浙江大學(xué)電子電路設(shè)計(jì)第二周報(bào)告OrCAD分享版

1、專(zhuān)業(yè)：_信息工程_姓名：_學(xué)號(hào)：_日期：_11.25_地點(diǎn)：_東4-216_實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_電子電路設(shè)計(jì)_ 指導(dǎo)老師：_李錫華_ 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：_OrCAD軟件的練習(xí)使用 _ 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：_電子電工_ 同組學(xué)生姓名：（缺席）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)掌握OrCAD套件中Capture和PSpice A/D軟件的常用菜單和命令的使用掌握Capture軟件電路輸入和編輯的方法學(xué)習(xí)OrCAD套件中PSpice A/D軟件分析設(shè)置、仿真、波形查看的方法學(xué)習(xí)半導(dǎo)體特性、電路特性的仿真方法二、實(shí)驗(yàn)原理/設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)一 二極管特性的仿真分析二極管的伏安特性是指流過(guò)二極管的電流iD與加于二極管兩端的電壓uD之

2、間的關(guān)系或曲線。主要特點(diǎn)是單向?qū)щ娦院头蔷€性，并且易受溫度影響。仿真電路原理圖如下：實(shí)驗(yàn)二 橋式整流電路（瞬態(tài)分析）橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來(lái)將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。?shí)驗(yàn)三 穩(wěn)壓二極管電路（瞬態(tài)分析）穩(wěn)壓二極管，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極管。利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件.在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個(gè)很小的數(shù)值，在這個(gè)低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定。本實(shí)驗(yàn)探究穩(wěn)壓二極管電路的電壓雙向削頂現(xiàn)象。三、主要儀器

3、設(shè)備OrCAD CaptureOrCAD PSpice四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與數(shù)據(jù)記錄及處理實(shí)驗(yàn)一 二極管特性的仿真分析（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、輸入電路圖從適當(dāng)?shù)脑?kù)中找到所需的元件（包括電源、接地等），然后拖放到電路圖繪制頁(yè)面中，通過(guò)連線，繪制出完整的電路圖。2、設(shè)置分析參數(shù)直流分析。選擇分析類(lèi)型:DC SWEEP，設(shè)置中選擇Primary Sweep，設(shè)置掃描變量為電壓源,本例中電壓源的名字為V1，設(shè)置掃描類(lèi)型為線性。開(kāi)始為 0V，結(jié)束為 5V，增量為 0.1V。點(diǎn)擊運(yùn)行仿真程序，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)用PSpice A/D。溫度分析。在Option中選擇Temperature (Sweep)，可以選擇電路在特定

4、溫度下運(yùn)行，也可以 選擇電路在多種溫度下運(yùn)行。選擇后者，運(yùn)行溫度分別設(shè)置為20，100，200 攝氏度運(yùn)行仿真程序。瞬態(tài)電路分析。在電路中加入瞬態(tài)電源，將電源Vs用VSIN代替，并設(shè)置VOFF=0，VAMPL=10V，F(xiàn)REQ=1kHz。設(shè)置參數(shù)如圖二。3、運(yùn)行仿真程序在Capture程序中按F11，調(diào)出PSpice A/D程序仿真圖4、查看仿真結(jié)果從PSpice A/D的plot主菜單中選擇Axis Setting命令，在彈出的對(duì)話框內(nèi)按下Axis Variable按鈕，選擇二極管電壓V(D:1)作為X軸變量，得到二極管的伏安特性曲線。為了得到二極管在不同溫度下的伏安特性曲線，需要改變X軸Y

5、軸坐標(biāo)范圍。仿真圖結(jié)果如下所示：（2）實(shí)驗(yàn)仿真圖與分析I（D）與電源Vs的關(guān)系我們通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)在給二極管施加100V的反向電壓時(shí)，二極管被擊穿，電路變成線性電路。二極管伏安特性曲線在對(duì)二極管參數(shù)單獨(dú)進(jìn)行觀察時(shí)更是發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，二極管在-100V的時(shí)候會(huì)被擊穿。不同溫度下曲線左邊是30曲線，右邊是-10曲線，溫度越高二極管的壓降越大。這是交流電下二極管電壓值隨時(shí)間變化的曲線圖，在施加正向電壓時(shí)二極管壓降大約有0.7V左右，符合模電中所學(xué)到的知識(shí)。加反向電壓時(shí)，電源所有電壓都在二極管上，所以曲線正弦變化。實(shí)驗(yàn)二 橋式整流電路（瞬態(tài)分析）（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、輸入電路圖從適當(dāng)?shù)脑?kù)中找到所需的元件（用

6、正弦電壓源50Hz、12V VSIN輸入；二極管用DIODE庫(kù)中的D1N4148），然后拖放到電路圖繪制頁(yè)面中，通過(guò)連線，繪制出完整的電路圖。2、設(shè)置分析參數(shù)運(yùn)行時(shí)間0.02s，運(yùn)行間隔0.1ms，按照時(shí)間跑仿真。3、運(yùn)行仿真程序在Capture程序中按F11，調(diào)出PSpice A/D程序仿真圖4、查看仿真結(jié)果仿真結(jié)果如下所示（2）實(shí)驗(yàn)仿真圖與分析A.電流分析我們觀察了通過(guò)R1的電流變化，結(jié)果如下。我們得到了預(yù)期的雙峰結(jié)果，結(jié)果與預(yù)計(jì)符合的很好。在10mA的地方我們看見(jiàn)有一段曲線和X軸貼合，這應(yīng)該是電源電壓小于二極管正向閾值電壓所致。通過(guò)下面這張圖（紅線是通過(guò)電壓源的電流，黑色是二極管電流），

7、我們可以清楚地看到橋式整流電路的雙向?qū)üδ堋.電壓分析下面這張圖中黑色是R1的1端口，紅線是R1的2端口，我們用黑線減去紅線就可以得到類(lèi)似于第一張圖的雙峰電壓曲線。單獨(dú)看某一個(gè)二極管，黑線和紅線分別是二極管的兩個(gè)端口電壓，我們可以看到正向?qū)〞r(shí)二極管上只有閾值電壓，而反向?qū)〞r(shí)二極管上加了整個(gè)電源電壓。這間接說(shuō)明了橋式整流電路具有雙向?qū)üδ?。?shí)驗(yàn)三 穩(wěn)壓二極管電路（瞬態(tài)分析）（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、輸入電路圖從適當(dāng)?shù)脑?kù)中找到所需的元件（采用50Hz、9V正弦電壓源Vi；穩(wěn)壓二極管可用DIODE庫(kù)中的D1N750），然后拖放到電路圖繪制頁(yè)面中，通過(guò)連線，繪制出完整的電路圖。2、設(shè)置分析參數(shù)時(shí)

8、間總共跑0.04s，時(shí)間間隔用0.1ms，按照時(shí)間跑仿真。3、運(yùn)行仿真程序在Capture程序中按F11，調(diào)出PSpice A/D程序仿真圖4、查看仿真結(jié)果仿真結(jié)果如下所示（2）實(shí)驗(yàn)仿真圖與分析黑線是電源電壓，紅線是R2兩端電壓，我們可以看到它的電壓最高為4.7V，圖中有很明顯的雙向削頂現(xiàn)象。五、討論總結(jié)、體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較順暢，我和幾個(gè)同學(xué)交流討論后的結(jié)果是，OrCAD實(shí)驗(yàn)最難的部分在于軟件的下載和破解，尤其是破解部分，不少同學(xué)重裝四五次都沒(méi)能搞定。六、思考題1、OrCAD軟件在電路分析級(jí)設(shè)計(jì)中起什么作用？軟件驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)方案的正確性，進(jìn)行電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還實(shí)現(xiàn)電路性能的模擬測(cè)試功能。2、

9、用OrCAD軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真分析時(shí)，是否要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須有標(biāo)號(hào)？在電路中設(shè)置節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)有何作用？每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有標(biāo)號(hào)，但不都需要手工設(shè)置。設(shè)置節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)可以在復(fù)雜的電路圖中找到關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)以及附近的電壓電流值，方便仿真的時(shí)候分析。3、用OrCAD的PSpice A/D中的Probe圖形處理后程序查看圖形，對(duì)于不同的分析設(shè)置，缺省的橫坐標(biāo)是那個(gè)變量？直流掃描時(shí)是所選的掃描變量；交流掃描是頻率變量；瞬態(tài)掃描是時(shí)間變量。4、在仿真分析二極管特性測(cè)試電路的電壓波形是，若不設(shè)置Maximum step size參數(shù)，則會(huì)出現(xiàn)什么情況？無(wú)法出現(xiàn)仿真圖像5、若要分析三極管特性測(cè)試電路的輸入特性，應(yīng)如何設(shè)置掃描方式和參數(shù)？直流掃描分析，并設(shè)置直流次要分析