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第9章 瞬态分析

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第9章 瞬态分析第9章 瞬态分析(.TRAN) PSpice可对大信号非线性电子电路进行瞬态分析,即求电路的时域响应,故称为时域扫描(Time Domain )。 它可在给定激励信号情况下,求电路输出的时间响应、延迟特性;也可在没有任何激励信号的情况下,仅依电路存储的能量作用,求得振荡波形、振荡周期等。 9.1 例题 一阶RC电路如图9-1所示。试利用PSpice进行电路的时域响应(瞬态分析)。 图9-1  RC一阶电路 (1)电路图的绘制。输入电路图名称(如RC),绘制电路图。激励为电压脉冲源,选用Source.olb库中的...

第9章 瞬态分析
第9章 瞬态分析(.TRAN) PSpice可对大信号非线性电子电路进行瞬态分析,即求电路的时域响应,故称为时域扫描(Time Domain )。 它可在给定激励信号情况下,求电路输出的时间响应、延迟特性;也可在没有任何激励信号的情况下,仅依电路存储的能量作用,求得振荡波形、振荡周期等。 9.1 例题 一阶RC电路如图9-1所示。试利用PSpice进行电路的时域响应(瞬态分析)。 图9-1  RC一阶电路 (1)电路图的绘制。输入电路图名称(如RC),绘制电路图。激励为电压脉冲源,选用Source.olb库中的VPULSE。 电压脉冲源设置参数: 图9-2  参数编辑窗口 点击 按钮,分别键入下面参数的名称和数值:  V1=0V(初始值),V2=5V(幅值),TR=0.4μs(上升时间),TF=0.5μs(下降时间),TD=0(延迟时间),PW=10ms(脉冲宽度),PER=20ms(周期)。 (2)创建新仿真文件,名称为TD,注意分析参数设置方法如图9-3所示。 图9-3  瞬态分析参数设置方法 若要对瞬态分析输出文件选项进行设置,可按下 按钮,设置对话框如图9-4所示。 图9-4输出文件设置对话框 (3)执行PSpice分析程序 矩形输入脉冲的周期是T=20ms,当时间常数小于20ms时, RC电路为微分电路,输出电压波形仍是矩形波,而电流波形是一个尖顶波如图9-5所示。 图9-5 微分电路 当R1=2K(或者大于2K),此时 RC电路已经成为积分电路,输出的电压波形已经变换成三角波。 图9-6积分电路Vc的“爬坡过程” 9.2  瞬态源的类型 做瞬态分析时,常用的有5种独立源。 1.脉冲波VPULSE、IPULSE 图9-7  参数编辑栏 参数 含义 单位 V1或I1 初始值 V或A V2或I2 脉动值 V或A TD 延迟时间 s TR 上升(沿)时间 s TF 下降(沿)时间 s PW 脉冲宽度 s PER 周期 s       例如设定参数如下:V1=0,V2=1,TD=1us,TR=0.4us,TF=0.6us,PW=2us,PER=6us。可得如图9-8所示的波形。 图9-8  脉冲源波形 2.正弦源VSIN、ISIN 表9-2  正弦源VSIN、ISIN参数的设置 参数 含义 单位 VOFF或IOFF 直流偏移电压 V或A VAMPL或IAMPL 振幅 V或A FREP 频率 Hz TD 延迟时间 s DF 阻尼系数 1/s PHASE 相位延迟 度(o)       例如设定参数如下:VOFF=1,VAMPL=9,FREP=1meg,TD=1u,DF=0.4meg,PHASE=0,可得如图9-9所示的波形。 如VOFF=0(这个零必须填写),TD=0,DF=0,就是通常用的正弦源。 图9-9  正弦波电源波形 3.指数源VEXP或IEXP 表9-3  指数源VEXP或IEXP参数的设置 参数 含义 单位 V1或I1 初始值 V或A V2或I2 脉动值 V或A Td1 上升延迟时间 s Tc1 上升时间常数 s Td2 下降延迟时间 s Tc2 下降时间常数 s       例如设定参数如下:V1=2,V2=10,Td1=1m,Tc1=0.3m,Td2=5m,Tc2=0.5m,可得如图9-10所示的波形。 图9-10  指数源波形 4.分段线性源VPWL或IPWL 以坐标方式输入波形,每对值(T1,V1或I1)确定了时间t=T1时分段线形波的值V1,中间值用线形插值方法来确定。 例如设定参数如下T1=0,V1=1;T2=10n,V2=2;T3=15n,V3=2;T4=20n,V4=4;T5=25n,V5=0。可得如图9-11所示的波形。 图9-11  分段线性电源波形 5.周期性折线源VPWL_ENH或IPWL_ENH 表9-4  周期性折线源参数的设置 参数 含义 单位 TSF 时间基准值 s VSF或ISF 电压或电流基准值 V或A FIRST_nPAIRS 转折点的坐标对 无 SECOND_nPAIRS 转折点的坐标对 无 THIRD_nPAIRS 转折点的坐标对 无 REPEAT_VALUE 重复次数 次数       例如设定参数如下:TSF=0.5s,VSF=5V, 坐标对为(0,-1)、(1,1)、(2,-1),REPEAT_VALUE=3。 图9-12 周期性折线电源波形 6.单频调频源VSFFM或ISFFM 表9-5  单频调频波VSFFM或ISFFM参数的设置 参数 含义 单位 VOFF或IOFF 直流偏移电压 V或A VAMPL或IAMPL 振幅 V或A Fc 载波频率 Hz Mod 调制指数 无 Fm 调制信号频率 Hz       例如设定参数如下:VOFF=0.5,VAMPL=4,Fc =1.5k,mod=40,Fm =300,可得如图9-13所示的波形。 图9-13  单频调频波电源波形 9.3傅里叶分析(?FOUR) 傅里叶分析是在大信号正弦瞬态分析时,对输 出的最后一个周期波形进行谐波分析,计算出 直流分量、基波和第2~9次谐波分量以及失真 例题:反相运放电路 (1) 电路图的绘制 绘制电路图、元器件符号的呼叫与属性的设置。 图9-14反相运放电路图 (2) 分析参数的设定 图9-15瞬态分析参数设置 对瞬态分析输出文件选项进行设置,按下按钮 。 图9-16输出文件设置对话框 (3) 运行傅里叶分析程序 呼叫V(U1:OUT)瞬态波形,结果如图9-17所示。 图9-17瞬态分析结果 点选 按钮,进行傅里叶分析,结果如图9-18所示。 图9-18  傅里叶分析 当输入电压幅度为1.8V时,得到的是一个被“剪切”的输出电压波形,如图9-19所示。 图9-19输入为1.8V正弦电压时的输出仿真结果 此时的输出波形已经产生饱和,电压波形不再是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的正弦波,傅立叶分析结果如图9-20所示。 图9-20 输入为1.8V正弦电压时傅里叶分析结果 当输入的电压为15V时,输出波形将产生严重失真,如图9-21所示。 图9-21输入为15V正弦电压时的输出仿真结果 此时输出波形已经产生深度饱和,这时其频谱只含有偶次谐波,傅里叶分析结果如图9-22所示。 图9-22输入为15V正弦电压时的傅里叶分析结果 (4) 查看文字输出文档 图9-23  傅里叶分析的文字结果
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分类:工学
上传时间:2019-02-24
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