直流工作点分析

第2章Multisim9的基本分析方法主要容➢ 2.1 直流工作点分析（DC Operating Point Analysis ）➢ 2.2 交流分析（AC Analysis）➢ 2.3 瞬态分析（Transient Analysis）➢ 2.4 傅立叶分析（Fourier Analysis）➢ 2.5 失真分析（Distortion Analysis）➢ 2.6 噪声分析（Noise Analysis）➢ 2.7 直流扫描分析（DC Sweep Analysis）➢ 2.8 参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis）2.1 直流工作点分析直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。

在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。

了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。

求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。

2.1.1构造电路为了分析电路的交流信号是否能正常放大，必须了解电路的直流工作点设置得是否合理，所以首先应对电路得直流工作点进行分析。

在Multisim9工作区构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。

注意：图中的1，2，3，4，5等编号可以从Options---sheet properties—circuit—show all 调试出来。

执行菜单命令（仿真）Simulate/（分析）Analyses，在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框，如图A所示。

直流工作点分析对话框B。

1. Output 选项Output用于选定需要分析的节点。

左边Variables in circuit 栏列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。

电路计算机仿真分析实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的1、学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。

2、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、原理与说明对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。

PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。

使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时，首先在capture环境下编辑电路，用PSPICE的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。

然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。

需要强调的是，PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的，因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。

此外，一个元件为一条“支路”（branch）,要注意支路（也就是元件）的参考方向。

对于二端元件的参考方向定义为正端子指向负端子。

三、示例实验应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。

图1-1 直流电路分析电路图R2图1-2 仿真结果四、选做实验1、实验电路图（1）直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。

（2）直流扫描分析，即当电压源Us1的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。

IPRINT图1-3 选做实验电路图2、仿真结果Is21Adc1.000AVs35Vdc3.200A R431.200A23.20VVs47Vdc1.200A 0VR142.800AIs32Adc 2.000A12Vdc2.800AIIPRINT3.200A10.60V 12.00V Is11Adc 1.000A18.80V 28.80V15.60V3.600VR222.800ARL13.200A18.80VVs210Vdc2.800A Is53Adc3.000AI42Adc图1-4 选做实验仿真结果3、直流扫描分析的输出波形图1-5 选做实验直流扫描分析的输出波形4、数据输出V_Vs1 I(V_PRINT2)0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+009.000E+00 2.300E+001.000E+012.400E+001.100E+012.500E+001.200E+012.600E+00从图1-3可以得到IRL与USI的函数关系为：I RL=1.4+(1.2/12)U S1=1.4+0.1U S1 (公式1-1)五、思考题与讨论：1、根据图1-1、1-3及所得仿真结果验证基尔霍夫定律。

multisim直流工作点分析直流工作点分析直流工作点分析用于确定电路的静态工作点。

在进行直流分析时，假设交流源为零且电路处于稳定状态，也就是假定电容开路、电感短路、电路中的数字器件看作高阻接地。

直流分析的结果常常作为以后分析的基础。

例如，直流分析所得的直流工作点作为交流分析时小信号非线性器件的线性工作区；直流工作点作为暂态分析的初始条件。

该分析无特别需要的分析参数设置。

分析结果：其中列出了所有被测节点的直流电压。

交流分析交流分析即分析电路的小信号频率响应。

在交流分析之前，应首先进行直流工作点分析，获得所有非线性元件的线性化小信号模型，以便建立复杂的矩阵方程。

为了建立该矩阵方程，假定直流源为零，交流源、电容、电感用其交流模型表示，非线性元件用其线性化的交流小信号模型表示。

而且，所有输入源都认为是正弦源，即使信号发生器设置为方波或三角波，也将转化为正弦波。

然后分析计算该电路对频率的响应函数。

分析结果：显示出幅频特性曲线和相频特性曲线。

瞬态分析瞬态分析是指对所选电路节点进行时域响应分析，可以在有激励信号的情况下计算电路的时域响应，也可以无任何激励信号。

在分析时，电路的初始状态可由用户自行指定，也可由程序自动进行直流分析，用直流解作为初始状态。

此时，直流源恒定；交流信号源随时间而变，是时间函数。

电容和电感都是能量储存模式元件，是暂态函数。

瞬态分析的结果通常是被分析节点的电压波形。

分析结果：显示出暂态特性曲线傅立叶分析傅里叶分析是分析周期性非正弦信号的一种数学方法，它将周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波。

其中包括原始信号的直流分量、基波分量以及高次谐波。

在傅里叶级数中，每一个分量都被看作一个独立的信号源。

根据叠加原理，总响应为各分量响应之和。

由于谐波的幅度随次数的提高而减小，因此，只需较少的谐波分量就可以产生较满意的近似效果。

设置傅里叶区分析的基本参数。

包括：设置基频、分析的谐波次数、停止取样时间。

实验1 直流电路的仿真分析一、实验目的（1）学习使用PSPICE软件，熟悉工作流程。

(2)学习用PSPICE进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、实验步骤实验1-1：1）操作步骤(1)开始\程序\Designlab eva18\schematics,单击进入原理图绘制窗口。

(2)调电路元件:从库中调出元件。

(3)首先需要增加常用库，点击Add Library.将常用库添加进来。

(4)移动元器件到适当的位置，进行适当旋转，点击Draw/Wire将电路连接起(5)双击元器件或相应参数修改名称和值。

(6)保存原理图。

2）仿真(1)静态工作点分析是其他分析的基础，不需要进行设置。

(2)选择Analysis\simulation,则静态工作点参数直接在原理图上显示。

(3)在原理图窗口中点击相关工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如图1-1。

实验1-2:1)直流工作点分析同上。

探针在相应工作栏选取。

2)直流扫描分析：a.单击Analysis/Setup,打开分析类型对话框，以建立分析类型。

b.运行Analysis/Simulation,进行直流扫描分析。

c.对于图1-2电路，电压源Us1的电压已在0-12V之间变化，显示的波形就是负载电阻RL的电流IR随Us1变化波形，见图1-2.d.从图1-2可以得出IRL和US1的函数关系IRL=1.4+（1.2/12）US1=1.4+0.1US1三、实验结果图1-1仿真结果图1-2仿真结果图1-3直流扫描分析的输出波形四、分析结论在各步骤操作正确的条件下，仿真分析的数据与输出波形符合理论实际，完成了直流电路的仿真分析。

Multisim7仿真分析命令介绍1. 直流工作点分析（DC Operating Point Analysis）直流工作点分析是对电路进行直流分析，分析完毕后给出电路中所有结点的电压和所有直流电压源中的电流。

进行直流工作点分析时，系统会自动假定电路的交流信号为0，且电路中的电容开路，电感短路。

以单管共射放大电路为例介绍如何用直流工作点分析得到电路中部分结点的电压和流过元器件内部结点的电流。

单管共射放大电路（1）电路结点标注点击主菜单Options->Preferences，选中circuit页show区中，点击OK按钮返回电路图窗口。

Preferences窗口的Circuit页（2）仿真方式选择点击主菜单Simulate->Analysis-> DC Operating Point Analysis。

DC Operating Point Analysis窗口（3）输出变量选择Output Variables页用来选定输出分析的变量。

在DC Operating Point Analysis窗口的Output variables页窗口中，左边Variables in circuit区中给出了针对电路中已标注的所有结点，该分析方法能够分析计算的所有变量。

可以通过选中需要分析计算的变量点击Add的方法将想要观测的变量添加到右边Select variables for区中，用于软件后台的分析计算。

选择输出变量其中，$1表示结点1的电压，vv2#branch表示流经电源V2的电流。

（4）内部结点添加有些情况下，元器件有内部结点的存在（如：三极管），若想分析计算元器件内部结点的电流电压参数，可选择左边Variables in circuit区下边的，在more options中选择添加元器件模型和想要分析计算的参数。

（5）仿真结果读取完成以上各步骤后，点击在DC Operating Point Analysis窗口下侧的Simulate按钮，读取仿真结果。

【教程】PSpice的4种基本仿真分析详解PSpice A/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。

1. 直流扫描分析（DC Sweep）直流扫描分析的适用范围：当电路中某一参数（可定义为自变量）在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值（可定义为输出变量），并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。

例对图1所示电路作直流扫描分析图1（1）绘图应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图2所示。

图2（2）确定分析类型及设置分析参数a) Simulation Setting（分析类型及参数设置对话框）的进入•执行菜单命令PSpice/New Simulation Profile，或点击工具按钮，屏幕上弹出New Simulation（新的仿真项目设置对话框）。

如图3所示。

图3•在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入Simulation Settings （分析类型及参数设置对话框），如图4所示。

图4b）仿真分析类型分析参数的设置图2所示直流分压电路的仿真类型及参数设置如下（见图4）：•Analysis type下拉菜单选中“DC Sweep”；•Options下拉菜单选中“Primary Sweep”；•Sweep variable项选中“Voltage source”，并在Name栏键入“V1”；•Sweep type项选中“Linear”，并在Start栏键入“0”、End栏键入“10”及Increment栏键入“1”。

以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。

另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/Edit Simulation Profile，或点击工具按钮，在弹出的对话框中作相应修改。