1、武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告目录1.PSPICE 软件简介 .- 2 -1.1 PSPICE 程序简介 - 3-1.2 PSPICE 功能简介 -4 -2.电路原理 .- 7-2.1 节点电压、支路电流电路 - 7 -2.2 一阶暂态电路 .-10-3. 仿真曲线 -12 -3.1.节点电压，支路电流仿真图 - 12-3.2 一阶暂态电路仿真图 - 14-4 曲线分析 - 17 -4.1 节点电压、支路电流仿真图分析 - 17-4.2 节点电压仿真曲线分析 .-17-4.3 一阶电路暂态分析 .- 18 -5 设计电路分析总结 - 19 -5.1 节点电压、支路电流分析 -
2、19 -5.2 一阶暂态电路分析总结 - 19-6.课程设计心得 .-21-7.参考文献 .- 22-武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 2 -1.PSPICE 软件简介用 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
3、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
4、电 路 仿 真 软 件 。PSPICE 采 用 自 由 格 式 语 言 的 5.0 版 本 自 80 年 代 以 来 在 我 国 得 到 广 泛 应用 ， 并 且 从 6.0 版 本 开 始 引 入 图 形 界 面 。 1998 年 著 名 的 EDA 商 业 软 件 开 发商 ORCAD 公 司 与 Microsim 公 司 正 式 合 并 ， 自 此 Microsim 公 司 的 PSPICE产 品 正 式 并 入 ORCAD 公 司 的 商 业 EDA 系 统 中 。 不 久 之 后 ， ORCAD 公 司 已 正式 推 出 了 ORCAD PSPICE Release 10.5， 与
5、传 统 的 SPICE 软 件 相 比 ，PSPICE 10.5 在 三 大 方 面 实 现 了 重 大 变 革 ： 首 先 ， 在 对 模 拟 电 路 进 行 直 流 、交 流 和 瞬 态 等 基 本 电 路 特 性 分 析 的 基 础 上 ， 实 现 了 蒙 特 卡 罗 分 析 、 最 坏 情 况分 析 以 及 优 化 设 计 等 较 为 复 杂 的 电 路 特 性 分 析 ； 第 二 ， 不 但 能 够 对 模 拟 电 路进 行 ， 而 且 能 够 对 数 字 电 路 、 数 /模 混 合 电 路 进 行 仿 真 ； 第 三 ， 集 成 度 大 大提 高 ， 电 路 图 绘 制 完 成
6、后 可 直 接 进 行 电 路 仿 真 ， 并 且 可 以 随 时 分 析 观 察 仿 真结 果 。 PSPICE 软 件 的 使 用 已 经 非 常 流 行 。 在 大 学 里 ， 它 是 工 科 类 学 生 必 会 的设 计 电 路 工 具 ； 在 公 司 里 ， 它 是 产 品 从 设 计 、 实 验 到 定 型 过 程 中 不 可 少 的 设计 工 具 。武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 3 -1.1 PSPICE 程序简介 PSPICE 是由 SPICE 发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。SPICE(Simulation Program with Integr
7、ated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克莉分校于 1972 年开发的电路仿真程序。随后，版本不断更新，功能不断增强和完善。1988 年 SPICE 被定为美国国家工业标准。目前微机上广泛使用的 PSPICE 是由美国 MicroSim 公司开发并于 1984 年 1 月首次推出的。SPICE 有工业版（Production version）和教学版(Evaluation version）之分，本书介绍 1986 年 8 月推出的 PSPICE6.3 版本（MicroSim Evaluation Version 6.3，即教学版，有时也称为学生版） 。它能进行模拟电路分析
8、、数字电路分析和模拟数字混合电路分析。 PSPICE6.3 可以对众多元器件构成的电路进行仿真分析，这些元器件以符号、模型和封装三种形式分别存放在扩展名为 slb、lib 和 plb 三种类型的库文件中。*.slb 库中的元器件符号用于绘制电路图；*.lib 库中的元器件模型用于电路仿真分析；*.plb 库中的元器件封装形式用于绘制印刷电路板的版图。在电路仿真分析中只用到前两个库。 1.1.1 PSPICE6.3 运行环境 硬件环境：486 以上的 IBMPC 机或兼容机，8M 以上内存，最好有 80M 以上硬盘空间（PSPICE6.3 完全安装将占用 63M 左右的空间） ，标准键盘及 VG
9、A 以上显示适配器，鼠标，CD-ROM 驱动器（用于安装 PSPICE） 。 软件环境：Windows3.X、Windows95 或 WindowsNT3.51 以上武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 4 -1.2 PSPICE 功能简介 PSPICE6.3 可执行的主要分析功能如下： 1.2.1 暂 态 分 析非 线 性 暂 态 分 析 简 称 为 暂 态 分 析 。 暂 态 分 析 计 。 算 电 路 中 电 压 和 电 流 随时 间 的 变 化 ， 即 电 路 的 时 域 分 析 。 这 种 分 析 在 输 入 信 号 为 时 变 信 号 时 显 得 尤为 重 要 。 时
10、域 分 析 是 指 在 某 一 函 数 激 励 下 电 路 的 时 域 响 应 特 性 。 通 过 时 域 分析 ， 设 计 者 可 以 清 楚 地 了 解 到 电 路 中 各 点 的 电 压 和 电 流 波 形 以 及 它 们 的 相 位关 系 ， 从 而 知 道 电 路 在 交 流 信 号 作 用 下 的 工 作 状 况 ， 检 查 它 们 是 否 满 足 电 路设 计 的 要 求 。 武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 5 -1.2.2 交 流 分 析线 性 小 信 号 交 流 分 析 简 称 为 交 流 分 析 。 它 是 SPICE 程 序 的 主 要 分 析 功能 。
11、 它 是 在 交 流 小 信 号 的 条 件 下 ， 对 电 路 的 非 线 性 元 件 选 择 合 适 的 线 性 模 型将 电 路 在 直 流 工 作 点 附 近 线 性 化 ， 然 后 在 用 户 指 定 的 范 围 内 对 电 路 输 入 一 个扫 频 信 号 ， 从 而 计 算 出 电 路 的 幅 频 特 性 、 相 频 特 性 、 输 入 电 阻 、 输 出 电 阻 等 。这 种 分 析 等 效 于 电 路 的 正 弦 稳 态 分 析 即 频 域 分 析 。 频 域 分 析 用 于 分 析 电 路 的频 域 响 应 即 频 率 响 应 特 性 。 这 种 分 析 主 要 用 于 分
12、 析 电 路 的 幅 频 特 性 和 相 频 特性 。小 信 号 转 移 特 性 分 析 主 要 分 析 在 小 信 号 输 入 的 情 况 下 ， 电 路 的 各 种 转 移函 数 ， 通 常 分 析 的 是 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 。噪 声 分 析 是 电 路 设 计 的 重 要 内 容 之 一 。 在 模 拟 电 路 中 ， 无 源 器 件 和 有 源器 件 均 会 产 生 噪 声 ， 主 要 包 括 电 阻 上 产 生 的 热 噪 声 ， 半 导 体 器 件 产 生 的 散 粒噪 声 和 闪 烁 噪 声 。 在 噪 声 分 析 时 ， 将 元 件 的 噪 声 等 效 为 一
13、 个 输 入 信 号 进 行 交流 分 析 。 通 过 噪 声 分 析 可 以 计 算 出 各 器 件 在 某 一 输 出 节 点 产 生 的 总 噪 声 以 及某 一 输 入 节 点 的 等 效 输 入 噪 声 。 从 而 可 以 分 析 一 个 电 路 产 生 噪 声 的 主 要 来 源 ，采 取 一 定 的 电 路 设 计 措 施 来 减 小 噪 声 的 影 响 。1.2.3 灵 敏 度 分 析灵 敏 度 分 析 包 括 直 流 灵 敏 度 分 析 和 蒙 特 卡 罗 分 析 两 种 。直 流 灵 敏 度 分 析 业 称 为 灵 敏 度 分 析 。 它 是 在 工 作 点 附 近 将 所
14、 有 的 元 件 线性 化 后 ， 计 算 各 元 器 件 参 数 值 变 化 时 对 电 路 性 能 影 响 的 敏 感 程 度 。 通 过 对 电路 进 行 灵 敏 度 分 析 ， 可 以 预 先 知 道 电 路 中 的 各 个 元 件 对 电 路 的 性 能 影 响 的 重要 程 度 。 对 于 那 些 对 电 路 性 能 有 重 要 影 响 的 元 件 ， 要 在 电 路 的 生 产 或 元 件 的选 择 时 给 予 特 别 的 关 注 。武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 6 -1.2.4 统 计 分 析统 计 分 析 主 要 包 括 蒙 特 卡 罗 分 析 和 最 坏
15、 情 况 分 析 。 蒙 特 卡 罗 分 析 是 在 考虑 到 器 件 参 数 存 在 容 差 的 情 况 下 ， 分 析 电 路 在 直 流 分 析 、 交 流 分 析 或 暂 态 分析 时 电 路 特 性 随 器 件 容 差 变 化 的 情 况 。 另 一 种 统 计 分 析 是 最 坏 情 况 分 析 ， 它不 仅 对 各 器 件 参 数 的 变 化 逐 一 进 行 分 析 ， 得 到 单 一 器 件 对 电 路 性 能 的 灵 敏 度分 析 ， 同 时 分 析 各 器 件 容 差 对 电 路 性 能 的 最 大 影 响 量 (最 坏 情 况 分 析 )， 从而 达 到 优 化 电 路
16、的 目 的 。PSPICE10.5 个 人 认 为 它 最 为 突 出 之 处 ， 是 改 进 了 其 9.2 版 本 ， 使 绘 制电 路 ， 以 及 仿 真 算 法 更 加 优 化 ， 更 加 节 省 时 间 （ 以 前 进 行 1S 的 仿 真 如 果 取点 ms 级 ， 那 将 是 非 常 恐 怖 的 事 情 ） ， 而 且 蒙 特 卡 罗 分 析 和 最 坏 情 况 分 析 有助 于 我 们 模 拟 在 不 同 温 度 和 环 境 ， 以 及 元 件 损 坏 的 情 况 下 电 路 的 实 现 过 程 及结 果 ， 那 么 我 们 就 知 道 电 路 的 弱 点 ， 以 及 电 路
17、中 的 最 重 要 元 件 ， 就 可 以 相 应的 对 其 采 取 保 护 、 散 热 等 措 施 。武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 7 -2.电路原理2.1 节点电压、支路电流电路2.1.1 设计原理图N 1V 11 2 V d cN 2N 020R 11 0 021R 45 021R 35 021R 27 521图 2-1 节点电路2.1.2 参数说明：这个电路图的原件参数都已标注于电路图上面。2.1.3 原理图分析：在电路中任意选择某一节点为参考节点，其他节点为独立节点，这些节点与参考节点之间的电压成为节点电压，节点电压的参考极性是以参考节点为负，其余独立节点为正。由
18、于任一支路都连接在两个节点上，根据 KVL，不难断定支路电压就是两个节点电压之差。如果每一个支路电流都可由支路电压来表示，那么它也一定也可以用节点电压来表示。在具有 n 个节点的电路中写出其中（n-1）个独立节点的 KCL 方程，就得到变量为（n-1）个节点电压的共（n-1）武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 8 -个独立方程，称为节点电压方程，最后由这些方程解出节点电压，从而求出所需的电压、电流。这就是节点电压法。对一个具有 b 条支路和 n 个节点的电路，当以支路电压和支路电流为电路变量列方程时，总共有 2b 个未知量。为了减少求解的方程数，可以利用元件的VCR 将各之路电压
19、以支路电流表示，然后代入 KVL 方程，就得到以 b 个支路电流为未知量的 b 个 KVL 和 KCL 方程。这种方法称为支路电流法。方法一：利用支路电流法解题的步骤：（1）任意标定各支路电流的参考方向和网孔绕行方向。（2）用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程。有 n 个节点，就可以列出n-1 个独立电流方程。（3）用基尔霍夫电压定律列出 L=b-（n-1）个网孔方程。说明：L 指的是网孔数，b 指是支路数，n 指的是节点数。（4）代入已知数据求解方程组，确定各支路电流及方向。利用以上步骤，设电压源 V1 的电压为 U1。可通过支路电流法分别算得流过 的电流为 流过 的电流为 流过 的电流1R1
20、RUI2 24312/RUIR3为 流过的 电流为43243*/IR4流过电压源 的电流为4324314/UIR 1V124311/RUIV同样可以推得各个节点电压的大小：其中选取 N0 的电压为参考地点，其电压值始终为 0，从而可以推得节点 N1 的电压值为 ,节点 N2 的电压值为1U24312/*RUN武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 9 -方法二：利用节点电压法解题步骤：（1） 选择参考节点，设定参考方向（2） 求节点电压 U（3） 求支路电流通过此方法同样可以分别算得流过 的电流为 流过 的电流1R1RUI2为 流过 的电流为 流过24312/RUIR3 43243*
21、/IR的 电流为 流过电压源 的电流为4 4324314*/I1V124311/RUIV同样也可以推得各个节点电压的大小：其中选取 N0 的电压为参考地点，其电压值始终为 0，从而可以推得节点 N1 的电压值为 ,节点 N2 的电压值为1U24312/*RUN由这些电流电压的表达式可以看出，各电压电流随 的变化都是直线变化的，1所以可以推测仿真出来的图像是线性的关系。武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 10 -2.2 一阶暂态电路2.2.1 一阶暂态电路设计原理图2.2.1.1 RC 一阶零状态响应。0V 1T D = 0T F = 0P W = 0 . 4 5 m sP E R
22、 = 0 . 5 m sV 1 = 0T R = 0V 2 = 3 vR 11 k21C 11 u12图 2-2 RC 电路2.2.1.2 RL 一阶零状态响应。V 2T D = 0T F = 0P W = 0 . 4 5 m sP E R = 0 . 5 m sV 1 = 0T R = 0V 2 = 3 V0R 11 k21L 11 H12图 2-3 RL 电路2.2.2 电路图原理说明2.2.2.1 仿真参数说明：武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 11 -不断调整电路图中元件参数（其中，电源的参数不变）。具体变化如下：表 2-2-1（对于图 2-2）R（单位：K ）C（单位
23、：uF）只显示 U（C 1）一条曲线时1 1只显示 U（C 2）一条曲线时1 0.5只显示 U（C 3）一条曲线时1 0.2表 2-2-2（对于图 2-3）R（单位：K ）L（单位： H）只显示 I（L 1）一条曲线时1 1只显示 I（L 2）一条曲线时1 2只显示 I（L 3）一条曲线时1 52.2.2.2RC 一阶零状态响应原理分析上述的 RC 电路是一阶线性电路，电路的响应是由稳态分量（包括零值）和暂态分量两部分相加而得，如写成一般式子，则为f（t）= f（t）+ f（t）= f（）+A e-t/式中 f（t）是电流或电压，f（）是稳态分量，A e-t/ 是暂态分量。若初始值为 f（0+
24、） ， 则得 A=f（0+）-f（） 于是f（t）= f（）+f（0+）-f（） e-t/这就是分析一阶线性电路的暂态过程中任意变量的一般公式。只要求得 f（0+） 、武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 12 -f（）和 这三个 “要素” ，就能直接写出电路的响应。至于电路响应的变化曲线，都是按指数规律变化的（增长或衰减） 。2.2.2.3 .RL 一阶零状态响应原理分析。对于一阶 RL 电路，充电过程是向电感充电，并以磁场能量的形式储存起来。随着磁场能量的逐渐增加，流过电感的电流 逐渐增加，由于磁场的反作用，增加的速度逐渐变慢。时间常数：这一过程进行得快慢与 、 （即时间常数
25、）的大小相关时间常数越大，放电过程进行得越慢。开关打开后，电路接入直流电流源 Is，电路的微分方程为： 可以推导得： ， ， ，其中 为电流充满时电感电流的稳态值。武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 13 -3. 仿真曲线 3.1.节点电压，支路电流仿真图.3.1.1 支路电流仿真曲线V_V10V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 11V 12VI(R1) I(R2) I(R3) I(R4)-200mA-100mA0A100mA200mA图 31 R1,R2,R3,R4 的电流V_V10V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V
26、11V 12VI(R4) I(V1)-300mA-200mA-100mA0mA100mA图 32 R4，V1 的电流图 31 中从上到下依次是 R1,R2,R3,R4 的电流随电压源 的变化曲线，图 312 从上到下依次是 R4，V1.从图中可以看出，R3 与 R4 的电流和等于 R2 的电流。这与理论分析中基尔霍夫电流定律相符合的。显然有 然而 的42RI13,V武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 14 -电流值却是随 的增加而反向增大，这是因为我的原理图（图 31）中的1U的管脚（pspice 中默认是从 1 流向 2）与实际电流的流向是相反的，13,VR所以仿真出来的结果是
27、个负值。 3.1.2 节点电压仿真曲线V_V10V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 1V 12VV(N0) V(N1) V(N2)0V4V8V12V图 32 N1,N2,NO 节点电压图 32 中从上到下一次是 N1,N2,N0 节点电压随 的变化而变化，其中 N0 是1U一条恒为 0 的直线，节点 N1 就是电源电压 ，节点 N2 的电压为 0.5 ，这些1U都是与理论分析完全相符合。3.2 一阶暂态电路仿真图3.2.1 一阶 RC 电路武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 15 -Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5
28、ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msV(C1:2)0V1.0V2.0V3.0V图 3-3 电容 C1 的电压变化Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msV(C1:2)0V1.0V2.0V3.0V图 3-4 电容 C2 的电压变化Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msV(C1:2)0V1.0V2.0V3.0V图 3
29、-5 电容 C3 的电压变化武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 16 -Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msI(R1)-4.0mA-2.0mA0A2.0mA4.0mA图 3-6 电阻 R1 电流变化3.2.2 一阶 RL 电路Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msI(L1)-3.0mA-2.0mA-1.0mA0A图 3-7 L1 的电流 Time
30、0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0msI(L1)-3.0mA-2.0mA-1.0mA0A武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 17 -图 3-8 L1 的电流Time0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10ms 1ms 12ms 13ms 14ms 15msI(L1)-3.0mA-2.0mA-1.0mA0A图 3-9 L1 的电流 Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.
31、0ms 4.5ms 5.0ms 5.5ms 6.0ms-I(R1)-3.0mA-2.0mA-1.0mA0A图 3-10 R1 的电流4 曲线分析4.1 节点电压、支路电流仿真图分析图 3-1 中从上到下依次是 的电流随电压源 的变化曲线，图 3-11342,R1V武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 18 -从上打下一次是 从图中可以看出， ， 的电流都是随 的增加而增加，14,VR2R41U并且 R2 的变化速度更加快。这与理论分析中 2431/RI是现符合的，显然有 然而 的电流4324314*/RRUI 42I13,V值却是随 的增加而反向增大，这是因为我的原理图（图 31）
32、中的1的管脚（pspice 中默认是从 1 流向 2）与实际电流的流向是相反的，3,V所以仿真出来的结果是个负值。不难发现其斜率的大小也是与理论分析中的分析结1RUI432431*/RI124311/RUIV果是相同的。4.2 节点电压仿真曲线分析图 3-2 中从上到下一次是 N1,N2,N0 节点电压随 的变化而变化，其中 N0 是一1U条恒为 0 的直线，节点 N1 就是电源电压 ，节点 N2 的电压为 0.5 ，这些都1U是与理论分析完全相符合。4.3 一阶电路暂态分析4.31 RC 一阶电路零状态响应曲线分析输入方波电压源，对于第一支路，时间常数为 1ms,Uc 以指数形式趋近于它的终
33、极恒定值 Us,到达该值后，电压和电流不再变化，电容相当于开路，电流为零。时间常数 表示指数衰减的速度，图 3-3 的曲线趋近于 Us 的时间为 5ms。输入方波电压源，对于第二支路, 时间常数为 0.5ms,图 3-4 的曲线趋近于武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 19 -Us 的时间为 2.5ms。输入方波电压源，对于第三支路, 时间常数为 0.2ms,图 3-5 的曲线趋近于Us 的时间为 1ms。综合以上 3 条曲线可以观察到 越小，曲线的弯曲弧度越大，Uc 趋近于 Us所需要的时间越短。表明时间常数 可以表示 Uc 趋于稳定的速率。 越小，Uc趋于稳定的 Us 的速率
34、越快。4.3.2 RL 一阶电路零状态响应曲线分析输入方波电压源，对于 R1支路，时间常数 ,i(L)以指数形msRL1式趋近于它的终极恒定值 Is, ,到达该值后，电压和电流不再变化，电UsI感相当于短路，电感两端电压为零。时间常数 表示指数衰减的速度，图 3-7的曲线趋近于 Is 的时间为 3ms。输入方波电压源，对于 R2支路，时间常数 ,图 3-8 的曲线ms22趋近于 Is 的时间为 6ms。输入方波电压源，对于 R3支路，时间常数 ,图 3-9 的曲线RL53趋近于 Is 的时间为 15ms。从以上 3 条曲线曲线可以观察到时常数 越大时，曲线的弯曲弧度越平缓i(L) 趋近于 Is
35、 所需要的时间越长。表明时间常数 可以表示 i(L)趋于稳定的速率。 越大，Uc 趋于稳定的 Us 的速率越慢。5 设计电路分析总结5.1 节点电压、支路电流分析在电路中任意选择某一节点为参考节点，其他节点为独立节点，这些节点与武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 20 -参考节点之间的电压成为节点电压，节点电压的参考极性是以参考节点为负，其余独立节点为正。由于任一支路都连接在两个节点上，根据 KVL，不难断定支路电压就是两个节点电压之差。如果每一个支路电流都可由支路电压来表示，那么它也一定也可以用节点电压来表示。在具有 n 个节点的电路中写出其中（n-1）个独立节点的 KCL 方
36、程，就得到变量为（n-1）个节点电压的共（n-1）个独立方程，称为节点电压方程，最后由这些方程解出节点电压，从而求出所需的电压、电流。这就是节点电压法。对一个具有 b 条支路和 n 个节点的电路，当以支路电压和支路电流为电路变量列方程时，总共有 2b 个未知量。为了减少求解的方程数，可以利用元件的VCR 将各之路电压以支路电流表示，然后代入 KVL 方程，就得到以 b 个支路电流为未知量的 b 个 KVL 和 KCL 方程。这种方法称为支路电流法。5.2 一阶暂态电路分析总结这次课程设计比较困难，主要运用到 PSPICE 中的 Capture CIS Lite Edition 绘制原理图，然后
37、用 simulation 进行电路图的仿真曲线分析。我的设计题目是 RC 和 RL 一阶电路零状态响应分析，通过查数据，以及对原理的分析，对原理图中的参数进行反复修改和验证，终于完成了这次设计任务书。这次设计验证了：（1）一阶电路零状态响应的时间常数 决定了 uc 或 i(L)趋于稳态的时间长短。（2）RC 电路中决定时间常数的参数是 R 和 C,其中 。（3）RL 电路中决定时间常数的参数是 R 和 L，其中 。R武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 21 -6.课程设计心得武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 22 -7.参考文献1 周守昌主编. 电路原理（上，下册
38、）.2 版.北京高等教育出版社，2004.2汪建民.PSpice 电路设计与应用. 北京：国防工业出版社，2004.3邱关源主编.电路（第三版上，下册）.北京：高等教育出版社，20054Hayt W H,Kemmeryly J E. Engineering Circuit Analysis.3rd ed.s.l.:MacGraw-Hill,Inc.,1978.5Mark N Horenstein.Microelectronic Circuit and Devices .2nd ed.New Jerwsey:Prentice-Hall Inc,1996.武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 23 -本科生课程设计成绩评定表姓 名 性 别专业、班级课程设计题目：课程设计答辩或质疑记录：武汉理工大学电路 CAA 课程设计课程设计报告- 24 -成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日
