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ＣＮｌ２一１３５２／Ｎ

实验室科学第１３卷第４期２０１０年８月

Ｖ０１．１３

Ｎｏ．４

Ａｕｇ．２０１０

ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹＳＣＩＥＮＣＥ

基于ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ二阶动态

电路的计算机仿真分析

莫俊伟，韩素敏，张伟，谢东垒

(河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作４５４０００)

摘要：以ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ为平台，对二二阶ＲＬＣ串联电路进行仿真，分别研究在直流激励和方波激励信号作用下的零状态响应，调节不同的参数，在Ｐｒｏｂｅ中观测到不同的允放电过程。仿真实验过程简单、参数易于调节、波形直观清晰，将是实体实验的一个有益补充。关键词：ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ；－阶动态电路；零状态响应中图分类号：ＴＰ３－０５

文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１０．０４．０４０

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆ２ｔｈ－ｏｒｄｅｒｄｙｎａｍｉｃ

ｃｉｒｃｕｉｔｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ

ＭＯＪｕｎ－ｗｅｉ，ＨＡＮＳｕ—ｍｉｎ，ＺＨＡＮＧＷｅｉ，ＸＩＥＤｏｎｇ－ｌｅｉ

(ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，

Ｃｈｉｎａ)

ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅｚｅｒｏ－ｓｔａｔｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆ

ａｇｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ

ａｓａ

２ｔｈ—ｏｒｄｅｒｓｅｒｉｅｓＲＬＣ

ｃｉｒｃｕｉｔｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤＣｅｘｃｉｔａｔｉｏｎａｎｄｓｑｕａｒｅ－ｗａｖｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ

ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ

ｓｔｕｄｉｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ

ｏｆｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄ

ｉｎＰｒｏｂｅ

ａｒｅ

ａｒｅ

ｍｅａｓｕｒｅｄ

ｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ｗａｖｅｆｏｒｍｉｓｃｌｅａｒａｎｄｉｎｔｕｉｔｉｖｅ．

Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓＩｔｗｉｌｌｂｅ

ａ

ｅａｓｉｌｙ

ａｄｊｕｓｔｅｄ，ａｎｄ

ｕｓｅｆｕｌｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ；２ｔｈ－ｏｒｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｃｉｒｃｕｉｔｓ；ｚｅｒｏ—ｓｔａｔｅｒｅｓｐｏｎｓｅ

ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ是ＥＤＡ套装软件，专ｆ、Ｊ供设计电路、设计印刷电路板所用的印刷图及电路的模拟仿真之用。它小仅町以对模拟电路、数字电路、数／模混合电路等进行直流、交流、瞬态、Ｆｏｕｒｉｅｒ等基本电路特性的分析，而且可以进行蒙特卡罗(ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ)统计分析，最坏情况(ＷｏｒｓｔＣａｓｅ)分析、优化设计等复杂电路特性的分析。它不需要人工列写方程、编写复杂程序，采用图形化和程序化相结合的模式，轻松实现参数修改和波形仿真。在Ｃａｐｔｕｒｅ环境下绘制电路图，设置仿真分析类型及相应的参数，在Ｐｓｐｉｃｅ环境下执行仿真，结果可以从文本文件输出，也可以从波形模块Ｐｒｏｂｅ窗口输出。１－２］。

在实验室中二阶电路实验易受电子器件的制约而参数不易调节，实验数据的收集和时域波形的捕

捉受到仪器限制，对电路的定性定量分析有不便之处，凶此学生对电路特性的理解不够深刻‘ｒ。以ＯｒＣＡＤ／ＰＳｐｉｃｅ为研究平台的仿真实验具有直观性强、交互性好、实验参数易于调节等优点。对电路特性的理解常常要从微秒级、毫秒级和秒级等小同时间尺度人手，实验参数较多，日．电压、电流和功率的等级差别较大等等，仿真分析能轻而易举解决时间跨度大、数值差别大等问题‘４。ｊ。

１

二阶电路理论分析

图１所示ＲＬＣ串联电路是典型的二阶动态电

路。ｔ＝０时，开关闭合，此后电路满足的方程为

比警枷ｃｄ百ｌｔｃ枷。训，

式中各参数对应图１所标注，ＲＬＣ分别为元件的电阻值、电感值、电容值；Ｕ。为电容电压；“，为激励(电压源)。

基金项目：河南理工大学教育教学改革重点资助项目(项

目编号：２００９ＪＧ０３７)。