, 输出功率等于负载上瞬时电压与瞬时电流的乘积在一个周期内积分的平均值, 即:同理, 电源提供的功率利用Transient分析可以得到上述的积分曲线。在t等于周期T时刻曲线上的值, 就是相应的功率值, 从而实现了研究目标。这种方法大大简化了人工演算与推理, 给研究带来了很大的方便。
摘要：一般来说, 对于掌握电子电路PSPICE程序辅助分析的一般步骤后, 就可以研究PSPICE程序辅助分析的方法。当然, 熟悉PSPICE中的电路描述, PSPICE的集成环境, PSPICE中的有关规定和PSPICE辅助分析的一般步骤是关键, 进而熟悉PSPICE的直流扫描分析, 瞬态分析。
关键词：PSPICE程序辅助,仿真,直流扫描分析,瞬态分析,研究
参考文献
[1] 陈梓城.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社, 2003.
[2] 张龙兴.电子技术基础[M].高等教育出版社, 2002.
[3] 电子电路PSPICE程序辅助分析, http://www.docin.com/p-42050427.html#.