第10章 电路仿真

以实例说明进行电路仿真的详细步骤及注意事项电路仿真是通过计算机模拟电路的性能和行为的过程。

它是电路设计和分析的重要工具，可以帮助工程师验证电路的可靠性、提高设计效率、减少开发成本。

以下是进行电路仿真的详细步骤及注意事项：1.问题定义：明确需要解决的问题或评估的电路行为。

例如，验证电路的稳定性、计算电路的频率响应等。

2. 电路设计：根据问题定义，设计电路图。

可以使用电路设计软件如OrCAD、Altium Designer等进行电路图的绘制。

3.元器件选择：根据电路的参数要求选择适合的元器件。

注意选择元器件时要考虑其性能指标、容差范围等因素。

4.参数设定：为电路中的元器件设置合适的参数。

例如，电阻的阻值、电容的容值等。

5.仿真设置：将电路图导入到仿真软件中，并设置仿真的参数。

例如，仿真的时间范围、采样率等。

6.仿真运行：运行仿真程序，观察电路的响应情况。

仿真软件会根据电路图和设置的参数计算出电路在不同时间点的电压、电流等值。

7.结果分析：根据仿真结果进行分析。

可以比较仿真结果与预期设计目标的差异，评估电路的性能。

8.优化设计：根据仿真分析的结果，对电路进行优化设计。

可以尝试调整元器件的参数、改变电路拓扑等来提升电路性能。

9.进一步验证：进行进一步的仿真验证，以确认电路的改进。

10.实验验证：如果需要，可以将设计出的电路进行实际测试，验证仿真结果的准确性。

在进行电路仿真时，还需要注意以下几个方面：1.确保电路图的正确性：在进行仿真前，仔细检查电路图的连线和元器件的值是否正确，以避免仿真结果不准确。

2.合理设置仿真参数：根据具体的仿真需求，设置仿真的时间范围和采样率等参数。

时间范围要足够覆盖需要分析的电路行为，采样率要足够高以保证仿真结果的准确性。

3.注意元器件的模型选择：在进行仿真时，需要为元器件选择合适的模型。

一些元器件的仿真模型可能会影响到仿真结果的准确性。

4.增加适当的边界条件：在仿真电路时，需要考虑电路与外部环境的交互作用。

以实例说明进行电路仿真的详细步骤及注意事项电路仿真是指利用计算机软件对电路进行模拟，以评估其性能和功能。

下面将详细介绍电路仿真的步骤及注意事项。

步骤一：准备工作在进行电路仿真前，需要明确仿真的目标和要求，了解原理电路的参数、器件特性和功能。

此外，还需要准备计算机和电路仿真软件，并确保软件具备完成仿真所需的功能。

步骤二：绘制电路图利用电路仿真软件绘制原理电路的拓扑结构，包括各个器件的连接方式和元件之间的连接关系。

步骤三：设置参数根据仿真目的和要求，设置电路中各个器件的参数，例如电阻、电容、电感等的数值，以及电压和电流源的数值和类型。

步骤四：添加信号源在绘制的电路图上添加输入信号，可以是一条电压源或电流源，以模拟特定信号对电路的影响。

步骤五：运行仿真设置仿真的起止时间和步长等参数，并开始运行电路仿真软件。

软件将自动对电路进行仿真计算，获得电路在不同时间点上各个节点的电压和电流数值。

步骤六：结果分析分析仿真结果，查看电路在仿真过程中的动态响应和稳态特性。

可以对仿真结果进行波形显示、功率谱分析、频率响应分析等，以评估电路的性能和功能是否满足要求。

注意事项：1. 选择合适的仿真软件：根据电路的复杂性和仿真要求，选择合适的仿真软件。

一些常用的仿真软件包括SPICE、Multisim、PSPICE等。

2.模型的准确性：选择合适的元件模型进行仿真，确保模型能够准确地描述实际器件的特性和行为。

3.参数设置的准确性：在进行仿真前，需要对电路中各个器件的参数进行准确的设置。

参数设置错误可能导致仿真结果与实际情况不一致。

4.正确的初始条件：仿真前，需要注意设置电路初始条件，包括电容的初始电压、电感的初始电流等。

不正确的初始条件可能会导致仿真结果不准确。

5.控制仿真时间和步长：根据仿真目的和要求，选择合适的仿真时间和步长。

时间太短可能无法观察到电路的稳态特性，步长太大可能导致仿真结果不准确。

6.结果的合理解读：分析仿真结果时，需要注意结果的合理解读。

电路仿真思路
电路仿真是通过计算机软件实现电路行为模拟的过程。

下面是一些常见的电路仿真思路：
1. 确定仿真目标：首先要明确想要模拟的电路是什么类型的，例如模拟电路、数字电路、混合信号电路等。

然后确定仿真的目标，是验证电路的功能、优化参数、分析性能等。

2. 收集电路信息：获取电路的原理图、元件参数、信号波形等必要信息。

可以使用电路设计软件进行建模，通过添加元件、连线和设置参数来构建电路。

3. 设定仿真条件：为了模拟真实情况，需要设置仿真条件，如电源电压、输入信号频率、温度等。

这些条件会对电路的行为和性能产生影响。

4. 运行仿真：在电路仿真软件中运行仿真，观察电路的响应。

可以通过改变输入信号、调整元件参数等方式，观察电路行为的变化。

5. 分析仿真结果：通过仿真结果来验证电路的功能和性能是否符合预期。

可以查看电路的输出波形、频率响应、电流电压分布等，进行分析和比较。

6. 优化和调试：根据仿真结果进行优化电路设计，如调整元件数值、改变拓扑结构等。

同时，通过仿真结果来进行电路故障排除和调试。

总之，电路仿真是一个通过软件模拟电路行为的过程，可以帮助设计者快速验证设计、改进电路和进行故障排除。

通过不断优化仿真过程，可以提高电路设计的效率和准确性。

第10章 集总参数滤波器的仿真 243║
在30MHz 处，S 21的值为−0.569dB 。

在100MHz 处，S 21的值为−0.175dB 。

在
200MHz 处，S 21的值为−45.472dB 。

由图10.34可以看出，曲线满足技术指标。

图10.34 调谐后的曲线
（12）这时原理图中的电感L1、电容C2和电感L2已经更新为调谐后的值，电感L1、电容C2和电感L2值如下。

L1=89.051 1nH 。

C2=78.357 2pF 。

L2=91.453 8nH 。

10.3 集总参数带通滤波器的仿真
集总参数带通滤波器也是由电感和电容构成的，当技术指标不同时，电感和电容的取值也不同，本节学习如何设计集总参数带通滤波器，并给出符合技术指标的集总参数带通滤波器原理图。

10.3.1 集总参数带通滤波器设计向导
利用集总参数滤波器设计向导，可以方便地设计出符合技术指标的集总参数带通滤波器。

下面介绍利用集总参数滤波器设计向导设计带通滤波器的方法，带通滤波器的设计依旧保存在LC _Filter 项目之中。

集总参数带通滤波器设计指标如下。

设计集总参数带通滤波器。

带通滤波器的中心频率为150MHz 。

通带频率范围为140MHz 到160MHz 。

滤波器响应为最大平滑Maximally Flat 。

通带内最大衰减为3dB 。

在100MHz 和200MHz 时衰减大于30dB 。

特性阻抗选为50Ω。

电路原理仿真电路原理仿真是指利用计算机软件对电路原理进行模拟和仿真，以便在实际电路设计和调试中验证电路的性能和稳定性。

通过仿真，可以在不实际搭建电路的情况下，快速、准确地分析电路的工作情况，为电路设计和优化提供重要参考。

本文将介绍电路原理仿真的基本原理、常用软件工具和仿真步骤。

电路原理仿真的基本原理。

电路原理仿真的基本原理是利用计算机软件对电路的各种参数进行数值计算和模拟，以得出电路的工作情况和性能指标。

在仿真过程中，需要建立电路的数学模型，并对电路中的元件、信号和工作条件进行数值化描述，然后通过计算机软件进行求解和仿真。

通过仿真软件提供的分析工具，可以得到电路的电压、电流、功率、频率响应等重要参数，从而评估电路的性能和稳定性。

常用的仿真软件工具。

目前，市面上有许多专业的电路仿真软件工具，如Multisim、PSpice、LTspice 等，它们都提供了强大的仿真分析功能，可以满足不同类型电路的仿真需求。

这些软件工具通常具有直观的用户界面和丰富的元件库，用户可以方便地进行电路的搭建、仿真和分析。

此外，这些软件工具还支持多种电路模型和仿真算法，能够准确地模拟各种复杂电路的工作情况。

电路原理仿真的步骤。

进行电路原理仿真时，通常需要经过以下几个步骤：1. 电路建模，根据实际电路的结构和元件特性，建立电路的数学模型。

在建模过程中，需要对电路中的各个元件进行参数化描述，并确定仿真的工作条件和输入信号。

2. 仿真设置，在仿真软件中，设置电路的工作条件和仿真参数，如输入信号的频率、幅值和相位等。

同时，还需要设置仿真的时间范围和步长，以便对电路的动态响应进行分析。

3. 仿真运行，启动仿真软件，对建立好的电路模型进行仿真运行。

在仿真过程中，软件会对电路的各种参数进行计算和分析，得到电路的工作情况和性能指标。

4. 结果分析，对仿真结果进行分析和评估，了解电路的电压、电流、功率等重要参数的变化规律。

通过仿真结果，可以发现电路中的问题和优化空间，为电路设计和调试提供参考。

第10章习题参考答案
1．答、热噪声（Thermal Noise）：也就是约翰逊噪声（Johnson Noise）或白色噪声（White Noise），这种噪声敏感于温度的变化，由导体中的自由电子和振动粒子之间的热量的相互作用而产生，它的频率在频谱总均匀分布。

散粒噪声（Shot Noise）：这种噪声是由各种形式半导体中载流子的分散特性而产生的，这种噪声为晶体管的主要噪声。

闪烁噪声（Flicker Noise）：又称为超越噪声（Excess Noise）、粉红噪声（Pink Noise）或1/f噪声，通常由双极型晶体管（BJT）和场效应管（FET）产生，且发生在频率小于1kHz 以下。

闪烁噪声是所有线性器件固有的随机噪声，噪声振幅与频率成反比，频率很低时这种噪声较大，频率较高时（几百赫兹以上）这种噪声的影响较小。

在电路的输入端，闪烁噪声通常是频率低于400Hz时的主要噪声源。

2答：失真分析（Distortion Analysis）用于分析电子电路中的非线性失真和相位偏移，通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。

3、建立10-44仿真电路
对该电路进行静态工作点分析的结果如下图10.1所示。

图10.1
对6节点进行交流分析的结果如下图10.2所示。

图10.2
对节点6进行瞬态分析的结果如下图10.3所示，其中End time（TSTOP）设置为0.1s。

图10.3。

电路仿真原理
电路仿真是一种用于模拟和分析电路行为的技术。

它通过计算机软件将电路的元件和连接关系转化为数学模型，从而实现在计算机上对电路进行仿真和测试。

电路仿真的原理基于电路的基本物理原理和数学表达式。

首先，我们需要将电路中的各个元件抽象出来，并用数学模型表示它们的行为。

例如，电阻可以用欧姆定律表示，电容可以用电流-电压关系表示，电感可以用电流-磁场关系表示。

然后，将这
些模型连接起来，构建出完整的电路模型。

接下来，我们需要设定电路的输入条件，例如电压源的电压值、电流源的电流值等。

然后，利用数值计算的方法，对电路模型进行求解。

通过求解，我们可以得到在给定输入条件下的电路行为，例如电流、电压、功率等。

在仿真过程中，我们可以改变电路的元件值、输入条件等参数，观察电路行为的变化。

这使得我们可以在计算机上进行大量的实验，评估不同电路设计的性能，并找到最佳的方案。

电路仿真可以帮助设计师在实际构建电路之前对其进行验证和优化。

通过仿真，我们可以预测电路的性能、稳定性和可靠性，发现潜在问题，并进行优化改进。

这有助于节省开发时间和成本，提高电路设计的效率和成功率。

总的来说，电路仿真利用电路的物理原理和数学模型，在计算机上对电路进行模拟和分析。

通过仿真，我们可以预测电路行
为、评估设计性能，并找到最佳的电路方案。

它是电路设计过程中不可或缺的工具，为工程师提供了便捷、高效、准确、经济的设计方法。