【正文】 分析主要用于分析電路的幅頻特性和相頻特性。它是在工作點(diǎn)附近將所有的組件線性化后，武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書4計(jì)算各元器件參數(shù)值變化時(shí)對(duì)電路性能影響的敏感程度。對(duì)于那些對(duì)電路性能有重要影響的組件，要在電路的生產(chǎn)或組件的選擇時(shí)給予特別的關(guān)注。蒙特卡羅分析是在考慮到器件參數(shù)存在容差的情況下，分析電路在直流分析、交流分析或瞬時(shí)分析時(shí)電路特性隨器件容差變化的情況。 PSpice的基本操作 使用 Capture模塊編輯電路圖（1）新建設(shè)計(jì)項(xiàng)目（2）放置元器件：用鼠標(biāo)單擊原理圖繪制窗口，選擇 Place/Part，或點(diǎn)擊窗口右側(cè)對(duì)應(yīng)的繪圖工具快捷鍵，出現(xiàn) Place Part 對(duì)話框。（3）連線與設(shè)置節(jié)點(diǎn)：電路圖連線。設(shè)置節(jié)點(diǎn)名。（4）編輯元件屬性：雙擊元器件，在 Property Editor 對(duì)話框中設(shè)置參數(shù)。單擊 OK 即可。（2）設(shè)置分析類型和參數(shù)：單擊 Pspice/New Simulation Profile，在 Name 欄鍵入模擬類型組的名稱，單擊 Create。在 Sweep variable 欄中選 Voltage source，在武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書5Name 欄中填入 Vs，意思是以電壓源 Vs 為變量。在Start ，在 End 欄中填入+，在 Increment 欄中填入 ，意思是 Vs ~+ 作線性變化，步長為 。（3）運(yùn)行 Pspice。單擊OK 即可看到電路電壓傳輸特性曲線。電路中用了一階電路中的零狀態(tài)響應(yīng)：就是動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能為零，而有外施激勵(lì)引起的響應(yīng)。V1R1C1電路分析，應(yīng)用 KVL 和電容的 VCR 得： 解得：)(tuRiSc??tduCic?，若以電流為變量： )(tutdRCSc?? )(1tidCS?tiS)(?圖 21 一階 RC 電路武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書6零狀態(tài)響應(yīng)：動(dòng)態(tài)元件初始能量為零，由 t 0 電路中外加輸入激勵(lì)作用所產(chǎn)生的響應(yīng)。特解（強(qiáng)制分量，穩(wěn)態(tài)分39。 c量） 的特解是 ，與輸入激勵(lì)的變化規(guī)律有關(guān)，為電路的穩(wěn)SCUtR?dSCu??態(tài)解。全解： 由初始條件RCtSCeU??)(定積分常數(shù) ， ，得出 ，0)(??UcA00??sUcs，從以上式子可以得出)( )1( ???teeuRCtSRCtSc RCtSeUtui??dC電壓、電流是隨時(shí)間按同一指數(shù)規(guī)律變化的函數(shù)；電容電壓由兩部分構(gòu)成：（2）響應(yīng)變化的快慢，由時(shí)間常數(shù) 決定； 大充電慢， 小充電就快。 RL 電路零狀態(tài)響應(yīng)分析R 1V1L112電路分析，應(yīng)用 KVL 和電感的 VCR 得： , ，若以電感)(tuRiSL??tdiL電壓為變量： 。RiSL???A0)( )1(tLRSLei??tLRSLtiu??d從而得到一階 RL 電路在零狀態(tài)下的響應(yīng)，可以看出電感電流成指數(shù)形式衰減最終趨近于 Is,到達(dá)該值年后，電流和電壓不再變化，電感相當(dāng)于短路，電壓為零。OutV1TD = 0TF = 0PW = PER = V1 = 0vTR = 0V2 = 5v0C11n1 2InputR11k 一階 RL 電路原理圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的一階 RL 電路如圖 26 所示，主要電路為 I1=0,I2=5,PW=，PER=。所以 Vc=5V。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，大約經(jīng)歷了 150ns 的時(shí)間，對(duì)于的時(shí)間常數(shù) nsCL201/)0*2(/6????( 為時(shí)間常數(shù))。 R1 電流的仿真曲線圖 Time0s 10ns 20ns 30ns 40ns 50ns 60ns 70ns 80ns 90ns 100ns 110ns 120ns 130ns 140ns 150nsI(R1)0A對(duì)流過電阻 R1 電流進(jìn)行仿真，可得到曲線圖 39，由于電感開始阻礙電流的流通，電阻和電感并聯(lián)，兩端電壓先增加后減小，所以電阻的電流的先增大，然后達(dá)到最大值，最后減小到 0。設(shè)置好后，執(zhí)行 Pspice 下 Run，出現(xiàn) Probe 窗口。)(1ti2輸入方波電壓源，R=1k 歐，C=1nf,Ui =5v,由理論分析得，時(shí)間常數(shù),，Us 以指數(shù)形式趨近于它的終極恒定值 Us,到達(dá)該值后，電壓和電流不usRC1??再變化，電容相當(dāng)于開路，電流為零。? 對(duì)一階 RL 電路仿真曲線圖的分析設(shè)置仿真參數(shù):電壓源 V2=5V,PW=,PER=,其他設(shè)為 0，Analysis Type設(shè)為 Time Domain(Transient), Time Domain(Transient)中選擇 Run to 150n seconds,其他參數(shù)默認(rèn)。執(zhí)行Trace 下 Add Trace 命令即可分別看到零狀態(tài)下的 , 的響應(yīng)曲線。RL 電路的零狀態(tài)響應(yīng)也是按指數(shù)規(guī)律變化。當(dāng)時(shí)間常數(shù) 越大，充R???電過程就越長。武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書16電路的輸入阻抗 Z（jw）可表示為： ?????????wCLjRj1)(頻率特性表示為： ????????RLj1arctn)(? )](cos[|)(| jwjZ在輸入電壓 Ui 為定值時(shí)，電路中的電流的的表達(dá)式為： ?????????CLjRUjI1)()(可以看出，由于串聯(lián)電路中同時(shí)存在著電感 L 和電容 C，兩者的頻率特性不僅相反， （感抗與 w 成正比，而容抗與 w 成反比） ，而且直接相減（電抗角差 180176?？梢钥隙ǎ欢ù嬖谝粋€(gè)角頻率 ，是感抗和容抗相互完全抵消，即 。有上述分析可知，諧振發(fā)生的條件為： 01)()](Im[00 ???CwLjXjZ 由上式可知電路發(fā)生諧振的角頻率 和頻率 為：f圖 31 RLC 串聯(lián)諧振示意圖+C11n+UoR11kL110uH1 2武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書17 LCw10?LCf?210? 可以看書，RLC 串聯(lián)電路的諧振頻率只有一個(gè)，而且僅與電路中的 L、C 有關(guān)，與電阻 R 無關(guān)。因此只有當(dāng)輸入信號(hào) Us 的頻率00f與電路的固有頻率 f0 相同時(shí)，才能在電路中激起諧振。在輸入電壓 Ui 為定值時(shí)，電路中的電流達(dá)到最到最大值，且與輸入電壓 Ui 同相位。 RCL串聯(lián)諧振電路理論計(jì)算結(jié)果 根據(jù)原理和公式，串聯(lián)諧振電路的阻抗隨頻率變化為 ，)1()(wCLjRjZ???阻抗模為 ，因此可得在 時(shí), , ,工221|)(| ?????????wCLRjwZ 0w?0?jXj?作在容性區(qū)， ,且 ；在 時(shí), , ,||j?????|)(|limjZ)(?j)(j工作呈電阻性， ；在 時(shí), , ,工作在感性區(qū)，)(0?0)(?jX?，且 。0圖 32 阻抗的幅頻響應(yīng)武漢理工大學(xué)《電路 CAA 課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書18而阻抗角的表達(dá)式為 ， 的值先從無窮大減小到????????RwCLjw1arctn)(?L1?0，又從 0 增加到無窮大。)(j?2?2?如圖 33 所示。電流的幅頻曲線如圖 34 所示。UC 和