thvatr08級電路計算機仿真分析

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文檔簡介

1、　　、 　　.~　　我們‖打〈敗〉了敵人。 　?、谖覀儭舶褦橙恕炒颉磾　盗恕?lt;/p>　　本文由xl369015813貢獻　　doc文檔可能在W

2、AP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。　　電路計算機仿真分析實驗報告　　姓名：班級：08 級 2 班學(xué)號：　　實驗一直流電路工作點分析和直流掃描分析　　一實驗?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)使用 Pspice 軟件，熟悉他的工作流程，即繪制電路圖、

3、元件類別的選擇及其參數(shù)的賦值、分析類型的建立及其參數(shù)的設(shè)定、Probe 窗口的設(shè)置和分析的運行過程等。（2）學(xué)習(xí)用 Pspice 進行直流工作點分析和直流掃描分析的操作步驟。二實驗內(nèi)容（一）應(yīng)用 Pspice 求解圖示電路各節(jié)點電壓和各支路電流（1）操作過程 ① 啟動 Orcad capture,新建工程 Ploj1，選項框選擇 Analog or Mixed A/D。類型選擇為 create a blank pro

4、jiect。 ② 在原理圖界面上點擊 Place/Parts 或右鍵快捷鍵。 ③ 首先增加常用庫，點擊 Add Library，或?qū)⒊Ｓ脦焯砑舆M來。 ④ 一定元件到適當位置，右鍵單擊器件進行適當旋轉(zhuǎn)，點擊 Place/Wire 或快捷鍵將電路連接如圖。 ⑤ 雙擊元器件或相應(yīng)的參數(shù)修改名稱和值。 ⑥ 在需要觀察的位置放置探針。 ⑦ 保留原理圖。　　R2 1k

5、　　2A 0Adc R1 1k R3 3k 0Adc　　4A　　0　?。?）仿真 ① 點擊 Pspice/New Simulation Profile，輸入名稱。 ② 在彈出窗口中 Basic P

6、oint 是默認的，點擊確定。 ③ 點擊 Pspice/run。 ④ 在原理圖中點擊 V，I 工具欄按鈕，圖形顯示各節(jié)點電壓和各元件電流值。（3）實驗結(jié)果　　4.000V　　R2 4.000W 2.000A 1 4.000A R1 16.00W 1 2.000A R3 12.00W 3&l

7、t;p>　　6.000V　　Idc1 -8.000W 2A 2.000A　　Idc2 -24.00W 4A 4.000A　　0V　　0

8、;　　三選做實驗　　IPRINT Is2　　1A R2 2 R1 4 Is1 3A 1A 12V R4 3 Vs1 Vs4 Is3 2A RL 1　　I

9、　Vs2　　10V　　Is5　　7V　　Is4<b&

10、gt;　　Vs3　　2A　　5V　　0　　分析下圖直流工作點和直流掃描分析（１）操作過程 ① 直流工作點分析同上。 ② 直流掃描：ａ單

11、擊 Pspice/New Simulation Profile，打開分析類型對話框，以建立分析類型。選擇“直流掃描” 。設(shè)置參數(shù)。ｂ設(shè)置打印機參數(shù) ｃ運行仿真。（２）實驗結(jié)果 ① 直流工作點分析　　Is2 3.200W 1.000A 1A R2 23.12W 3.400A 2　　IPRINT 0W 22.40V 2.600A

12、　　Vs2 -34.00W 32.40V 3.400A 10V 22.40V　　25.60V 3.400A R1 46.24W 4 Is1 -25.60W 1A 1.000A 12V　　12.00V Vs1 3.400A 40.80W　　Is5 -67.20W 3.000A 3A</p&g

13、t;　　0V　　R4 20.28W 2.600A 3　　7.800V　　Vs4 18.20W 2.600A 7V　　Is3 -15.20W 2A 2.000A</p&g

14、t;　　2.600A RL 6.760W 1　　19.80V Is4 -29.60W 2.000A 2A Vs3 13.00W 2.600A 5V　　14.80V　　0<

15、;b>　　直流掃描分析　　2.8A　　2.4A　　2.0A　　1.6A

16、　　1.2A 0V -I(RL)　　2V　　4V　　6V V_Vs1　　8V&

17、lt;p>　　10V　　12V　　V_Vs1 0.000E+00 5.000E-01 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 2.500E+00 3.000E+00 3.500E+00 4.000E+00 4.500E+00 5.000E+00 5.50

18、0E+00 6.000E+00　　I(V_PRINT1) 1.400E+00 1.450E+00 1.500E+00 1.550E+00 1.600E+00 1.650E+00 1.700E+00 1.750E+00 1.800E+00 1.850E+00 1.900E+00 1.950E+00 2.000E+00　　6.500E+00 7.000E+0

19、0 7.500E+00 8.000E+00 8.500E+00 9.000E+00 9.500E+00 1.000E+01 1.050E+01 1.100E+01 1.150E+01 1.200E+01　　2.050E+00 2.100E+00 2.150E+00 2.200E+00 2.250E+00 2.300E+00 2.350E+00 2.400E+00 2.450E+00 2.500E

20、+00 2.550E+00 2.600E+00　　三實驗結(jié)果分析１、由仿真結(jié)果驗證基爾霍夫定律對于電路１，設(shè)４Ｖ和６Ｖ所對應(yīng)的結(jié)點分別為１和２。對于中間的一個回路有： 4*1+1*2-3*2=0，即基爾霍夫電壓定律成立。對于結(jié)點１有：2+2-4=0，即基爾霍夫電流定律成立。同理可證電路２的基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律也成立。 2、對于公式（1-1），我們可以看到：IRL 與 US

21、1 成線性關(guān)系，US1 越大，IRL 越大。US1=0 時，IRL=1.4A。各物理量的意義：US1——電壓源的電壓；IRL——負載電阻流過的電流。式中數(shù)據(jù) 1.4 表示 US1=0 時 IRL 的大小，0.1 表示電流 IRL 與電壓 US1 成線性關(guān)系的斜率的大小，即當 US1 變化為 1V 時，IRL 就變化 0.1K。　　實驗二戴維南定理和諾頓定理仿真<

22、;p>　　一實驗?zāi)康?（1）進一步熟悉 Pspice 仿真軟件繪制電路圖，初步掌握符號參數(shù)、分析類型設(shè)置。學(xué)習(xí) Probe 窗口的簡單設(shè)置。（2）加深對戴維南定理和諾頓定理的理解。二原理及說明戴維南定理指出，任一線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對外來電路來說，可以用一個電壓源和一個電阻串聯(lián)的之路來替代，該電壓源的電壓網(wǎng)絡(luò)的全部獨立電源置零后的輸入電阻。等于電壓源的開路電壓，電阻等于原<p

23、>　　諾頓定理指出，任一線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對外來電路來說，可以用一個電流源和一個電阻并聯(lián)的之路來替代，該電流源的電流等于原網(wǎng)絡(luò)的短路電流絡(luò)的全部獨立電源置零后的輸入電導(dǎo) ()。，其電導(dǎo) 等于原網(wǎng)　　三實驗內(nèi)容　?。?）測量有源一端口網(wǎng)絡(luò)等效入端電阻　　和對

24、外電路的伏安特性。　　（2）根據(jù)任務(wù)（1）中測得開路電壓、輸入電阻，組成等效有源一端口網(wǎng)絡(luò)，測量其對外電路特性。（3）根據(jù)任務(wù)（1）中測得短路電流、輸入電阻，組成等效有源一端口網(wǎng)絡(luò)，測量其對外電路特性。四實驗步驟（1）在 Capture 環(huán)境下繪制和編制電路，包括取元件、連線、輸入?yún)?shù)和設(shè)置節(jié)點等。分別編輯原電路、戴維南電路和諾頓電路，檢查無誤后存盤。

25、　　R1 100 R2 50 RL {v ar} R3 150 V1 4V 5V V2 3.5455 V3 R0 27.273 RLd {v ar} Is 130mA G0 27.273 RLn {v ar}　　P ARAM E T E RS :　　0<

26、;b>　　v ar = 1K　　0　　0　　（2） Rl 的阻值在“PARAM”中定義一個全局變量 var。（3）設(shè)定分析類型為 “DC Sweep” 掃描變量為全局變量 var，，并設(shè)置現(xiàn)行掃描起點為

27、1P、終點為 1G 和步長為 1MEG。（4）啟動運行后，系統(tǒng)自動進入 Probe 窗口。選擇 Plot=>Add Plot to Windows 增加坐標軸，分別在兩軸上加 I Rl） V （和（Rl：的變量。 2）選擇 Trace =>Cursor=>Display 和 Trace => Cursor=>Max 顯示電流和電壓的最大值。回到界面，按測得參數(shù)修改電路。</p&g

28、t;　　R0 27.273　　RLd {v ar}　　Is 130mA　　G0 27.273　　RLn {v ar}

29、　　V3 3.5455　　0　　0　　從新設(shè)定參數(shù)后，掃描全局變量仍為 var，線性掃描的起點為 1，終點為 10 k，步長為 100。從新啟動分析，進入 Probe 窗口。增

30、加合適坐標軸顯示結(jié)果如下。　　0A　　-100mA　　-200mA I(RL) 0A　　-100mA　　-200mA

31、 I(RLd) 0A　　-100mA SEL>> -200mA 0V I(RLn) V(RL:2)　　0.4V　　0.8V　　1.2V</p

32、>　　1.6V　　2.0V　　2.4V　　2.8V　　3.2V</b

33、>　　3.6V　　三、結(jié)論由輸出特性曲線可以看出，這三條伏安特性曲線是完全一樣的，從而驗證了戴維南定理和諾頓定理的正確性。四、思考與討論戴維南定理和諾頓定理使用的條件為：不含受控源的線性網(wǎng)絡(luò)　　實驗三正弦穩(wěn)態(tài)電路分析和交流分析掃描&

34、lt;p>　　一、實驗?zāi)康?⑴ 學(xué)習(xí)用 Pspice 進行正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析。 ⑵ 學(xué)習(xí)用 Pspice 進行正弦穩(wěn)態(tài)電路的交流掃描分析。 ⑶ 熟悉含受控源電路的聯(lián)接方式。　　二、　　原理與說明對于正弦穩(wěn)態(tài)電路，可以用相量法列寫電路方程，求解電路中各個電壓和電流的振幅和初相位。Pspice 是用相量形

35、式的節(jié)點電壓法對正弦穩(wěn)態(tài)電路進行分析的。　　三、實驗示例正弦穩(wěn)態(tài)分析。以下圖為例，其中正弦電源的角頻率為 10Krad/s，要求計算兩個回路中的電流。　　IPRINT R1 10　　IPRINT　　TX1 V1 10Vac 0V

36、dc C1 10u　　0　　a. 在 capture 環(huán)境下編輯電路，互感是用符號“XFRM_LINER”表示的。參數(shù)設(shè)計如下：L1_VALUE,L2_VALUE 為自感，COUPLING 為耦合系數(shù)。 k= b. 設(shè)置仿真，打開分析類型對話框，對于正弦電路分析要選擇“ACSweep..” 。單擊該按鈕后，可以打

37、開下一級對話框“交流掃描分析參數(shù)表” ，設(shè)置具體的分析參數(shù)。對于上圖例子，設(shè)置為： “AC Sweep Type”選擇“Linear” “Start Freq” （起始頻率）輸入“1592” （10000/2 ） “End Freq” （終止頻率）也輸入“1592” “Total Pts.” （掃描點數(shù)）輸入“1” c. 運行 Pspice 仿真計算程序，在 Probe 窗口顯示交流掃描分析的結(jié)果。 FREQ IM(V_PRINT1)

38、 IP(V_PRINT1) IR(V_PRINT1) II(V_PRINT1) 1.592E+03 2.268E-03 8.987E+01 5.145E-06 2.268E-03 FREQ IM(V_PRINT2) IP(V_PRINT2) IR(V_PRINT2) I　　分析：可以清楚的看出，電源回路中的電流振幅近似等于 0，負載回路中的電流振幅等于 2A,初相角約等于 90 度。</

39、p>　　d. 為了得到數(shù)值的結(jié)果，可以在兩個回路中分別設(shè)置電流打印機標識符。可以清楚地看出，電源回路中電流振幅近似等于 0，負載回路中的電流振幅等于 2A。四、選做實驗 ⑵ 給出的實驗立體和實驗步驟，用 Pspice 獨立做一遍，給出仿真結(jié)果。 ⑵對正弦穩(wěn)態(tài)電路進行計算機輔助分析，求出各元件的電流。電路如下圖，其中電壓源 Us=100 cos（1000t）V，電流控制電壓源的轉(zhuǎn)移電阻為 2Ω。<

40、/p>　　R3 2 H1 H　　+ -　　R4 2　　R5 3　　R1 1

41、 R2 2　　2 L1 1mH C1 1000uF　　V2 100Vac 0Vdc　　1　　0　　仿真結(jié)果：<

42、/b>　　60A　　40A　　20A　　0A 80Hz I(V1)　　I(R1)</b

43、>　　-I(R2)　　I(R4)　　I(R3)　　-I(L1)<b

44、>　　-I(R5)　　159Hz -I(C1) Frequency　　239Hz　?、锹啡鐖D三，Us=220　　cos（314t）V，電容是可調(diào)的，其作用是為了提高電路的功率<p

45、>　　因數(shù)λ。試分析電容為多大值時，電路的功率因數(shù)λ=1。　　P ARA M E T E RS :　　R6 100 V3 VOFF = 0 VAMPL = 311 FREQ = 50 C2 {v ar}　　2 L2 0.2H&l

46、t;b>　　1　　0　　仿真結(jié)果：　　1.9A　　1.8A<p&

47、gt;　　1.7A　　1.6A　　1.5A 0 I(V3) var 2u 4u 6u 8u 10u 12u 14u 16u 18u 20u　　五、實驗結(jié)果分析 1、可以清楚地看出，電源回路中的電流振幅近似等于 0，負載回路中的電流振幅等于

48、 2A。 2、因為當功率因數(shù)為 1 時，電源輸出電流最小。從圖 4 可以看出，電源輸出電流最小約為 1.578A,此時電容約為 14.2uF。 3、各元件的電流可以從圖 2 讀出：I（R1）=44.6A，I（R2）=27.2A，I（R3）=14.1A，I（R4） =22.5A，I（R5）=5.1A，I（L1）=22.4A，I（C1）=20.2A。　　實驗四一階動態(tài)電路的研究

49、　　一實驗?zāi)康?（1）掌握 Pspice 編輯動態(tài)電路、設(shè)置動態(tài)遠見的初始條件。掌握周期激勵的屬性及對動態(tài)電路仿真的方法。（2）理解一階 RC 電路在方波激勵下逐步實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)充放電的過程。（3）理解一階 RL 電路在正弦激勵下，全響應(yīng)與激勵接入角的關(guān)系。二示例實驗符以獲取激勵和電容電壓的波形，設(shè)置打印電壓標示符以獲取電容電壓數(shù)值輸出。 1.編輯電路。其中方波電源是 source 庫中的 VPULS

50、E 電源。電容選取 Analog 庫中的 C-elect （Ic 設(shè)為 2V） 2.設(shè)置分析類型為 Transient。其中 Maximum Setp 設(shè)為 2ms,Run to 40ms 3.設(shè)置輸出方式。為觀察電容電壓的充放電過程與方波激勵的關(guān)系，設(shè)置兩個節(jié)點電壓標示符以獲取激勵和電容典雅的波形，設(shè)置打印電壓表師傅以獲取電容電壓數(shù)值輸出。　　R7 1.8k</b&g

51、t;　　V　　V1 = 0 V2 = 7 TD = 2ms TR = 0.001us TF = 0.001us PW = 2ms PER = 4ms　　V4　　C3</b&

52、gt;　　V　　2uf　　0　　仿真計算及結(jié)果分析。經(jīng)仿真計算得到圖形輸出如下圖：　　8.0V&l

53、t;/b>　　6.0V　　4.0V　　2.0V　　0V 0s V(V4:+)　　5ms V(R7:2)<

54、/p>　　10ms　　15ms　　20ms Time　　25ms　　30m

55、s　　35ms　　40ms　　增加 Vprint 到電路上觀察電容電壓的數(shù)值輸出： TIME V(N02549) 0.000E+00 0.000E+00 2.000E-03 2.446E-06 4.000E-03 2.

56、988E+00 6.000E-03 1.713E+00 8.000E-03 3.970E+00 1.000E-02 2.275E+00 1.200E-02 4.292E+00 1.400E-02 2.460E+00 1.600E-02 4.398E+00 1.800E-02 2.521E+00 2.000E-02 4.433E+00 2.200E-02 2.540E+00 2.400E-02 4.444E+00 2.600E-02 2.

57、547E+00 2.800E-02 4.448E+00 3.000E-02 2.549E+00 3.200E-02 4.449E+00 3.400E-02 2.550E+00 3.600E-02 4.450E+00 3.800E-02 2.550E+00 4.000E-02 4.450E+00 分析：電容在連續(xù)充放電，開始電容放電，達到最小值，當?shù)谝粋€方脈沖開始以后，　　R1

58、 1k　　V1 = 1.5 V2 = -1.5 TD = 1ms TR = 0.001us TF = 0.001us PW = 1s PER = 2s　　V1　　C2 100uf

59、;　　0　　仿真結(jié)果：　　2.0V　　1.0V　　0V&l

60、t;p>　　-1.0V　　-2.0V 0s V(C2:+)　　2s V(V1:+)　　4s　　6s<b&

61、gt;　　8s　　10s Time　　12s　　14s　　16s<p&

62、gt;　　18s　　20s　　TIME V(N00231) 0.000E+00 3.000E-06 1.000E+00 -1.475E+00 2.000E+00 1.477E+00 3.000E+00 -1.477E+00 4.000E+00 1.477E+00 5.000E+0

63、0 -1.477E+00 6.000E+00 1.477E+00 7.000E+00 -1.477E+00 8.000E+00 1.477E+00 9.000E+00 -1.477E+00 1.000E+01 1.477E+00 1.100E+01 -1.477E+00 1.200E+01 1.477E+00 1.300E+01 -1.477E+00 1.400E+01 1.477E+00 1.500E+01 -1.477E+00 1.

64、600E+01 1.477E+00 1.700E+01 -1.477E+00 1.800E+01 1.477E+00 1.900E+01 -1.477E+00 2.000E+01 1.500E+00 分析：R、C 值的變化使得時間常數(shù)發(fā)生變化，影響電容的充放電過程，所以輸出波形發(fā)生較大變化。 3. 仿真計算　　R1 1k<p&

65、gt;　　V1 = 2.5 V2 = -2.5 TD = 1ms TR = 0.001us TF = 0.001us PW = 1s PER = 2s　　V1　　C2 100uf　　0</p&g

66、t;　　4.0V　　2.0V　　0V　　-2.0V　　-4.0V 0s V(C2:+)</p

67、>　　2s V(V1:+)　　4s　　6s　　8s　　10s Time

68、　　12s　　14s　　16s　　18s　　20s</p

69、>　　TIME 0.000E+00 1.000E+00 2.000E+00 3.000E+00 4.000E+00 5.000E+00 6.000E+00 7.000E+00 8.000E+00 9.000E+00 1.000E+01 1.100E+01 1.200E+01 1.300E+01 1.400E+01 1.500E+01 1.600E+01 1.700E+01<p&g

70、t;　　V(N00231) 1.000E+00 -2.407E+00 2.465E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00 2.462E+00 -2.462E+00<p&

71、gt;　　1.800E+01 2.462E+00 1.900E+01 -2.462E+00 2.000E+01 2.500E+00 分析：全響應(yīng)，電容起始電壓為 1V，此后電容處于充電狀態(tài)，充電達到飽和電容電壓的衰減很小又很快開始充電。四、實驗結(jié)果分析 1、波形由方脈沖尖頂波變?yōu)榛⌒忻}沖，電容沖放電過程由近似的直線變成明顯的與電壓成非線形關(guān)系。 2、隨著時間常數(shù)的增大，電容一次充電和放電的時間間隔明顯增大，如圖 2 和圖 4，從

72、0 增加到 0.5s。 3、從圖 4 和圖 6 的電容電壓波形可以看出，改變 R 和 C 的元件參數(shù)，改變時間常數(shù)對電容電壓波形會產(chǎn)生影響。　　u (τ ) = 0.368U S ，此時所對應(yīng)的時 4、在 RC 串聯(lián)電路中，對于零輸入響應(yīng)：當 t = τ 時， C　　間就等于τ，對于零狀態(tài)響應(yīng)，可用其響應(yīng)波形增長倒 0.632US 所對應(yīng)的時間測得。&

73、lt;/p>　　實驗五二階動態(tài)電路的仿真分析　　一實驗?zāi)康?1.研究 R.L.C 串聯(lián)電路的電路參數(shù)與其暫態(tài)過程的關(guān)系。 2.觀察二階電路在過阻尼，臨界阻尼和欠阻尼三種情況下的響應(yīng)波形。利用響應(yīng)波形，計算二階電路暫態(tài)過程的有關(guān)的參數(shù)。 3.掌握用計算機仿真與示波器觀察電路響應(yīng)波形的方法。二示例實驗研究 R.L.C 串聯(lián)電路零輸入響應(yīng)波形。 1.電路如下圖，

74、其中電容元件 CI 的 IC 設(shè)為 10V，電感元件 IC 設(shè)為 0，電阻元件 R1 Value 設(shè) 為{val}，設(shè)置 PARAM 的 val 參數(shù)為 1Ω。在設(shè)置仿真參數(shù)文件的全局變量時，設(shè)置 Parameter name::為 val。在 Sweep type 欄內(nèi)，選 Value list 為 0.00001，20，40，100，即分別計算計算以上參數(shù)下的各變量波形。　　PARA

75、M ET ERS:　　R1 {v ar}　　V　　2 L1　　V<b&g

76、t;　　C1 2u 1　　0.8m　　I　　0　　2.用 PSpice 在一個坐標下觀察 uc.il,ul1 波形：（1） R＝0.00

77、001ohm，很小，基本不振蕩情況　　10　　5　　0　　-5　　-10 0s

78、 V(C1:2)　　0.1ms V(L1:2)　　0.2ms I(L1)　　0.3ms　　0.4ms　　0.5ms Time<

79、;p>　　0.6ms　　0.7ms　　0.8ms　　0.9ms　　1.0ms

80、　?。?）R＝20ohm,欠阻尼情況　　5　　0　　-5　　-10 0s V(C1:2)&l

81、t;p>　　0.1ms V(L1:2)　　0.2ms I(L1)　　0.3ms　　0.4ms　　0.5ms Time　　0.6ms

82、　　0.7ms　　0.8ms　　0.9ms　　1.0ms

83、　（3）R＝40ohm,臨界阻尼情況　　5　　0　　-5　　-10 0s V(C1:2)　　0.1ms V(L1:2

84、)　　0.2ms I(L1)　　0.3ms　　0.4ms　　0.5ms Time　　0.6ms

85、　　0.7ms　　0.8ms　　0.9ms　　1.0ms　?。?）R＝100ohm,過阻尼情況<

86、;/p>　　5　　0　　-5　　-10 0s V(C1:2)　　0.1ms V(L1:2)

87、;　　0.2ms I(L1)　　0.3ms　　0.4ms　　0.5ms Time　　0.6ms

88、0.7ms　　0.8ms　　0.9ms　　1.0ms　　三選做實驗研究方波信號作用下的 R.L.C 串聯(lián)電路。用 PSpice 分析

89、下面電路，C1,L1 的初始狀態(tài)為 0，設(shè)置暫態(tài)仿真時間范圍是 0~8ms，參數(shù)設(shè) 置為列表方式，分別選取 Val=-0.5Ω，0.1Ω，1Ω，10Ω，40Ω，200Ω，觀察 uc 在這些參數(shù)下的波形。　　R1 1 {v ar} 0.8m L1 2　　V1 = 0 V2 = 10 TD = 0 TR = 0.001us TF = 0.001us PW

90、= 2ms PER = 4ms　　V1　　V　　V　　C1 2uf<b&

91、gt;　　0　　P ARAM ET E RS :　　（1） Val=-0.5Ω時　　200V　　100V　　0V&l

92、t;/b>　　-100V　　-200V 0s V(C1:2)　　1.0ms　　2.0ms

93、3.0ms　　4.0ms Time　　5.0ms　　6.0ms　　7.0ms

94、　8.0ms　?。?） Val=0.1Ω時　　50V　　0V　　-50V 0s V(C1:2)　　1.0ms<

95、/b>　　2.0ms　　3.0ms　　4.0ms Time　　5.0ms　　6.0ms<

96、;/b>　　7.0ms　　8.0ms　?。?） Val=1Ω時　　40V　　20V</

97、b>　　0V　　-20V 0s V(C1:2)　　1.0ms　　2.0ms　　3.0ms&l

98、t;/b>　　4.0ms Time　　5.0ms　　6.0ms　　7.0ms　　8.0ms&

99、lt;/b>　　（4） Val=10Ω時　　20V　　10V　　0V　　-10V 0s V(C1:2)<

100、/p>　　1.0ms　　2.0ms　　3.0ms　　4.0ms Time　　5.0ms<

101、;/p>　　6.0ms　　7.0ms　　8.0ms　?。?） Val=40Ω時　　10V&l

102、t;/p>　　5V　　0V　　-5V　　-10V 0s V(C1:2)　　1.0ms<

103、/p>　　2.0ms　　3.0ms　　4.0ms Time　　5.0ms　　6.0ms<

104、;/p>　　7.0ms　　8.0ms　?。?） Val=200Ω時　　10V　　5V<

105、/p>　　0V　　-5V　　-10V 0s V(C1:2)　　1.0ms　　2.0ms<

106、;/p>　　3.0ms　　4.0ms Time　　5.0ms　　6.0ms　　7.0ms&l

107、t;/p>　　8.0ms　　四、實驗結(jié)果分析 1．在 RLC 串聯(lián)電路中,因 R 取值不同,電路的零輸入響應(yīng)出現(xiàn)欠阻尼,臨界阻尼,和過阻尼三種情況。選做實驗中不同 R 值對應(yīng)的不同的暫態(tài)過程，也反映了不同的能量轉(zhuǎn)換過程。 2．在選做實驗中，計算的 R1=40 時為臨界阻尼狀態(tài)， R〈40 時是欠阻尼，R〉40 時是過阻尼，故會

108、出現(xiàn)不同波形差異。 3、當阻尼因子α等于諧振頻率ω0 時，RLC 串聯(lián)電路稱為臨界阻尼。即：R=2　　當阻尼因子α大于諧振頻率ω0 時，RLC 串聯(lián)電路稱為過阻尼。即：R>2　　。　　當阻尼因子α小于諧振頻率ω0 時，RLC 串聯(lián)電路稱為欠阻尼。即：R<2<

109、/p>　　。　　通過實驗觀測欠阻尼 RLC 電路的電流經(jīng)過多長時間衰減為零，可近似測定阻尼因子α。電流衰減為零的時間大約等于 5 倍的時間常數(shù)。一倍的時間常數(shù)可由下式求出： τ=1/α　　欠阻尼 RLC 電路的振蕩頻率ω可用下式計算：<

110、b>　　ω=　　實驗六　　頻率特性和諧振的仿真　　一實驗?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)使用 PSpice 軟件仿真分析電路的頻率特性。（2）掌握用 PSpice 軟件進行電路的諧振研究。（3）了解耦合諧振的特點。

111、二原理與說明（1）在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，可以用相量法對電路進行分析。電路原件的作用是用負阻抗 z 表示的，負阻抗 z 不僅與元件參數(shù)有關(guān)，還與電源的頻率有關(guān)。因此，電路的輸出不僅與電源的大小有關(guān)，還與電源的頻率有關(guān)，輸出傅立葉變換與輸入傅立葉變換之比稱為電路的頻率特性。（2）在正弦穩(wěn)態(tài)電路中，對于含有電感 L 和電容 C 的無源一端口網(wǎng)絡(luò)，若端口網(wǎng)絡(luò)，若端口電壓和端口電流同相位，則稱該一端口網(wǎng)絡(luò)為諧振網(wǎng)絡(luò)。諧振既可以通

112、過調(diào)節(jié)電源的頻率產(chǎn)生，也可以通過調(diào)節(jié)電容元件或電感元件的參數(shù)產(chǎn)生。電路處于諧振時，局部會得到高于電源電壓數(shù)倍的局部電壓。（3）進行頻率特性和諧振電路的仿真時，采用“交流掃描分析” ，在 Probe 中觀測波形，測量所需數(shù)值。還可以改變電路或元件參數(shù)，通過計算機輔助分析，設(shè)計出滿足性能要求的電路。（4）對濾波器輸入正弦波，令其頻率從零逐漸變大，則輸出的幅度也將不斷變化。把輸出降為其最大值的（1／√2）所對應(yīng)的頻率稱為截至頻率

113、，用 wc 表示。輸出大于最大值的（1 ／√2）的頻率范圍就稱作濾波器的通頻帶，也就是濾波器能保留的信號的頻率范圍。（　　三示例分析（1）雙 T 型網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。分析該網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。分析網(wǎng)絡(luò)頻率特性，需在 ACsweep 的分析類型下進行。編輯電路，輸入端為 1 伏的正弦電壓源，從輸入端獲取電壓波形。　　R1 2k<

114、/b>　　R2 2k　　C1 0.1u　　C2 0.1u　　V　　V1

115、1Vac 0Vdc C3 R3 1k 0.2u　　0　　輸出結(jié)果：　　1.0V　　0.5V<

116、;p>　　0V 100Hz V(R2:2)　　300Hz　　1.0KHz Frequency　　3.0KHz　　10KHz<

117、;p>　　從上圖可以看出，這是一個帶阻濾波器，低頻截止頻率近似為 182hz，高頻截止頻率近似為 3393hz,帶阻寬度 3211hz。四選做實驗（1）圖 6-5（a）所示為 RLC 串聯(lián)電路，測試其頻率特性，確定其通頻帶寬⊿f。若⊿f 小于 40khz，試采用耦合諧振的方式改進電路，使其通帶寬滿足設(shè)計要求。（a）仿真圖 6-5（a），觀察其諧振頻率和通帶寬是否滿足設(shè)計要求。

118、　C1 253p 2 L1 V1 10Vac 0Vdc 1　　I　　100uH　　R1 12.56　　0</p&g

119、t;　　仿真結(jié)果：　　800mA　　600mA　　400mA　　200mA<

120、;/b>　　0A 100KHz I(L1)　　300KHz　　1.0MHz Frequency　　3.0MHz　　10MHz<

121、;/b>　?。╞）改進電路圖 6-5（b）所示，其耦合電感參數(shù)設(shè)置如下 L1=L2=100uh，耦合系數(shù) COUPLING=0.022.觀察其諧振頻率和通頻帶是否滿足設(shè)計要求。　　C1 253p　　TX1&l

122、t;p>　　R2 12.56 C2　　I　　V1 10Vac 0Vdc　　R1 12.56　　253p<

123、b>　　0　　仿真結(jié)果：　　0　　600mA　　400mA<p&

124、gt;　　200mA　　0A 100KHz I(TX1:1)　　300KHz　　1.0MHz Frequency　　3.0MHz<

125、;p>　　10MHz　　400mA　　300mA　　200mA　　100mA

126、　　0A 0.88MHz -I(C2)　　0.92MHz　　0.96MHz　　1.00MHz Frequency　　1.04MHz<

127、;/b>　　1.08MHz　　1.12MHz　　五、實驗結(jié)果分析 1、在該電路的幅頻特性曲線中，當振幅下降到原來的 0.707 時對應(yīng)的兩個頻率 f1 和 f2 叫做 3 分貝頻率。兩個頻率之差稱為該網(wǎng)絡(luò)的通頻帶，理論上可推出通頻帶

128、寬為 R/L。當電（U 。電路達到諧路發(fā)生串聯(lián)諧振時，XL=XC 。且當 XL=XC>R 時，UL=UC>>U1。 1 為輸入電壓）振狀態(tài)的條件是：　　f0= 2、交流信號源僅僅是作為一個形式信號源必須放置的，但其幅值和頻率的大小對頻率特性沒有影響　　實驗七<p

129、>　　三相電路的研究　　一實驗?zāi)康?通過基本的星形三相交流電的供電系統(tǒng)實驗，著重研究三相四線制和三相三線制，并對某一相開路、短路或者負載不平衡進行研究，從而熟悉星形三相交流電的特性。二原理與說明 1．利用三個頻率 50hz ，有效值 220，相位差 120 度的正弦信號源代替三相交流電。 2.星形三相四線制負載不同時的電壓波形變化及相應(yīng)的理

130、論。 3.星形三相四線制：三項交流電源的公共端 N 與三相負載的公共端相連。 4.當三相電路出現(xiàn)若干故障時，對應(yīng)電壓和電流會發(fā)生什么現(xiàn)象去驗證理論。　　三示例實驗 1. 電路如圖 7-1 所示，其中電源為三相對稱電壓，負載分為兩種情況：一種情況是三相對稱負載，此時 R=100 歐姆。另一種情況是不對稱三相負載，此時 R=10 歐姆。

131、　　V　　V　　V　　V5 VOFF = 0 VAMPL = 311 FREQ = 50 VOFF = 0 VAMPL = 311 FREQ = 50　　V3 VOFF = 0

132、 VAMPL = 311 FREQ = 50　　V4 R1 100k　　R2 100k　　R3 100k　　R4 1M

133、;　　0　　a 在 capture 中繪制電路如圖 7-1， v1,v2,v3 設(shè)置為 AC=220V,Vamp=311v,frep=50hz,voff=0,phase 分別為 0，-120，120. b 設(shè)置 Transient 分析的 run time 為 40ms . c 進行仿真，得到電壓波形如下：（R1=100K）<

134、p>　　400V　　200V　　0V　　-200V　　-400V 0s V(V3:+)&l

135、t;p>　　5ms V(V2:+)　　10ms V(R3:2)　　15ms　　20ms Time　　25ms&

136、lt;b>　　30ms　　35ms　　40ms　　d 改變其中一相負載阻值 R1=50k,重新進行仿真，得到結(jié)果如下：　　400V

137、　　200V　　0V　　-200V　　-400V 0s V(V3:+)　　5ms V(V2:+)

138、　　10ms V(R1:2)　　15ms　　20ms Time　　25ms　　30ms</p

139、>　　35ms　　40ms　　R1=10K 時　　500V　　0V<

140、/b>　　-500V 0s V(V3:+)　　5ms V(V2:+)　　10ms V(R1:2)　　15ms　　20ms Time

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