ORCAD实验合集.docx

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ORCAD实验合集

OrCAD/PSpice

实验报告合集

实验二电子电路的直流、交流分析

一、实验目的

1、应用计算机对电子电路进行直流和交流分析，包括基本工作点分析、灵敏度分析和直流传输特性分析。

2、掌握进行上述基本分析的设置方法，对所给的一些实际电路分别进行直流和交流分析，正确显示出各种波形图，根据形成的各种数据结果及波形图对电路特性进行正确的分析和判断。

二、实验内容

1、对左图的共射极单管放大电路进行直流分析，做出三级管Q1的伏安特性曲线（Ic～V2），V2从0伏到12伏，Ib从40uA～160uA。

2、做出直流负载线：

（12-V（V2:

+））/100

3、进行交流分析，扫描频率范围从100Hz～100MHz

三、实验步骤及结果

1、根据计算机进行分析得到的结果，绘出共射极单管放大电路中三级管Q1的伏安特性曲线（Ic～V2）及直流负载线。

①设置参数V2从0伏到12伏，Ib从40uA～160uA，截图如下:

②AddTrace如左图设置。

所得三级管Q1的伏安特性曲线（Ic～V2）如右图所示：

③设置直流负载线：

（12-V（V2:

+））/100，AddTrace如图所示：

④运行所得直流负载线如图所示：

2、列出共射极单管放大电路中各节点的偏置电压、输入阻抗、输出阻抗、灵敏度分析结果及直流传输特性。

直流分析设置如图所示:

①基本工作点分析

②灵敏度分析

③直流传输特性分析

3、绘出三级管Q1集电极电流的交流扫描特性曲线。

①对差分放大电路进行交流分析，扫描频率范围从100Hz～100MHz，设置如图所示：

②所得曲线如图所示：

实验三各种激励信号的设置及瞬态分析

一、实验目的

了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。

掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。

二、实验内容

正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。

三、实验报告要求

1、绘出自行设置的正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号波形，并将所设置的参数值列出。

仿真设置如下

（1）

正弦信号VSINVOFF=0VAMPL=10mVFREQ=50Hz

（2）脉冲信号VPULSE

V1=0mVV2=10mVTD=3msTR=1ms

TF=1msPW=6msPER=15ms

（3）周期性分段线性信号VPWL_ENH

FIRST_NPAIRS：

（0,0）SECOND_NPAIRS：

（5ms,10mV）

THIRD_NPAIRS：

（10ms,0）REPEAT_VALUE：

4

2、对右图单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz到20kHz任意选定。

根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。

列出各次谐波的绝对电压值和相对电压值。

仿真设置如下：

波形如下：

3、在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。

列出各次谐波的绝对电压值和相对电压值。

实验四电路的参数分析

一、实验目的

1、了解对电子电路进行各种参数分析（包括全局参数、模型参数以及温度）的功能。

2、通过对实际电路进行各种参数分析，掌握分析设置方法。

二、实验内容

1、针对实验三的单管放大电路，所有电阻均采用Rbreak模型，设置其电阻温度系数为tc1=0.01，tc2=0.0005。

在交流分析的基础上，对该电路进行温度分析，温度值设定为20℃、35℃、50℃、70℃，观察输出电压最大值的变化。

2、在瞬态分析的基础上，对电阻R3进行参数分析，其电阻值从15k～30k变化，观察输出波形曲线簇。

3、在瞬态分析的基础上，输入信号电压从5mv～30mv变化时，观察输出波形曲线簇，

4、在交流分析的基础上，使三级管Q1的放大倍数由200变化到350，观察输出电压最大值的变化。

三、实验报告要求

1、通过温度分析，列表给出在不同温度时单管放大电路输出电压的最大值。

Trace

Max/V

V（20℃）

1.2597

V（35℃）

1.2613

V（50℃）

1.2559

V（70℃）

1.2368

2、通过对三级管Q1的放大倍数进行参数分析，列表给出不同放大倍数时输出电压的最大值。

在PspiceModel中设置Bf={Rval}

增加元器件PARAM（在SPECIAL库中），新建全局变量Rval：

仿真设置：

Q1放大倍数

输出电压最大值V

200

1.1708

230

1.2230

260

1.2666

290

1.3035

320

1.3352

350

1.3626

3、通过参数分析，确定电阻R3的值在什么范围时波形出现失真。

设置R3电阻为{Rval}

仿真设置

由图可知电阻R3的失真范围为24k~30k。

4、确定参数分析，确定入信号电压大于多少mv时，输出波形出现失真。

设置输入电压的大小为{Rval}，设置全局变量在扫描分析时从5mv到30mv变化

由图知当输入电压大于20mV时，出现波形失真。

实验五电路的统计分析

一、实验目的

1、能够正确对元器件模型参数的离散分布情况进行描述，掌握对电路进行Monte-Carlo分析以及最坏情况分析的方法。

2、根据分析结果，正确的分析和判断由于元器件参数值的离散性所引起的电路特性的分散性以及可能出现的最坏情况，对电路参数进行调整。

二、实验内容

1、对右图放大电路进行Monte-Carlo分析（抽样分析次数为10次），所有电阻的精度为2％，所有三极管放大倍数的离散性为20％，随机独立抽样，与标称值分析结果进行比较，观察输出电压的变化。

2、进行最坏情况分析，模型参数的离散情况不变，观察最坏情况下输出电压下降为多少。

三、实验报告要求

1、列表给出10次Monte-Carlo分析输出电压的最大值，与标称值分析结果进行比较，其最大变化范围为正负百分之多少。

若规定允许输出电压的最低值为300mv，则该电路的合格率为多少。

（1）选择交流小信号分析设置如下：

（2）编辑Rbreak、Q2N2222参数模型如下：

标称值最大输出电压为337.787mV

（3）结果分析

2、最坏情况下的分析结果为多少，调整元器件的精度，直至输出结果达到上述要求，给出调整后的元器件的精度值。

（3）调整精度

①只调整电阻精度，Q2N2222使用初始模型。

当RbreakDEV=0.31%时，最坏电压为300.312mV达标。

②电阻使用初始模型，Q2N2222参数为Bf=255.9DEV/3/Gauss16%时，最坏电压为300.324mV达标

③当电阻模型为RbreakRESR=1DEV0.28%，Q2N2222模型为Bf=255.9DEV/3/Gauss3.1%时最坏电压为300.801mV达标。

实验六电路性能分析

一、实验目的

1、熟悉系统提供的各种搜寻命令和特征值函数的定义及功能，能正确编写特征值函数；

2、应用各种搜寻命令和特征值函数对实际电路进行各种电路性能分析，正确做出电路性能随参数的变化曲线以及直方图。

二、实验内容

1、对下列切比雪夫（Chebyshev）滤波器进行交流分析，编写计算两个峰值电压的差值的特征值函数，并进行计算。

2、对电阻R2进行参数分析，其电阻值从70Ω变化到100Ω，做出该电路输出端电压（out）1db中心频率随R2的变化曲线。

3、进行蒙托卡诺分析后进行电路性能分析，所有电阻采用精度为1％的电阻器，电容采用精度为5％的电容器。

绘制1bd带宽分布的直方图。

三、实验报告要求

1、写计算两个峰值电压的差值的特征值函数，并给出计算结果。

（1）交流分析设置如下：

（3）得结果如右图，PeakSub（V（out））=－0.0192581V

2、对电阻R2进行参数分析，其电阻值从70Ω变化到100Ω，描绘出电路输出端电压（out）1db中心频率随R2的变化曲线。

（1）将R2电阻值改为{Rval}，添加PARAM元件，设置仿真，GeneralSettings设置与上相同：

（2）进行性能分析（PerformanceAnalysis）：

AddTrace：

3、进行蒙托卡诺分析后进行电路性能分析，所有电阻采用精度为1％的电阻器，电容采用精度为5％的电容器。

绘制1bd带宽分布的直方图。

（1）将所有电阻电容均换为BREAKOUT型，并设置PspiceModel如下：

（2）仿真选择MonteCarlo分析，设置如下并运行：

（3）进行性能分析（PerformanceAnalysis），方法与上相同。

进入直方图绘制状态。

（4）然后AddTrace，选择函数Bandwith（1,db_leval），增添参数为Bandwidth（V（out），1）得分析结果：

实验七逻辑电路模拟

一、实验目的

1、掌握各种数字激励信号波形的描述及设置方法。

2、能够对数字电路正确进行逻辑模拟，掌握波形的总线表示方式。

二、实验内容

1、下图为一4位的激励信号，为一个完整的周期，PIN3为低位，PIN0为高位。

按右图对该激励信号进行设置。

三、实验报告要求

1、描述上述4位激励信号。

（1）在SORUCE库中找到STIM4，属性设置如下

（2）建立仿真

（3）RUN，Add　Trace

2、右图是一半加器电路，对该电路进行逻辑模拟，激励信号源采用STIM4，取其中的2位信号，自行设置，观察输出节点“SUM”、“CARRY”的波形。

在半加器电路中，给出自行设置的激励信号波形的描述，列表写出节点U4A的输入端“N3”、“N2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”的逻辑值。

（1）设置激励源属性

（2）

建立仿真

（3）运行，AddTrace{N[0:

3]}N3N2SUMCARRY

3、采用不同进制的总线信号形式显示U4A的输入端“N3”、“N2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”波形。

（1）基本设置与2、相同。

（2）运行，AddTrace（每行命令一次）

U4A0U4A1U4A2U4A3

{U4A[3:

0]};U4AO;O

{U4A[3:

0]};U4AB;B

{U4A[3:

0]};U4AD;D

{U4A[3:

0]};U4AH;H

运行结果如图

实验九电路优化设计

一、实验目的

1、了解电路优化设计的功能，熟悉PSpiceOptimizer程序的命令系统以及目标参数和约束条件的设置方法；

2、通过对实际电路进行优化设计，学会如何提出性能优化设计指标，怎样调整电路参数，使之满足设计指标。

二、实验内容

对右图有源带通滤波器进行优化设计，设计指标为中心频率：

1kHz±20Hz；带宽400Hz±10Hz；增益：

不小于2V。

对电路元件R1、R2、C1以及C2的标称值进行优化，必要时再考虑其它的元件。

通过优化后使其达到设计指标。

三、实验报告要求

1、给出优化后的元器件参数值以及设计指标。

2、绘出输出节点“OUT”的频率特性曲线。