Pspice在電路學之應用

Pspice學生版, 可至Pspice官方網站免費下載,或找陳昭宏老師(3606F),或直接至3920系統整合實驗室使用。

基本使用方法:


如下圖所示,點選Pspice design manager進入設計管理之工作區


開啟新的工作區,以便存方設計相關之檔案(PSpice會自行分類管理),要將設計移出時可複製整個工作區目錄與內容。


開啟新工作區需設定儲存目錄

 



開啟工作區之畫面:

 

電路圖之繪製


 


電路圖之模擬:

 


選擇模擬模式與分析資料型態:

Bias Point Detail:分析電路之靜態偏壓電壓、電流(適合基本電路學與電子學之分析應用)

AC SweepAC穩態分析,分析電路之頻率響應。

Transient:暫態分析,分析電路之時域響應,與開關訊號之影響。

 



電路學常用之元件:

直流電壓源(VDC):固定之電壓輸出,單位V

直流電流源(IDC):固定之電流輸出,單位A

 

類比接地點(GND_analog)類比接地點V=0,為系統之電壓參考點。

 

電阻元件(R)V=IR單位

電感元件(L)單位H

電容元件(C)單位F

 

電路圖繪製基本步驟:

1、由元件庫找出適當元件,

2、先於適當位置貼上元件,

3、設定元件參數,

4以線連接各元件,

5、點選Electrical Rule Check檢查模擬電路之連接是否正常。

 

 


第一個模擬電路圖:


直流偏壓電壓(節點)與電流(分支)分析:

不一樣之參考節點(接地點),會影響節電電壓,但不影響元件電壓與元件電流。


 



相依電源:

將上一模擬電路之電流源改為相依電流源(電流控制)


 


Pspice 輔助等效電路(戴維寧、諾頓)分析:

應用PSpice可輔助計算電路之等效電路,步驟如下:

(A)將欲求之等效電路端開路求開路電壓(Voc)

(B)將欲求之等效電路端短路求短路電流(Isc)

(C)求等效電阻。


求下圖由R2電阻看入之等效電路。

 


(A) 求開迴路電壓Voc,移走R2並開路,計算開路電壓



(B)求短路電流Isc,移走R2並短路,計算短路分支之分支電流

 

(C) 求等效電阻Rth


上圖為原電路圖(左圖)與等效電路(右圖)之分析結果,請注意電阻5之電壓與電流。

 

 



開關元件與暫態分析:

 


請分析下圖電路之暫態響應?

 

 


模擬系統注意事項

tClose:開關時間,

ttran:開關動作之瞬間時間,

RclosedRopen:開關之等效電阻。

 

PartName: C,電容之參數

Value:電容值,

IC:初值電壓,(模擬暫態時一定要設定)

TOLERANCE:電容值之誤差量,應用於Monte Carlo分析。

 

電容未設初值,分析結果如下(結果錯誤 ???)


電容初值=0V,分析結果如下


電路之時間常數約1S,上圖之觀察時間只有1S 無法觀察所有暫態現象。需修改暫態分析參數。


設定暫態分析之參數


一般系統之時間常數為T,則欲觀察所有暫態現象約需5T~10T,下圖為設定觀察時間=10T=10S之分析結果。


 

 


穩態AC頻率響應分析:

穩態分析需設定,AC電壓,並設置探棒以觀察探棒所在處之頻率分析。如下圖: