PSpice在差分放大器电路中的应用研究

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PSPICE在差分放大电路分析中的应用研究

时间:2007-08-13 来源: 作者:侯勇严郭文强点击：2205 字体大小:【大中小】

摘要：差分放大电路作为集成运算放大器的输入级电路.具有

电路结构复杂、分析繁琐的特点，一直是模拟电子技术设计

与分析中的难点。PSPICE作为著名的电路设计与仿真软件，

具有仿真速度快、精度高等优点。本文应用PSPICE对差分放

大电路的工作特性进行了较全面的仿真，利用PSPICE分析、

研究了差分放大电路的时域响应、频率响应以及温度对其性

能的影响。

1 典型差分放大电路

在模拟集成电路中，集成运算放大器是应用极为广泛的一

种。集成运算放大器是一种具有高电压增益、高输入电阻和

低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，其工作原理是利用差分放大电路的对称性来提高整个电路的共模抑制比和其它方面的性能，从而有效地抑制零点漂移。但是差分电路结构复杂、分析繁琐，特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法，难于理解，因而一直是模拟电子技术中的难点。

图1是一个典型的差分放大电路，其中Q1与Q2是一对NPN型的BJT差分对管，型号为Q2N2222。Q3与Q4组成镜像电流源，其电流大小基本恒定(约为VDD-VEE/R1)。恒流源的作用是充当有源负载，即利用其具有很高的交流电阻的特点作为Q1与Q2的发射极电阻。· Proteu · 基于· 基于· 如何· Models · IIR滤· 使用· Nios II · Proteu · ModelS · FIR · Models · Proteu · VHDL · 用verilo

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图1典型的差分放大电路

2 PSPICE简介

PSPICE (Personal Simulation Program with IC Emphasis)是目前流行的EDA软件之一，相较其它EDA设计分析软件，其最大优势在于世界各大著名电子器件公司为它提供了几万种模拟和数字元件模型，使PSPICE的仿真结果更加真实并且十分接近实际电路的分析结果。PSPICE用于电路仿真时，以源程序或图形方式输入，能自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它不仅可以对模拟电子线路进行不同输入状态的时间响应、频率响应、噪声和其他性能的分析优化，以使设计电路达到最优的性能指标，还可以分析数字电子线路和模数混合电路。下面利用PSPICE对差分放大电路的工作特性进行仿真研究。

3 差分放大电路的工作特性仿真分析

在Schematics绘图编辑器中绘制的差分放大电路的原理图如图1。其中Vin是正弦激励源，其幅值设为0.1V，满足小信号的要求，频率设为5MHz。

3.1直流分析(DC Sweep)

直流分析是设定电路中某一参数(称为自变量)在一定范围内变化，计算电路的直流偏置特性。在此选定以三极管Q1的电流放大系数(在PSPICE中以BF表示)为自变量，令其取值从100线性增长到300，步长为15。研究差分放大电路的输出电压与三极管电流放大系数的关系。

分析可知，由于差分放大电路结构对称，Q1与Q2具有相同的直流工作状态，且其集电极电位会随着电流放大系数的增大近似线性地减小。PSPICE仿真结果如图3所示。仿真结果表明，在直流状态下，差分放大电路的输出电压Vout1、Vout2的变化规律完全相同.都是随着三极管电流放大系数BF的增大而几乎呈线性地减小。显

然，仿真结果与理论分析结果一致· 用 prot · Proteus · Models · VHDL · ModelS

图2带变频交流激励源的差分放大电路

(a)Vout1与BF的关系 (b)Vout2与BF的关系

图3 PSPICE直流分析仿真结果

3.2交流分析和噪声分析(AC Sweep／Noise)

交流分析和噪声分析是计算电路中交流小信号的频率响应特性，并将电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源上

研究差分放大电路的频率特性就是研究其在不同信号频率下的增益以及通频带

设置交流分析的扫描频率从1HZ到1GHZ。采用10倍频增量进行递增。需要注意的是，应用PSPICE进行交流分析时，必须在电路图中设置相应的独立交流激励源，否则仿真无法进行。在此，可将图1中的正弦激励源Vin 改为幅值固定、频率可变的交流激励源VAC，如图2所示。PSPICE仿真结果如图4所示。可见。当激励源保持幅值0.1V不变，而频率从1HZ递增到1GHZ时。差分放大电路表现出很好的低通特性。这是由于电路结构采用了直接耦合的方式，从而避免了阻容耦合方式时耦合电容对放大电路低频性能的影响。从图4(b)还可直观地看出

其通频带宽约为300KHZ。

(a)交流激励源与频率的变化关系 (b)差分电路的输出Vout1与频率的变化关系

图4 PSPICE交流频域分析仿真结果

3.3瞬态分析(Time Domain Transient)

瞬态分析是指在给定输入激励信号的作用下计算电路输出端的瞬态响应，实质就是计算时域响应设置瞬态分析的参数为：从零时刻开始记录数据。到5000ns结束，最大步长为0.1ns。按照图1所示的电路进行PSPICE 仿真，研究差分电路在单端输入、单端输出以及双端输出时的工作情况。PSPICE仿真结果如图5(a)、(b)、(c)、(d)所示。

(a)单端输入的正弦信号波形 (b)差分电路单端输出时的Vout1波形

(c)差分电路单端输出时的Vout2波形 (d)差分电路双端输出时的电压波形

图5 PSPICE瞬态分析仿真结果

由仿真结果可知，差分放大电路在单端输入时。两个差分对管(Q1与Q2)不仅同时获得输入信号，而且获得的是一对差模信号，因此单端输入和双端输入的电压放大倍数是一样的。只不过从Vout1端和Vout2端获得的输出电压信号相位正好相反(如图5(b)、(c)所示)，由此说明采用双端输出获得的信号电压是单端输出的两倍。

3.4 温度分析(Temperature Sweep)

研究电子电路的温度特性是非常必要的，因为半导体器件的显著缺点是其温度稳定性普遍较差。例如三极管，当环境温度变化时，会引起电流放大系数、反向饱和电流等参数发生变化，严重时甚至使电路无法正常工作。PSPICE的温度分析是计算所设计的电路在特定温度下的特性，是其特有的仿真功能。

对图1和图2的差分放大电路分别进行温度分析，PSPICE仿真结果如图6所示。图中红色、蓝色和绿色的曲线分别代表其在27(常温)、40和60下的工作情况。可见，即使环境温度发生很大变化，差分放大电路的输出电压和频率特性几乎是不变的。因此采用差分结构的确可以有效地提高电子电路的温度稳定性，从而抑制主要由温度变化所引起的零点漂移。而这一点对保证集成运算放大器的工作性能具有非常重要的意义。

(a)PSPICE瞬态分析下的温度分析 (b)PSPICE交流分析下的温度分析

图6差分放大电路温度分析仿真结果

4 结束语

利用PSPICE求解电路只需画出电路仿真图形，就能获取和处理实验数据，形成直观的波形图，非常方便快捷，其电路仿真无论在分析精度、实验效果等方面都有很好的性能。

Tags：PSPICE差分放大

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·基于OrCAD/PSpice9的电路优化设计·从实例中学习OrCAD-PSpice 10.3-AA(第9章仿真的故障排除) ·PSPICE 的应用·Pspice在振荡仿真中存在的问题及改进方法

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基于pspice的电路仿真实验设计

目录第一章pspice简介 (4) 1.1 PSPICE的起源与发展 (4) 1.2 PSPICE仿真软件的优越性 (6) 1.3 PSPICE的组成 (7) 第二章pspice中的电路元器件介绍 (9) 2.1. 电阻、电容和电感 (11) 2.2 有源器件 (11) 2.3 信号源及电源 (11) 第三章pspice的仿真 (12) 3.1 pspice的仿真功能 (12) 3.2 pspice软件的仿真步骤 (15) 3.3 pspice仿真使用中应主义的问题 (15) 第四章实验设计 (16) 4.1 实验一：二极管整流电路仿真 (16) 4.2 实验二：555定时器组成的单稳态触发器 (18) 第五章结束语及感想 (21) 参考文献 (22)

摘要：在众多的仿真软件中，PSpice软件以其强大的仿真设计应用功能，在电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的使用。PSpice及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处。本论文首先简要介绍了PSpice软件的基本功能和特点以及软件的基本操作方法，然后从电路分析的具体实验给出了的PSpice具体操作步骤，接着进行了电子电路应用系统的设计与仿真，并通过精确的仿真结果进一步体现了仿真PSpice软件的优越性，同时也反映了仿真实验在当今电路设计中的重要意义。第一章 Pspice简介 1.1 Pspice简介 Pspice是由Spice发展而来的用于微机系列的通用电路分析软件。 Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校开发的电路仿真程序。随后，版本不断更新，功能不断完善。目前广泛使用的Pspice(P：Popular)软件是美国Microsim公司于1996年开发的基于Windows环境的仿真程序。它主要用于电子电路的仿真，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成网表，模拟和计算电路的功能，不仅可以对模拟电子线路进行不同输入状态的时间响应、频率响应、噪声和其他性能的分析优化，以使设计电路达到最优的性能指标，还可以分析数字电子线路和模数混合电路，被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。 1.2 PSPICE的起源与发展用于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式版SPICE 2G在1975年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年，加州大学伯克利分校用C语言对SPICE 软件进行了改写，并由MICROSIM公司推出。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件，在SPICE的基础上做了大量实用化工作，从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。

Pspice简明教程

Pspice 教程 Pspice 教程课程内容：补充说明（1 网表输出）（2 如何下载和使用新元件模型） 1.直流分析 2.交流分析 3.参数分析 4.瞬态分析 5.蒙特卡洛分析 6.温度分析 7.噪声分析 8.傅利叶分析 9.静态直流工作点分析附录A: 关于Simulation Setting 的简介附录B：关于测量函数的简介附录C：关于信号源的简介使用软件的说明：CADENCE仿真可以在Capture或者HDL界面下， 1Capture 的优点是界面简洁，容易学习，使用广泛。 HDL 的界面比较复杂，而且各种规则约束较多， 2 他们在使用的原理图库不同，Capture的原理图以*.olb的形式存放在 TOOL-capture -library中,而HDL的原理图、封装形式、以及物理信息都集成在share-library下的各自元件中； 3两者的仿真模型库相同，都在TOOL-pspice中。所以从仿真效果来看，两者没有区别。 4 HDL的好处是当完成原理图仿真后，可以直接输出网表，到APD版图中，供自动布局用。

一．直流分析直流分析：PSpice 可对大信号非线性电子电路进行直流分析。它是针对电路中各直流偏压值因某一参数（电源、元件参数等等）改变所作的分析，直流分析也是交流分析时确定小信号线性模型参数和瞬态分析确定初始值所需的分析。模拟计算后，可以利用Probe 功能绘出Vo-Vi 曲线，或任意输出变量相对任一元件参数的传输特性曲线。首先我们开启DesignCapture / Capture CIS. 打开如下图所示的界面( Fig.1) 。 ( Fig 1) 我们来建立一个新的工程 ( Fig.2) ( Fig.2) 我们来选取一个新建的工程文件! 我们可以看到以下的提示窗口。(Fig.3)

蔡氏电路MATLAB混沌仿真

蔡氏电路的Matlab混沌仿真研究班级：姓名：学号：

摘要本文首先介绍非线性系统中的混沌现象，并从理论分析与仿真计算两个方面细致研究了非线性电路中典型混沌电路，即蔡氏电路反映出的非线性性质。通过改变蔡氏电路中元件的参数，进而产生多种类型混沌现象。最后利用软件对蔡氏电路的非线性微分方程组进行编程仿真，实现了双涡旋和单涡旋状态下的同步，并准确地观察到混沌吸引子的行为特征。关键词：混沌；蔡氏电路；MATLAB仿真 Abstract This paper introduce s the chaos phenomenon in nonlinear circuits. Chua’s circuit was a typical chaos circuit, thus theoretical analysis and simulation was made to research it. Many kinds of chaos phenomenon on would generate as long as one component parameter was altered in C hua’s circuit．On the platform of Matlab, mathematical model of Chua’s circuit was programmed and simulated to acquire the synchronization of dual and single cochlear volume. Meanwhile, behavioral characteristics of chaos attractor were observed. Key words：chaos phenomenon；Chua’s circuit；Simulation

PSpice 92电子电路设计与仿真

电子线路实验报告

Pspice 9.2 电子电路设计与仿真实验报告学号：080105011128 专业：光信班级：081班姓名：李萍

一、启动PSpice 9.2—Capture CLS Lite Edition 在主页下创建一个工程项目lp 二、画电路图 1.打开库浏览器选择菜单Place/Part—Add Liabray, 提取：三极管Q2N2222、电阻R、电容C、电源VDC、模拟地0/Source、信号源VSIN。 2.移动元件、器件。鼠标选中该元、器件并单击，然后压住鼠标左键拖到合适位置，放开鼠标即可。 3．翻转某一元、器件符号。 4.画电路线选择菜单中Place/wire，此时将鼠标箭头变成一支笔。 5.为了突出输出端，需要键入标注V o字符，选择菜单Place/Net Alias—Vo OK! 6.将建立的文件（wfh.sch）存盘。三、修改元件、器件的标号和参数

1、用鼠标箭头双击该元件符号（R或C），此时出现修改框，即可进入标号和参数的设置 2、VSIN信号电源的设置:①鼠标选中VSIN信号电源的FREQ用鼠标箭头单击（符号变为红色），然后双击，键入FREQ=1KHz、同样方法即键入VoEF=0V、VAMPL=30mv。②鼠标选中VSIN 信号电源并单击（符号变为红色）然后用鼠标箭头双击该元件符号，此时出现修改框，即可进入参数的设置，AC=30mv，鼠标选中Apply并单击，退出 3、三极管参数设置：鼠标选中三极管并单击（符号变为红色）然后，选择菜单中的Edit/Pspice Model。打开模型编辑框Edit/Pspice Model 修改Bf为50，保存，即设置Q2N2222-X的放大系数为50。 4、说明：输入信号源和输出信号源的习惯标法。 Vs、Vi、Vo（鼠标选中Place/Net Alias）单级共射放大电路四、设置分析功能 1、静态

PSpice 8.0仿真教程

PSpice仿真电路的应用技巧应网友之约将Pspice8.0的一些基本使用方法提供给大家，我们共同探讨；希望对大家有所帮助，由于本人水平有限还望谅解，只当抛砖引玉吧，不妥之处请予以指出。一、先了解Pspice8.0的使用基本程序项 1、Schematics：绘制、修改电路原理图生成*。CIR文件，或打开已有的*。CIR文件；调用电路分析程序进行分析，并可调用图形后处理程序（Probe）查看分析结果。

2、Pspice A/D：打开已有的文本文件（*。CIR）进行文本规定的分析，分析结果存入*。DAT 文件中。Schematicscs程序项的菜单中有运行Psoice程序的命令。 3、Parts：元件编辑程序，新建或修改元件的特性，模型。 4、Probe：图象后处理，可观察分析结果的图形。Schematicscs程序项的菜单中有运行Prode程序的命令 5、Stmed(Stimlus Editor) 用于建立独立信号激励源和修改已建立的激励源波形。 6、Optimizer： Psoice优化设置程序 7、Texte dit: 文本编辑器。

8、PCB: 上面8项是Psoice的基本程序，他们之间是相互关联的，最主要的是Schematicscs项，使用绘图程序项Schematicscs绘制好电路原理图，设置好相关模拟运行参数就可以对所画电路原理图进行模拟仿真了。二、绘制电路原理图绘制电路原理图是运行Pspice程序的第一项作业，使用绘图工具能很方便的进行原理图的绘制。 1、打开Schematicscs项 Schematicscs项是pspice应用程序的主窗口，可调用其它5个基本程序项。下面是Schematicscs窗口的界面，主要工具用途已标明在案图上。

PSPICE仿真

目录介绍： (2) 新建PSpice仿真 (3) 新建项目 (3) 放置元器件并连接 (3) 生成网表 (5) 指定分析和仿真类型 (5) Simulation Profile设置： (6) 开始仿真 (7) 参量扫描 (9) Pspice模型相关 (11) PSpice模型选择 (11) 查看PSpice模型 (11) PSpice模型的建立 (12)

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)。

PSpice电路仿真报告

PSpice 电路仿真报告 ——11351003 陈纪凯一、实验目的 1. 学会Pspice 电路仿真软件的基本使用 2. 掌握直流电路分析、瞬态电路分析等仿真分析方法二、实验准备 1. 阅读PSpice 软件的使用说明 2. 掌握节点法和网孔法来分析直流电路中各元件的电流和电压 3. 掌握用函数式表示一阶、二队电路中某些元件的电流和电压三、实验原理用PSpice 仿真电路中各元件属性并与计算理论值比较，得出结论。四、实验内容 A. P113 3.38 1. 该测试电路如图a-1所示。输入该电路图，设置好元件属性和合适的分析方法，按 Analysis/Simulate 仿真该电路。图a -1 图a-2 2. 仿真结果如图a-2所示。 3. 比较图a-2中仿真出来的数据与理论计算出来的数据。计算值为： 1.731i A =，153.076V V =，262.885V V = 仿真值为： 1.731i A =，153.08V V =，262.89V V = 经比较，发现计算值与仿真值只是精确度不一样，精确值相等。 B. P116 3.57 1. 该测试电路图如图b-1如示。设置好元件属性及仿真方法。

图b- 1图b- 2 2.仿真出来的电路中各支路电流值如图b-2所示。 3.比较仿真值与理论计算值。计算值：用网孔分析法得到线性方程组如下：用matlab解上述方程得 i=1.5835A, i=1.0938A, i=1.2426A, i=-0.8787A 即 1234 i=1.584A, i=1.094A, i=1.243A, i=-0.87872A 从图b-2可以读出仿真值： 1234把计算值当作真实值，把仿真值当作测量值，计算相对误差如下表

第四章集成运算放大器(36)

第四章集成运算放大器运算放大器简称运放，它是一种高增益直流放大器，因最初用于模拟计算机中进行各种数学运算而得名。如果将整个运算放大器制在一小块硅片上，就成了集成运算放大器。集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命长、体积小、重量轻、耗电量少等优点，在电子技术中的应用非常广泛。 §4-1 集成运放的组成与性能一、集成运算放大器的组成 1.集成运放的基本组成及各组成部分的特点和作用 a.集成运放的组成方框图如图4-1(a)所示。 b.各组成部分的特点和作用： (1)输入级一般采用差动放大电路，其特点是输入阻抗高、零漂小、抗共模干扰信号的能力强。 (2)中间级一般由共发射极放大电路构成，其主要作用是进行高增益的电压放大。 (3)输出级一般由互补对称电路或射极跟随器构成，其特点是输出阻抗低、带负载的能力强、能够输出足够大的电压与电流。 (4)偏臵电路一般由各种恒流源电路构成，其作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏臵电流，决定各级的静态工作点。 (5)为防止输入信号过大或输出端短路，在集成运放中还设臵有过电流保护电路。 2.集成运放的电路符号 a.集成运放的电路符号如图4-1(b)所示。箭头所指方向是信号的正向传输方向;“∞”表示放大倍数很

大;它有两个输入端，一个是同相输入端、一个是反相输入端，输出端的电压相位与同相输入端的相同。 b.在集成运放的电路符号中，一般没有将正、负电源的连接端以及调零端、相位补偿端画出来。但在实际电路中这些端子都是非常重要的。 c.在应用集成运放时，重要的是掌握它各个管脚的用途及它的主要性能指标，至于它内部电路的结构如何，可以不去关注。 3.集成运放的分类：常用的集成运放有通用型、低功耗型、高精度型、高输入阻抗型、高速型、宽带型和高压型等。各种集成运放的性能详见教材的附录四。二、集成运算放大器的主要性能指标为了正确挑选和使用集成运放，需对集成运放的主要性能指标有所了解。 1.输入失调电压U IO： a.理想集成运放无失调，实际集成运放存在失调现象（即输入的零时，输出不为零）。 b.输入失调电压U IO的定义：为了使集成运放的输出电压为零，而加在其输入端的直流补偿电压（输入这个直流补偿电压后，输出电压将为零），叫做集成运放的输入失调电压U IO。（U IO ＝U os/A ud，U os是输入电压为零时的输出电压，A ud为集成运放的电压增益。） c. U IO的大小反映了差动输入级的对称程度，U IO越大，集成运放的对称性越差。 2.输入失调电流I IO： a. I IO就是无输入信号时，两个输入端的静态电流I＋与I－之差，即I IO＝I＋－I－。 b. I IO是由差动输入级两个晶体管的β值不一致而引起的。 3.开环电压增益A ud： a.定义：运放开环运用（无外接反馈电路）时。

PSpice仿真实验报告

实验七：使用PSpice软件对混频电路仿真一．实验目的 1. 掌握PSpice软件的基本操作（包括设计绘制电路、仿真调测、时域频域分析）。 2．掌握如何使用PSpice仿真软件研究分析三极管混频器和乘法器混频器工作原理。 3．通过实验中波形和频谱，研究三极管混频与乘法器混频的区别。二．实验仪器 1．计算机2．PSpice8.0软件三．实验内容 1．在PSpice原理图编辑环境下分别完成三极管混频和乘法器混频的电路绘制； 2．对以上两种电路分别进行仿真，显示时域波形图（参与混频的两个频率为1kHz和10kHz）； 3．对以上两种电路的输出波形分别进行FFT（频域分析），指出二者的频谱差别。四．实验步骤 1．实验准备在计算机上安装PSpice8.0软件包（安装过程中如有提示，选默认即可）。 2．原理图的绘制方法安装成功后，选择Windows程序->DesignLab Eval 8->Schematics即可打开原理图编辑界面。然后按如下操作：（1）选择与布放元器件：菜单 -> Draw -> Get New Part…选择所需电路元器件 -> Place&Close （2）连接元器件：把所需元器件布放完毕后，可点击菜单栏下方的快捷图标按钮“”将各元器件按照下图提示连接起来。图1 三极管混频原理图

图1提示：图中Vcc与VBB选择元件库中的“VDC”元件，分别双击它们，按照图中标记设定好直流电压（DC）参数。V1与V2选择元件库中的“VSIN”元件。双击这些元件可以改变这些电压的参数，将V1和V2的振幅（VAMPL）参数都设置为0.01V，频率（FREQ）参数按上图标记设定好。“地”选择库中的“AGND”元件。图2 乘法器混频原理图图2提示：图中的乘法器直接使用库中的“MULT”元件。V1与V2选择元件库中的“VSIN”元件。振幅都设为0.01V，频率分别为1kHz和10kHz。 3．时域仿真及频域分析 ⑴实验步骤 ①在电脑D:\盘上创建pspice目录。将电路图按上面提示画好，并将各参数按上述提示要求设好，点击File -> Save把文件保存在D:\pspice目录下。 ②选择菜单–> analysis -> Setup 将Transient选项左侧选上对钩（其他项均不选），如下图所示

蔡氏电路系统仿真平台的研究

蔡氏电路系统仿真平台的研究齐春亮，张兴国 (兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州 730000) E-mail:jichl03@https://www.360docs.net/doc/cd7365524.html, 摘要：本文在对蔡氏电路进行了分析的基础上，结合实际试验中的主要现实困难，研究了蔡氏一类非线性混沌电路仿真系统的结构化设计与系统动态演示方法，通过建立结构化仿真实验平台，减轻了蔡氏电路研制者的筛选元器件的负担，同时增强了人机交互功能。关键词：蔡氏电路,结构化,可视化仿真 1.概述现代非线性科学是人类科学文化的重要组成部分，而混沌又是现代非线性科学的重要组成部分，混沌理论为非线性系统的研究提供了简单有效的模型。1983年，美国贝克莱(Berkeley)大学的蔡少棠教授(Leon.o.Chua)发明了蔡氏电路(Chua ’s Circuit)，蔡氏电路因其简洁性和代表性而成为研究非线性电路中混沌的典范[1][2]。蔡氏电路是由电阻﹑电容和电感及“蔡氏二极管”组成的三阶自治电路，在满足以下条件时能够产生混沌现象[3]：（a) 非线性元件不少于一个（b)线性有效电阻不少于一个（c)储能元件不少于三个。符合以上标准的最简单电路，就是混沌电路之一—典型蔡氏电路。一个具体的典型蔡氏电路相空间的动力学方程为 ???? ??????=+==???2212221)11)211Vc L 1i )Vc (Vc C G C 1Vc (Vc C 1Vc (Vc C G Vc dt d i dt d f dt d L L 及 ))((2 1)(1111E V E V G G V G V f I C C b a C b C ??+?+== 蔡氏电路的运动形态因元件参数值的不同而有本质的不同，可以把电路元件参数值看作控制参数而使蔡氏电路工作在不同的状态。现在以其中的线性电阻R （方程中的G=1/R ）为 1

基于PSpice软件的二极管电路仿真

基于PSpice软件的二极管电路仿真一、实验目的 1.掌握PSPICE软件中工程的建立方法。 2.掌握PSPICE软件中电路图的输入和编辑方法。 3.简单学习PSPICE软件中DC扫描的设置、仿真和波形查看方法。二、实验工具 1.PC机 2.OrCAD 16.5软件三、实验要求 1.熟悉PSPICE软件的安装及操作界面。 2.学会使用PSPICE软件对二极管进行简单的DC扫描仿真。四、实验步骤 1.打开PSPICE软件，界面如下图1.1所示。图1.1 软件界面 2.新建一个Diode工程，如下图1.2所示. 图1.2 新建工程

工程名为Diode，在Create a New Project Using中选择Analog or Mixed A/D项，该项表示模拟或数字混合仿真，其余三项不能用于模拟仿真。然后，点击OK进行下一步。 3.下一步会弹出图1.3的对话框，新建一个为空的工程。图1.3 空的工程 4.点击OK，即进入电路图编辑的界面，如图1.4所示。图1.4 电路图编辑界面在界面中，包含了绘图窗口、信息查看窗口和项目管理视图，项目管理视图如图1.5所示。图1.5 项目管理视图

在该界面中，我们可以进行各种电路图的编辑。 5.在编辑电路图之前，我们需要添加器件库。在Capture中鼠标点击绘图窗口，点击绘图窗口的图标，即会弹出加载器件库的对话框，如图1.6所示。图1.6 器件加载在器件加载对话框中，我们选中所有器件库，即可添加各种元器件。 6.进行简单的电路图绘制及编辑，绘制、编辑后的电路图如下图1.7所示。图1.7 电路图电路图中，电源V1电压为0V，电阻R1阻值为10欧姆，D1为一个二极管。器件的使用情况如下表1.1所示。

模电PSPICE仿真实验报告

实验一晶体三极管共射放大电路实验目的 1、学习共射放大电路的参数选取方法。 2、学习放大电路静态工作点的测量与调整，了解静态工作点对放大电路性能的影响。 3、学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的分析方法 4、学习放大电路数输入、输出电阻的测试方法以及频率特性的分析方法。、实验内容确定并调整放大电路的静态工作点。为了稳定静态工作点，必须满足的两个条件条件一: 条件二: I 1>>I BQ V>>V BE I I =(5~10)I B V B =3~5V R E 由 V B V BE V B 再选定 I EQ I CQ 计算出Re R b2 I I ,由 V B V B I I (5~10)I B Q 计算出 m - Vcc V B R b1 再由 V CC V B (5~10)I BQ 计算出 Ri

Time 从输出波形可以看出没有出现失真，故静态工作点设置的合适。改变电路参数: V1 12Vdc Rc 此时得到波形为: 400mV 200mV 0V -200mV 450us 500us 75k 3k 4.372V R2 50k Q1 Q2N2222 Re 2.2k C2 T 一 6.984V 10uF 彳Ce 100uF

2.0 V -4.0V 0s 50us 100us 口V(C2:2) V(C1:1) 150us 200us 250us 300us 350us 400us 450us 500us Time 此时出现饱和失真。当RL开路时（设RL=1MEG Q）时: V1 输出波形为:

4.0V -4.0V 出现饱和失真二、实验心得这个实验我做了很长时间，主要是耗在静态工作点的调试上面。按照估计算出的Rb1、Rb2、Re的值带入电路进行分析时，电路出现失真，根据其失真的情况需要不停的调节Rb1、Rb2和Re的值是电路输出不失真。实验二差分放大电路 -、实验目的 1、学习差分放大电路的设计方法 2、学习差分放大电路静态工作的测试和调整方法 3、学习差分放大电路差模和共模性能指标的测试方法二、实验内容 1. 测量差分放大电路的静态工作点，并调整到合适的数值。

第八章集成运算放大器及应用

第八章集成运算放大器及应用 §8.1 知识点归纳一、通用集成运放的特点集成运放（OA ）是模拟IC 中最重要的品种。它是一个以差动放大器作输入级的高增益直接耦合电压放大器，一般具有很高的输入电阻和很低的输出电阻的特点。通用集成运放741电路分析（图8-3）： ·输入级：CC-CB 差放（41~T T ），有源负载（75~T T ），恒流源偏置（98~T T ） ·第一隔离级：射极输出器（16T ） ·中间高增益级：共射组态（17T ），有源负载（12T ，a T 13） ·第二隔离级：射级输出器（a T 24），有源负载（12T ，b T 13） ·输出级：NPN-PNP 互补OCL 电路（14T ，18T ），克服交越失真的偏置（15T ，23T ） ·保护电路：（1）输出保护电路（19T ，20T ）（2）中间级保护电路（22T ，21T ），20T 工作时，启动该电流源对16T 提供保护。相位补偿电路：内部电路中唯一的电容具有单位增益补偿功能，使741在闭环增益为1时仍不会自激。二、集成OA 的主要指标 ·开环增益vd A ，一般在80~120dB 。 ·差模输入电阻id R ，数十6k ~10M ΩΩ。 ·输入失调电压IO v 及其温度系数T V IO d d 。 ·输入失调电流IO I 及其温度系数d d IO I T 。两个失调参数是衡量高精度运放的指标。 ·电源电压：一般在36V 以下。有双电源和单电源运放之分。“轨到轨”运放是指最大输出几乎等于电源电压的运放。低电压工作运放是手持通信设备所需的品种。 ·增益带宽积G BW ：指频率升高使1=vd A 时的频率值。射频运放的G BW 可高达1GHz 以上。G BW 是衡量运放放大高频小信号能力的参数。 ·转换速度SR ：运放对输入大信号的上升沿和下降沿的响应速度。SR 是衡量运放对高速信号处理的能力，高速OA 的SR 可达到4000V/s μ。三、理想运放及理想运放分析法 1．集成OA 具有vd A 、id R 极大，0R 很小的接近理想电压放大器的特点。在OA 负反馈应用电路中，往往满足深负反馈条件。故在分析这类应用电路时，把OA 视为“理想运放”。分析理想运放应用电路时，可采用理想运放满足的“虚短路（-+=V V ）”和“虚开路（0==-+I I ）”的条件。 2．运放的两种基本负反馈放大器采用理想运放分析法可获得运放同相和反相放大器的一些指标。总结为表8-2。表8-2 反相放大器与同相放大器比较

[教程]OrCAD PSpice培训教材

OrCAD PSpice 培训教材培训目标：熟悉PSpice的仿真功能，熟练掌握各种仿真参数的设置方法，综合观测并分析仿真结果，熟练输出分析结果，能够综合运用各种仿真对电路进行分析，学会修改模型参数。 1PSpice分析过程

2绘制原理图原理图的具体绘制方法已经在Capture中讲过了，下面主要讲一下在使用PSpice时绘制原理图应该注意的地方。 1、新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit 2、调用的器件必须有PSpice模型首先，调用OrCAD软件本身提供的模型库，这些库文件存储的路径为Capture\Library\pspice，此路径中的所有器件都有提供PSpice模型，可以直接调用。其次，若使用自己的器件，必须保证*.olb、*.lib两个文件同时存在，而且器件属性中必须包含PSpice Template属性。 3、原理图中至少必须有一条网络名 4、称为0， 5、即接地。 6、必须有激励源。原理图中的端口符号并不具有电源特性，所有的激励源都存储在Source和SourceTM库中。 7、电源两端不8、允许短路，9、不10、允许仅由电源和电感组成回路，11、也不12、允许仅由电源和电容组成的割集。解决方法：电容并联一个大电阻，电感串联一个小电阻。 13、最好不14、要使用负值电阻、电容和电感，15、因为他们容易引起不16、收敛。 3仿真参数设置

17、 PSpice能够仿真的类型在OrCAD PSpice中，可以分析的类型有以下8种，每一种分析类型的定义如下：直流分析：当电路中某一参数（称为自变量）在一定范围内变化时，对自变量的每一个取值，计算电路的直流偏置特性（称为输出变量）。交流分析：作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。噪声分析：计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源（独立的电压或电流源）上。即计算输入源上的等效输入噪声。瞬态分析：在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。基本工作点分析：计算电路的直流偏置状态。蒙托卡诺统计分析：为了模拟实际生产中因元器件值具有一定分散性所引起的电路特性分散性，PSpice提供了蒙托卡诺分析功能。进行蒙托卡诺分析时，首先根据实际情况确定元器件值分布规律，然后多次“重复”进行指定的电路特性分析，每次分析时采用的元器件值是从元器件值分布中随机抽样，这样每次分析时采用的元器件值不会完全相同，而是代表了实际变化情况。完成了多次电路特性分析后，对各次分析结果进行综合统计分析，就可以得到电路特性的分散变化规律。与其他领域一样，这种随机抽样、统计分析的方法一般统称为蒙托卡诺分析（取名于赌城Monte Carlo）,简称为MC分析。由于MC分析和最坏情况分析都具有统计特性，因此又称为统计分析。最坏情况分析：蒙托卡诺统计分析中产生的极限情况即为最坏情况。参数扫描分析：是在指定参数值的变化情况下，分析相对应的电路

PSPICE仿真流程

PSPICE仿真流程 (2013-03-18 23:32:19) 采用HSPICE 软件可以在直流到高于100MHz 的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。在实际应用中，HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。二、新建设计工程在对应的界面下打开新建工程： 2）在出现的页面中要注意对应的选择 3）在进行对应的选择后进入仿真电路的设计：将生成的对应的库放置在CADENCE常用的目录

中，在仿真电路的工程中放置对应的库文件。这个地方要注意放置的.olb库应该是PSPICE文件夹下面对应的文件，在该文件的上层中library 中的.olb中的文件是不能进行仿真的，因为这些元件只有.olb，而无网表.lib。 4）放置对应的元件：对于项目设计中用到的有源器件，需要按照上面的操作方式放置对应的器件，对于电容，电阻电感等分离器件，可以在libraries中选中所有的库，然后在滤波器中键入对应的元件就可以选中对应的器件，点击后进行放置。对分离元件的修改直接在对应的元件上面进行修改：电阻的单位分别为：k m; 电容的单位分别为：P n u ;电感的单位分别为：n 及上面的单位只写量级不写单位。 5）放置对应的激励源：在LIBRARIES中选中所有的库，然后键入S就可以选中以S开头的库。然后在对应的库中选中需要的激励源。激励源有两种一种是自己进行编辑、手工绘制的这个对应在库中选择：另外一种是不需要自己进行编辑：

该参数的修改可以直接的在需要修改的数值上面就行修改，也可以选定电源然后点击右键后进行对应的修改。 6）放置地符号：地符号就是在对应的source里面选择0的对应的标号。 7）直流电源的放置：电源的选择里面应该注意到选择source 然后再选定VDC或者是其它的对应的参考。 8）放置探头：点击对应的探头放置在感兴趣的位置处。

OrCAD-PSpice电路仿真综合实验

课程名称：电路实验实验名称：PSpice 仿真综合实验实验学时：3学时仪器设备：计算机、模块化电路实验装置实验平台：PSpice 仿真软件、硬件实验系统课程目标：学习运用PSpice 仿真软件求解直流电路。掌握直流工作点及直流扫描分析方法，学习用Capture软件绘制电路图、进行直流工作点及直流扫描分析的设置和观察仿真输出结果。一、实验任务 1．检测与作业（1）查看自己家里的总电源是空气开关还是刀闸开关，其规格参数的额定电流是（63A ）。（2）视频2中电路实验室的总电源正常供电，如果实验台的直流电压源没电，可能产生故障的原因有哪些？直流电压源发生接地短路，直流电压源内部发生故障开路，总电源到实验台之间的线路断路。（3）绘制仿真电路图时，有关输入电路图名称说明正确的是：A A. 电路图名称可由英文字符串或数字组成，不能存在汉字。 B. 电路图名称可由英文字符串或数字组成，可以存在汉字。 C. 电路图名称可由英文字符串或数字或汉字组成。（4）绘制仿真电路图时，必须要有一个电位为零的接地符号，否则被认为出错。接地符号为：B A. B. （5）填空题：PSpice在绘制电路图时可以放置波形显示标示符Marker（又称探针），以便在分析之后直接确定要显示的信号曲线，以下波形显示标示符的功能是： A. : 显示电压/电平波形曲线。 B. : 显示电位差波形曲线。 C. : 显示电流波形曲线。（6）下图所示受控源的符号中，1、2两接线端为控制端，应按照参考方向 1 2 接入电路，3、4两接线端为输出端，控制系数为 2 。 1 23 4 （7）下图所示电压探针测量的是节点n1和n2之间电压。

蔡氏电路matlab仿真报告

蔡氏电路仿真分析学院：电气工程学院班级：硕6036 姓名：张东海学号：3116312053

目录 1.基本分析 (2) 2.MATLAB仿真 (5)

蔡氏电路蔡氏电路是著名的非线性混沌电路，结构简单，但却出现双涡卷奇怪吸引子和及其丰富的混沌动力学行为。 1.基本分析蔡氏电路是一个典型的混沌电路，最早由著名华裔科学家、美国加州大学蔡少堂教授设计。他证明了在满足以下条件时能够产生混沌现象。 (1) 非线性元件不少于1 个； (2) 线性有效电阻不少于1 个； (3) 储能元件不少于3 个。根据以上条件，在图1.1中给出蔡氏电路方框图。图中R 为线性有效电阻，L 、C 1、C 2为储能元件，R N 为非线性元件。图2.2给出非线性电阻伏安特性曲线。图1.1 蔡氏电路方框图图1.2 非线性电阻伏安特性曲线对于图2.1提出的蔡氏电路，其状态方程推导如下 12112122121()()1()(1)C C C C C C C L L C du C u u g u dt R du C u u i dt R di L u dt ?=--???=-+???=-?? 其中函数1()C g u 是分段线性函数，其形式为：

11111()()()2 C b C a b C C g u G u G G u E u E =+-?+-- 作变量代换： 12 22 221,,,,1 C C L u u i x y z E E EG C C tG C C LG G R ταβ=== ==== 式（1）可以写为如下形式 [] ()(2)dx y x f x d dy x y z d dz y d αττ βτ?=--???=--???=-?? 式（2）即是蔡氏电路的标准方程形式。其中()f x 可表示为如下形式 10101 01(),1(),1(),1m x m m x f x m x x m x m m x +-≥??=≤??--≤-? 其中 01,a b m G E m G E == 蔡氏电路的三个状态方程式在状态空间的三个子空间为 101={(,,)| 1} ={(,,)| 1}={(,,)| 1} D x y z x D x y z x D x y z x -≥≤≤- 在状态空间的三个子空间内分别具有唯一平衡点如下 1011(,0,), (0,0,0), (,0,).P k k D Q D P k k D +--=-∈=∈=-∈ 其中， 1011 m m k m -=+ 在P +、1P -和Q 处的雅可比矩阵分别为：

第3章集成运算放大器习题集答案

第3章集成运算放大器及其应用一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错) 1.运放的输入失调电压U IO 是两输入端电位之差。( ) 2.运放的输入失调电流I IO 是两端电流之差。( ) 3.运放的共模抑制比c d CMR A A K ( ) 4.有源负载可以增大放大电路的输出电流。( ) 5.在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。( ) 6.运算电路中一般均引入负反馈。（） 7.在运算电路中，集成运放的反相输入端均为虚地。（） 8.凡是运算电路都可利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。（） 9.各种滤波电路的通带放大倍数的数值均大于1。（）二、选择题 (注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) 1.集成运放电路采用直接耦合方式是因为。 A.可获得很大的放大倍数 B .可使温漂小 C.集成工艺难于制造大容量电容 2.通用型集成运放适用于放大。 A ．高频信号 B. 低频信号 C. 任何频率信号 3.集成运放制造工艺使得同类半导体管的。 A. 指标参数准确 B. 参数不受温度影响 C ．参数一致性好 4.集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。 A ．减小温漂 B. 增大放大倍数 C. 提高输入电阻 5.为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。 A ．共射放大电路 B. 共集放大电路 C ．共基放大电路 6.现有电路：A. 反相比例运算电路 B. 同相比例运算电路 C. 积分运算电路 D. 微分运算电路 E. 加法运算电路选择一个合适的答案填入空内。（1）欲将正弦波电压移相＋90O ，应选用。（2）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。（3）欲实现A u ＝－100的放大电路，应选用。（4）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。