CAA课程设计报告
2020-03-03 09:04:30 来源：范文大全收藏下载本文
目录
1.课程设计报告书····································1
2.电路原理分析······································2
3.PSpice程序设计···································
43.1 PSpice软件简介································4 3.2 实验步骤·······································4
3.2.1绘制原理图
3.2.2仿真、产生曲线
4.仿真结果分析 4.1 临界阻尼 4.2过阻尼情况
4.3欠阻尼情况
5.总结
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
课程设计任务书
学生姓名: 毛亚婷 专业班级: 电信0804班 指导教师: 黄晓放 工作单位:
信息工程学院 题 目: 电路CAA课程设计
━━基于PSpice的二阶电路的暂态分析
初始条件: 1.提供实验室机房及其PSpice软件； 2.选RLC串联或GCL并联电路。
要求完成的主要任务：(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求):
1、熟练运用PSpice软件创建电路、模拟电路、显示或绘制结果（至少有三条曲线以上）；
2、使用该软件进行二阶电路的零状态响应分析（分三种情况：过阻尼、欠阻尼、临界阻尼讨论）；
3、独立完成课程设计说明书，课程设计说明书按学校统一规范来撰写， 具体包括：
⑴ 目录； ⑵ 理论分析；
⑶ 程序设计； ⑷ 程序运行结果及图表分析和总结；
⑸ 课程设计的心得体会（至少800字，必须手写。）；
⑹ 参考文献（不少于5篇）。
时间安排:
(1) 布置课程设计任务，查阅资料， 学习Pspice软件
两天；
(2) 用Pspice软件进行电路分析
一天半；
(3) 完成课程设计报告书及答辩
一天半；
指导教师签名: 年 月 日 系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
2.原理分析
二阶电路的初始储能为零（即电容两端的电压和电感中的电流都为零），仅由外施激励引起的响应称为二阶电路的零状态响应。
图1 如图1所示为GCL并联电路，根据KVL有：
（1）
可得 （2）
式（2）这是二阶线性非齐次微分方程，它的解将由特解和对应的齐次方程的通解组成。 其特解与激励的形式相同，通解与零输入响应形式相同，再根据初始条件确定积分常数，从而得到全解。
的特解与激励的形式相同，且为微分方程的一个解，则特解；
此微分方程的通解为其对应的齐次方程其特征方程为：
的解。
其特征根为：
根据G、L、C取值的不同，特征根存在三种不同的情况：
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
1.当况。 ，即 时，特征根为两个不相等的实根，此时称为过阻尼情2．当 ，即 时，特征根为一对共轭复根，此时称为欠阻尼情况。
3.当 ，即 时，特征根为重根，此时称为临界阻尼情况。
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
3.PSpice程序设计
3.1 PSpice软件简介
Pspice是国际上广泛应用的通用电路模拟程序。主要是面对电子电路和集成电路的分析软件，是Spice的一种（PC）微机版本，而且版本不断的在完善、修改和更新。Pspice电路数据的输入既可以为文本方式，也可以为图形方式。供教学使用的Pspice通常只能分析规模较小的电路。
目前在Windows方式下的Pspice通常包括以下几个基本程序模块：电路原理图编辑程序Capture；激励源编辑程序Stimulus Editor；电路仿真程序Pspice A/D；曲线输出程序Probe；模型参数编辑程序Model Editor；元器件模型参数库LIB. Pspice能够处理的电子元器件非常广泛，可直接输入的电子元器件有：线性电路元件，非线性受控源，电子元器件，功率电子器件，用于电子测量、控制等常见的集成芯片等。
3.2 实验步骤
3.2.1绘制原理图
图2 1） 运行Orcad Family Release 9.2 Lite Edition中的Capture CIS Lite Edition，新建空白Project，命名为GCL。
2） 打开Place/Part，在ANALOG_P中选择相应的r、l、c，在SOURCE中选择IDC，将元器件摆放好位置。
3） 选定元器件，右击选择Edit Properties修改元器件属性。 4） 连线。
3.2.2
仿真、产生曲线
（1）临界阻尼情况
设定L=1H,C=1uF，R=0.5k则
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
1） 设置仿真参数： 单击 ，在出现的窗口中，Analysis Type设为Time domain，options在general settings打钩。在Run to栏填入5Ms，Start saving data栏填入0，在Maximum step栏填入40u，设置完单击确定。
2） 运行pspice/run 指令，出现probe窗口，在改窗口中执行trace/add trace命令。
选择I（C），则曲线图为
曲线1
临界阻尼情况下I（C）变化
选择I（L），则曲线图为
曲线2
临界阻尼情况下的I（L）变化
选择V(C:1)- V(C:2)，曲线图为
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
曲线3
临界阻尼情况下U（C）变化
(2)欠阻尼情况
将R的参数值设定为1k，并在仿真参数设定窗口中时将Run to栏填入15ms，重复上述仿真步骤，则I（C）、I（L）、U（C）的曲线图分别为
曲线4 欠阻尼情况I（C）变化
曲线5 欠阻尼情况I（L）变化
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
曲线6
欠阻尼情况U（L）变化
（3）过阻尼情况
将R的参数值分别设定为0.1k，此时电路处于欠阻尼情况下。在仿真参数设定时将Run to栏填入5ms，重复上述仿真步骤，则I（C）、I（L）、U（C）的曲线图分别为
曲线7 过阻尼情况I（C）变化
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
曲线8
过阻尼情况I（L）变化
曲线9
过阻尼U（C）的变化
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
4.仿真结果分析
4.1 临界阻尼
当R1=0.5K时，电路处于临界阻尼情况下时，其特征方程特征根为
,此时电路的处于非振荡状态，L1的电流不断增大，不断的储存能量，
的两个而C1电流先减小，到零后改变电流方向后电流大小先增大最终减小到零，C1的电压大小也是先增大最终最小到零。说明电容先储能后释放能量。
4.2过阻尼情况
当R1=0.4K时，电路处于过阻尼状态，两个特征根为两个不同的实数。此状态下的曲线下，与临界阻尼曲线十分相似，各原件的电压、电流与临界阻尼情况下基本相同。其实临界阻尼的情况是其他两种情况无限接近临界阻尼情况的极限情况。
4.3欠阻尼情况
当R1=2k时，电路处于欠阻尼情况下。两个特征根为复数。他们的波形呈现衰减振荡的状态，各原件的电压，电流方向呈周期性变化。储能原件也周期性地交换能量。最终C1的电压、电流都变成零，L1的电流最终为1A，电压为0。
5.总结
RLC串联电路中，在可变频的电压源V1的激励下，由于感抗、容抗随频率变动，所以电路中的电流应亦随频率变动。
RLC串联谐振频率只有一个，且只与R、L有关，与电阻R无关。
谐振电路的品质因数Q综合反映了电路中三个参数对谐振状态的影响。
6.参考文献
1) 王源.电子电路CAD 程序及其应用[M] .西安:西安电子科技大学出版社,2001.2) 蔡元宇.电路及磁路(第2 版) [M] .北京:高等教育出版社,2000.5.3) 李永平.Pspice电路设计与实现.北京 国防工业出版社.2005.1 4) Rayender Goyal.High-frepuency Analog Integrated Circuit Design. New York:John Wiley &Sons.Inc,1995.
武汉理工大学《电路CAA》课程设计说明书
5)Robert B Northrop.Analog Electronic Circruits.New York:Addison-Wesley Publishing Company,1990.6)Mark N Horenstein.Microelectronic Circruits and Devices.2nd ednew jersey:Prentice-Hall Inc,1996.
人人范文网 m.inrrp.com.cn 手机版