PISPICE仿真

文章编号 :1008-1402(2007 02-0149-03基于 PSPICE 的三相交流电路仿真分析①姚齐国1,2, 朱玲2(1. 华中科技大学水电与数字化工程学院 , 湖北武汉 430074;2. 武汉工程大学电气信息学院 , 湖北武汉 430073摘要 : PSPICE 是一个通用的电路设计和分析软件 . 在建立硬件电路之前 , 借助 PSPICE 进行模拟分析 , 根据实际要求设置不同的参数 , 来分析电路是否合理、是否需要变更、估计元器件的变化对电路造成的影响、分析一些较难测量的电路特性等等 , 从而得到一个合理的最优化电路 , 这样可以节省大量的时间和资金 , 使产品开发时间短、更新快 . 三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式 , 本文以三相电路为例 , 介绍 PSPICE 仿真分析的应用过程 , 具有一定的实用价值 , 对学习和掌握 PSPICE 有帮助作用 .关键词 : PSPICE ; 三相电路 ; 仿真中图分类号 : TP391. 9文献标识码 : A1 PSPICE 简介随着计算机技术的发展 , . 、集成效率 , 提高设计成功率 . 而大规模集成电路的发展 , 使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求 , 采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行 . 同时 , 计算机以及相关应用软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计速度和质量的不可缺少的重要工具 [1].SPICE 是美国加利福尼亚大学伯克利分校在 1972年开发的通用电路分析程序 . 该程序自从问世以来 , 在电工、电子领域得到了广泛的应用 . 它可以仿真和计算电路的性能 , 被国内外技术人员、专家、学者公认为是通用电路计算机仿真程序中最优秀的软件 . 在大学里 , 它是工科类学生必会的分析与设计电路的工具 ; 在科研开发部门 , 它是产品从设计、试验到定型过程中不可缺少的工具 . 其版本也在不断更新 , 功能不断完善 [1,2].PSPICE 是 SPICE 家族中的一员 , 是 Microsim 公司于 1984年推出的基于SPICE 的电路设计、分析、优化软件 , 它不仅具有 SPICE 的所有功能 , 而且在、、仿. 它不仅可以分析模拟电路 , 而且可以分析数字电路和数模混合电路 , 源文件既可以以文本形式输入 , 又可以以电路图输入 . 目前最新版本为 PSPICE9. 2, 它包括以下 8个子程序 :文件管理器 Design Manager ; 电路图输入程序 Schematics ; 电路仿真程序Pspice A ΠD ; 输出绘图程序 Probe ; 激励源编辑器 Stimulus Editor ; 模型参数提取程序 Parts ; 电路优化工具 Optimizer ; 文本编辑器 T ext Editor. 其主要仿真分析功能有 :直流分析 ; 交流小信号分析 ; 瞬态分析 ; 灵敏度分析 ; 参数分析 ;容差分析和温度分析等 [3]. 本文仅以对称三相交流电路为例介绍 PSPICE 软件的使用过程 .2三相交流电路的 PSPICE 仿真2. 1绘制电路图进入 PSPICE 子程序 Schematics , 创立一个新的文件 , 保存为 sanxiang. sch 文件 , 从Draw ΠG et NewPart 中依次在 analog. slb 元件库里取出电阻和电感元件 , 从 s ource. slb 中取出电源元件 , 从 port. slb 中取出地节点 , 完成各元件的属性设置 , 其中电源的最大值VAMP L =311V , FRE Q =50H z ,VOFF =0. 1, DF =0, T D =1ms , 然后在 MarkersΠmark v oltage Πlevel①收稿日期 :2006-12-12作者简介 :姚齐国 (1966- , 男 , 湖北公安县人 , 副教授 , 硕士 . 主要研究方向 :系统建模与仿真 , 优化运算与运行 , 电路理论分析与应用 , 微机控制技术 .第 25卷第 2期佳木斯大学学报 (自然科学版 V ol. 25N o. 22007年 03月 Journal of Jiamusi University (Natural Science EditionMar. 2007中取出电压探针 , 连线 , 组成图 1所示的电路 [3].图 1实例电路图2. 2仿真参数设置对图 1所示的电路 , 作瞬态分析 . 在Analysis Πsetup 下 , 点中 transient , 并设置开始时间为 1ms , 结束时间为 30ms , 然后点击Analysis Π, 即开始运行仿真 , , 2., T race ΠAdd , 然后选 . 如 A 相电源的电压波形和中线的电流波形分别如图 3和图 4所示 .图 2缺省设置时的输出波形图2. 3仿真分析仿真结束后 , 系统自动生成 6个相关文件 , 其中 output 文件的部分内容如下 :……………………………………………3Schematics Netlist 3V V1 $N 0001 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 501ms 0 0VV2 $N0002 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 50 1ms 0 -120V V3$N 0003 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 50 1ms 0 120R R1$N 0001$N 0004 20R R2$N 0004$N 0005 50R R3$N 0002 $N 0006 20R R4$N 0006$N 0007 50R R5$N 0003$N 0008 20R R6 $N 0008$N 0009 50R R7 0$N0010 30L L1$N 0005$N 0010 1H IC =0L L2$N 0007$N 00101H IC =0LL3$N0009$N0010 1H IC =0……………………………………………VO LT AGE S OURCE C URRE NTS NAME C URRE NT V V11. 000E -10V V2- -DISSIPATI ON 1. 45E -04W ATTS JOB C ONC LUDE D T OT A L JOB TI ME . 48图 3 A 相电源的电压波形图图 4中线的电流波形图51佳木斯大学学报 (自然科学版2007年从输出文件中可以知道 , PSPICE 自动对元件和节点编号 , 运行结束后 , 显示电路的有功功率为 1. 45x10-4W , 仿真用时为 0. 48秒 . 观察图 2, 可以验证在对称三相电路中 , 负载中性点和电源中点是等电位点 ; 图 3表明 , 在无阻尼 (DF =0 时 , 三相电源的电压是严格无衰减的正弦线 ; 由图 4知 , 对称三相电路的中线电流为零 . 这些仿真结果均与实际情况相符[4].3结束语对电路设计而言 , 在建立硬件电路之前 , 借助 PSPICE 来进行模拟分析 , 就如同对所设计的电路进行搭试 , 然后用各种仪器来进行调整和测试一样 , 根据实际要求来设置不同的参数 , 分析电路是否合理 , 是否需要变更 , 估计元器件的变化对电路造成的影响 , 分析一些较难测量的电路特性等等 , 从而得到一个合理的最优化电路 , 这样可以节省大量的时间和资金 , 入 , 而且可以使产品开发时间短、 , 信号与系统进行辅助分析与设计 , 以及电子工程、信息工程和自动控制等领域具有重要的意义 . 三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式 , 对三相电路的仿真分析具有重要的实用价值 , 尤其是借助 PSPICE 对不对称三相电路在一相故障情况下的应用研究以及对称三相电路功率因数的提高是后续展开的课题 .在用 PSPICE 仿真分析中 , 绘制电路图时 , 应先取元件 , 后连线 , 而且图形文件的名字只能使用字母 , 否则 , 编译不能通过 . 仿真时 , 参数设置一定要恰当 , 不然 , 难以得到令人满意的波形 . 参考文献 :[1]吴建强 . Pspice 仿真实践 [M].哈尔滨 :哈尔滨工业大学出版社 ,2001,4.[2]李永平 , 董欣 . Pspice [M].北京 :国防工业]. [M].北京 :国防工业出. 电路 (第四版 [M].北京 :高等教育出版社 ,2000,1.Three ’ s Simulation and Analysis B ased on PSPICEY AO Qi -guo1,2, ZHU Ling2(1. I nstitute of hydroelectric and digital engineering , H u azhong U niversity of Science and T echnology , Wuh an 430074, China ; 2. Dep artment of E lectricity and Communication , Wuh an I nstitute of T echnology , Wuh an 430073, ChinaAbstract : PSPICE is a kind of general circuit design and analysis s oftware. Before setting up hardware circuit , with the help of PSPICE , we may analog analyze the circuit , and set up different parameters according to practical require , analyze whether it is reas onable and needs to be m odified , and estimate the effect that cause of the com po 2nent ’ s change, as well as analyze s ome circuit ’ s specific property which is difficult to measure , and s o on. S o we will get a reas onable and optimal circuit. Therefore , we may save a lot of time and fund , as well as short the time of prod 2uct ’ s development and renew. Three phase circuit is a general supply power method of industry and daily life con 2sume. This article has s ome functional value by setting it as an exam ple to introduce the PSPICE ’ s applying process , and it will be helpful to learn and g rasp PSPICE.K ey Words : PSPICE ; three phase AC circuit ; simulation151第 2期姚齐国 , 等 :基于 PSPICE 的三相交流电路仿真分析。

pspice仿真实验报告Pspice仿真实验报告引言：电子电路设计与仿真是电子工程领域中的重要环节。

通过使用电路仿真软件，如Pspice，能够在计算机上对电路进行模拟，从而节省了大量的时间和成本。

本文将介绍一次使用Pspice进行的仿真实验，并对实验结果进行分析和讨论。

实验目的：本次实验的目的是设计一个低通滤波器，通过Pspice进行仿真，并验证其性能指标。

实验步骤：1. 设计电路图：根据低通滤波器的设计要求，我们选择了一个二阶巴特沃斯滤波器。

根据滤波器的截止频率和阻带衰减要求，我们确定了电路的参数，包括电容和电感的数值。

2. 选择元件：根据电路图，我们选择了适当的电容和电感元件，并将其添加到Pspice软件中。

3. 设置仿真参数：在Pspice中，我们需要设置仿真的时间范围和步长，以及输入信号的幅值和频率等参数。

4. 运行仿真：通过点击运行按钮，Pspice将开始对电路进行仿真。

仿真结果将以图表的形式显示出来。

实验结果：通过Pspice的仿真，我们得到了低通滤波器的频率响应曲线。

从图表中可以看出，在截止频率以下，滤波器对输入信号的衰减非常明显，而在截止频率以上，滤波器对输入信号的衰减较小。

这符合我们设计的要求。

此外，我们还可以通过Pspice的仿真结果，得到滤波器的幅频特性和相频特性。

通过分析这些结果，我们可以进一步了解滤波器的性能，并对其进行优化。

讨论与分析：通过本次实验，我们深入了解了Pspice仿真软件的使用方法，并成功设计了一个低通滤波器。

通过仿真结果的分析，我们可以看到滤波器的性能符合预期，并且可以通过调整电路参数来进一步优化滤波器的性能。

然而，需要注意的是，仿真结果可能与实际电路存在一定的误差。

因此，在实际应用中，我们需要结合实际情况，对电路进行实际测试和调整。

结论：通过Pspice的仿真实验，我们成功设计了一个低通滤波器，并验证了其性能指标。

通过对仿真结果的分析和讨论，我们进一步了解了滤波器的特性，并为实际应用提供了一定的参考。

PSpice A/D数模混合仿真海峰Cadence的PSpice A/D可以对电路进行各种数模混合仿真，以验证电路的各个性能指标是否符合设计要求。

PSpice A/D主要功能是将Capture CIS产生的电路或文本文件（*.cir）进行处理和仿真，同时附属波形观察程序Probe 对仿真结果进行观察和分析。

PSpice A/D数模仿真技术主要包括以下几类仿真：1、直流扫描分析（DC Sweep）：电路的某一个参数在一定围变化时，电路直流输出特性的分析和计算。

2、交流扫描分析（AC Sweep）：计算电路的交流小信号线性频率响应特性，包括幅频特性和相频特性，以及输入输出阻抗。

3、噪声分析（Noise）：在设定频率上，计算电路指定输出端的等效输出噪声和指定输入端的等效输入噪声电平。

4、直流偏置点分析（Bias Point）：当电路中电感短路，电容断路时，电路静态工作点的计算。

进行交流小信号和瞬态分析之前，系统会自动计算直流偏置点，以确定瞬态分析的初始条件和交流小信号条件下的非线性器件的线性化模型参数。

5、时域/瞬态分析（Transient）：在给定激励下，电路输出的瞬态时域响应的计算，其初始状态可由用户自定义，也可是直流偏置点。

6、蒙特卡洛分析（Monte-Carlo）：根据实际情况确定元件参数分布规律，然后多次重复进行指定电路特性的分析，每次分析时的元件参数都采用随机抽样方式，完成多次分析后进行统计分析，就可以得到电路特性的分散变化规律。

7、最坏情况分析（Worst）：电路中元件处于极限情况时，电路输入输出特性分析，是蒙特卡洛的极限情况。

8、参数扫描分析（Parametric Sweep ）电路中指定元件参数暗规律变化时，电路特性的分析计算。

9、温度分析（Temperature ）：在指定温度条件下，分析电路特性。

10灵敏度分析（Sensitivity ）：计算电路中元件参数变化对电路性能的影响。

P S P I C E仿真目录介绍： (3)新建PSpice仿真 (4)新建项目 (4)放置元器件并连接 (4)生成网表 (6)指定分析和仿真类型 (7)Simulation Profile设置： (8)开始仿真 (8)参量扫描 (11)Pspice模型相关 (13)PSpice模型选择 (13)查看PSpice模型 (13)PSpice模型的建立 (14)介绍：PSpice是一种强大的通用模拟混合模式电路仿真器，可以用于验证电路设计并且预知电路行为，这对于集成电路特别重要。

PSpice可以进行各种类型的电路分析。

最重要的有：●非线性直流分析：计算直流传递曲线。

●非线性瞬态和傅里叶分析：在打信号时计算作为时间函数的电压和电流；傅里叶分析给出频谱。

●线性交流分析：计算作为频率函数的输出，并产生波特图。

●噪声分析●参量分析●蒙特卡洛分析PSpice有标准元件的模拟和数字电路库（例如：NAND，NOR，触发器，多选器，FPGA，PLDs和许多数字元件）分析都可以在不同温度下进行。

默认温度为300K电路可以包含下面的元件：●Independent and dependent voltage and current sources 独立和非独立的电压、电流源●Resistors 电阻●Capacitors 电容●Inductors 电感●Mutual inductors 互感器●Transmission lines 传输线●Operational amplifiers 运算放大器●Switches 开关●Diodes 二极管●Bipolar transistors 双极型晶体管●MOS transistors 金属氧化物场效应晶体管●JFET 结型场效应晶体管●MESFET 金属半导体场效应晶体管●Digital gates 数字门●其他元件 (见用户手册)。

新建PSpice仿真新建项目如图 1所示，打开OrCAD Capture CIS Lite Edition，创建新项目：File > New > project。

PSpice基础仿真分析与电路控制描述简介本文档将介绍PSpice基础仿真分析和电路控制的相关概念和使用方法。

PSpice是一款电路仿真软件，可帮助电路设计师评估和优化电路性能。

PSpice的基本功能- 电路仿真：通过输入电路原理图和元件参数，PSpice可以对电路进行仿真分析，以评估电路的性能和行为。

- 波形分析：PSpice可以生成电路中各个节点电压和电流的波形图，以帮助理解电路运行情况。

- 参数扫描：PSpice可以对电路中的元件参数进行扫描，以评估元件参数对电路性能的影响。

- 优化分析：PSpice可以通过自动化搜索算法优化电路参数，以达到用户定义的目标。

仿真步骤1. 绘制电路原理图：使用PSpice提供的元件库绘制电路原理图，设置元件参数和连接关系。

2. 设置仿真选项：设置仿真类型和仿真参数，如直流分析、交流分析、变化频率分析等。

3. 运行仿真：通过点击仿真按钮或执行仿真命令，PSpice开始进行仿真计算。

4. 分析仿真结果：根据仿真结果生成的波形图和数据表格，分析电路的性能和行为。

电路控制描述- 电源控制：通过设置电源的电压或电流源来控制电路中的电压和电流。

- 开关控制：通过激活或关闭开关元件, 来控制电路中的电压或电流流动。

- 反馈控制：通过将电路输出信号与输入信号进行比较，并根据差异调整电路参数，实现对电路的控制。

示例下面是一个简单的PSpice仿真和电路控制的示例：* 这是一个简单的RC电路R1 N1 N2 1kC1 N2 N3 1uV1 N1 0 DC 10R2 N3 0 10k.tran 0.1ms 10ms.end通过上述示例，我们可以：1. 进行直流分析，评估电路的直流稳态行为。

2. 进行时间域分析，查看电路中各个节点的电压随时间的变化。

3. 通过改变元件参数、调整输入电压或通过反馈控制等方式，控制电路的行为和性能。

希望本文档能够帮助您了解PSpice的基础仿真分析和电路控制的相关内容。

电路的暂态分析(TRAN分析)一、暂态分析语句暂态分析也称瞬态分析，是PSpice仿真分析中运用最多、最复杂、最耗时的分析。

暂态分析是一种非线性时域分析，它可以在暂态分析电源被设置后(或没有暂态分析电源，只是利用储能元件的初值)，计算出电路的各输出变量(节点电压、支路电流等)随时间变化的规律。

在暂态分析中，需要计算暂态偏置点。

计算暂态偏置点的方法与计算直流偏置点的方法不同，直流偏置点被看作固定偏置点。

对于固定偏置点（无交流信号）的分析计算，电路电压的初值对于偏置点和线性参数没有影响，而且电路中的电容被看成开路，电感被看成短路。

但对于暂态偏置点（有交流小信号），在计算偏置点和非线性元件的小信号参数时，节点电压和支路电流的初值也考虑在内。

因此有初值的电容和电感也被看作是电路的一部分而保留下来。

暂态分析语句格式：输出偏置点数据(<／OP>)：.TRAN语句中带有可选项“／OP”后缀时，输出有关暂态偏置点的详细数据，这是因为在暂态分析时计算的偏置点数据和直流的数据是不同的，暂态分析的数据包含电路的初始条件。

输出分析数据的间隔(print-step value)：打印或绘图输出的时间增量。

由于暂态分析是变步长计算，故输出的数据量是很大的，合理地选择输出分析数据的间隔能够使合适的数据输出到输出文件。

暂态分析终止时间(final-time-value)：该时间即为暂态分析终止时间。

输出数据开始时间(<no-print value>)：该项是输出数据(打印或绘图)的开始时间，即从此时间到“暂态分析终止时间”这段时间内输出数据。

若缺省该项，则程序默认开始时间为0.0。

注意，无论“输出数据开始时间”为多少，暂态分析都从时间为零开始，只不过在时间为零到输出数据开始时间这段时间间隔里没有数据输出而已，而且这段时间间隔内的暂态分析数据也没被存储起来。

分析步长上限(<step ceiling value>)：该项是分析计算时的最大步长，该项缺省时其默认值为(final-time-value —no-print value)／50.0和print-step-value值中的较小值。