中南大学ORcad实验报告程嘉洲版实验2到实验7完美步骤完美报告.docx
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中南大学ORcad实验报告程嘉洲版实验2到实验7完美步骤完美报告
程嘉洲Orcad实验报告完美汇总
完整步骤!
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、实验报告要求
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。
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。
3、绘出三级管Q1集电极电流的交流扫描特性曲线。
四、实验结果及步骤
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。
建立工程
设置网格显示界面
设置叶幅界面
实验二
仿真设置,结果如图
3、进行交流分析,扫描频率范围从100Hz~100MHz
得到的直流工作点为
打开模拟输出结果界面,得到1,ac小信号工作点
2,直流传输特性分析
3,灵敏度分析
交流扫描设置和交流扫描曲线
结果如图
实验三各种激励信号的设置及瞬态分析
一、实验目的
1、了解各种激励信号中参数的意义,掌握其设置方法。
2、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
1、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。
2、对下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。
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。
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。
2、列出各次谐波的绝对电压值和相对电压值。
四、实验结果步骤
1、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。
正弦信号4个周期设置如图
仿真设置如图
脉冲信号
设置如图
仿真如下
结果如下
VPWL
结果如下:
2、对下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。
原理图
仿真设置如下
结果如下
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。
傅立叶分析结果如上
傅立叶分析设置如图
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。
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。
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。
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。
四,实验结果步骤
1,先选中电阻,然后在Edit下拉菜单中选择Pspcicemodel选项,进入温度系数设置
设置如图
交流分析设置如图
温度分析设置如下
进入到仿真后,点击
中的
再选择
来找到最大值(顶点)
最后单机
注入坐标值
得到结果如图
2,双击并添加新的元件属性Rval,并设为20K
将R3的值改为{Rval}
如图
在瞬态分析的基础上进行全局参数设置如图
在仿真结果中添加Y-Axis(增加Y轴)并且添加V(in)则得到的输出波形如下
由图可知,当R>15k且R<25k时不发生失真,而当R>25.5k是输出波形发生失真
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
仿真设置如下
在PARAMETERS符号中添加Vval。
并将输入信号的值改为{Vval}
仿真设置如下
添加Y轴,添加V(in)
得到结果为
由结果可知,当v(in)>25mv时,发生失真
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
还是在前面交流分析的基础上进行设置如下
得到最大值如下
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、对下图放大电路进行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。
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。
四、实验结果步骤
原理图
在交流分析的基础上进行MC分析设置
在moresetting中选择MAX
即给出该次分析输出波形的最大值
得到的输出波形为
上图错。
对电阻的精度以及电容的精度进行设置
得到的结果如图
得到的分析结果如下
MONTECARLOSUMMARY
******************************************************************************
RUNMAXIMUMVALUE
Pass9.3454atF=125.8900E+03
(102.26%ofNominal)
Pass2.3434atF=125.8900E+03
(101.66%ofNominal)
Pass5.3399atF=125.8900E+03
(100.64%ofNominal)
Pass4.3397atF=125.8900E+03
(100.56%ofNominal)
NOMINAL.3378atF=125.8900E+03
Pass7.3341atF=125.8900E+03
(98.913%ofNominal)
Pass6.3316atF=125.8900E+03
(98.176%ofNominal)
Pass3.3299atF=125.8900E+03
(97.671%ofNominal)
Pass8.329atF=125.8900E+03
(97.386%ofNominal)
Pass10.3279atF=125.8900E+03
(97.079%ofNominal)
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
其他设置如上
点击moresetting
此处选择low。
得到波形如下
最坏电压分析
调整DEV值,使两条曲线重合就说明达标,此处略。
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。
2、描绘出电路输出端电压(out)1db中心频率随R2的变化曲线。
3、描绘出1bd带宽分布的直方图。
四、实验结果步骤
在这里找到LT
1、对上述切比雪夫(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。
交流分析设置如下:
(2)在PspiceA/D界面下,在Trace/GoalFunctions下(,新建GoalFunction,命名为fengzhicha,内容如下
进入了仿真以后
找到Trace里面的Goal..设置如下
创建函数如下
fengzhicha
(1)=y2-y1
1|searchforwardPEak!
1
searchforwardPEak!
2:
}
点击这个,然后选择刚刚编辑的函数
得到结果为
改变R2的值
添加符号
仿真设置如下
点击
新建性能分析
点击全局函数按键,
选择全局函数CenterFreq(1,db_leval),添加变量后CenterFreq(V(OUT),1)。
得到中心频率的值为
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。
仿真设置如下
Plot/AxisSetting中选择ProcessingOptions子选项中的“PerformanceAnalysis”,进入直方图绘制状态。
选取TRACE
得到结果
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。
按下图对该激励信号进行设置。
2、下图是一半加器电路,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。
3、采用不同进制的总线信号形式显示U4A的输入端“1”、“2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”波形。
三、实验报告要求
1、描述上述4位激励信号。
2、在上述半加器电路中,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“1”、“2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”的逻辑值。
四、实验结果步骤
添加7400元件库,在SPECIAL库中找到DSTM1
原理图如下:
对信号源设置如下
command2LABEL=STARTLOOP
COMMAND31cINCRBY0001
COMMAND4
2cGOTOSTARTLOOPUNTILGE1111
TIMESTEP2ms
仿真设置如下
进入仿真后添加4位轨迹
得到结果
2、下图是一半加器电路,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。
对信号源的命令设置同上。
添加12端及SUMCARRY的轨迹
得到的波形如下
3、采用不同进制的总线信号形式显示U4A的输入端“1”、“2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”波形。
采用16进制形式,那么总线为
选择低两位
对信号源设置如下
为显示20个周期,我们还是将时间设置为40ms
得到的结果为
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