PSpice10．5在 《模擬電路》課程教學(xué)中的應(yīng)用

(許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，河南 許昌461000）

當(dāng)今社會(huì)正飛速地進(jìn)入信息化時(shí)代，以電子信息科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為全社會(huì)發(fā)展最強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)，而模擬電路正是其發(fā)展的基礎(chǔ)之一?！赌M電路》是電氣信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。而從實(shí)際教學(xué)效果看，大多數(shù)學(xué)生對(duì)模擬電路課程的學(xué)習(xí)不感興趣，其原因一方面是 《模擬電路》課程內(nèi)容比較抽象、枯燥，學(xué)生很難理解所學(xué)理論知識(shí)，另一方面是該課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少且實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，一般是3～4人共用一臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這樣很難訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。為改變上述狀況，筆者將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學(xué)中，取得了較好的教學(xué)效果。

1 Pspice10．5在 《模擬電路》課程教學(xué)中的作用

Pspice是美國(guó)MicroSim公司開發(fā)的電子線路設(shè)計(jì)仿真的微機(jī)版EDA軟件，具有較高的分析計(jì)算能力。PSpice10．5是目前推出的最新版本，其不僅能進(jìn)行直流、交流和瞬態(tài)等基本的電路特性分析，還可以進(jìn)行參數(shù)掃描、靈敏度、蒙特卡諾統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化分析，此外能將各種仿真分析的結(jié)果以波形或圖表的方式直觀地顯示出來[1]。相對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在PSpice10．5的工作平臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和形式豐富多樣。在 《模擬電路》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，結(jié)合理論課程的內(nèi)容，將所要演示的電路工作情況以圖形、表格或曲線形式快速地顯示出來，通過多媒體技術(shù)展示給學(xué)生。在此過程中，還可不斷地更改電路和參數(shù)，即時(shí)觀察輸出情況，使學(xué)生能夠?qū)δM電路的本質(zhì)加深理解，因而取到事半功倍的教學(xué)效果。此外，學(xué)生在課后學(xué)生可以自己在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用PSpice10．5對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行仿真，同時(shí)還可運(yùn)用該軟件對(duì)電路的各種工作情況進(jìn)行更深入的研究，從而提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 實(shí)例分析

差分放大電路在放大電路中占有重要的地位，絕大多數(shù)的運(yùn)算放大器幾乎都以差動(dòng)放大器作為輸入級(jí)，是模擬電路的難點(diǎn)之一[2]，因而筆者以差分放大電路為例來說明PSpice10．5在 《模擬電路》課程教學(xué)中的應(yīng)用。

利用PSpice10．5對(duì)電路進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)時(shí)，仿真分析是關(guān)鍵的一步。根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及元器件參數(shù)的初始方案后，就應(yīng)進(jìn)行電路文件的輸入，以便對(duì)電路性能進(jìn)行仿真分析。利用PSpice10．5進(jìn)行電路分析和設(shè)計(jì)的流程圖如圖1所示。

圖1 PSpice10．5電路性能仿真流程圖

PSpice10．5軟件平臺(tái)的工作步驟是畫電路圖、直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析以及靜態(tài)工作點(diǎn)分析。下面筆者以直流分析、交流分析為例進(jìn)行說明。

圖2所示為差分放大電路，信號(hào)源為獨(dú)立正弦電壓源，電壓峰峰值為0．2V，頻率為5MHz，單端輸入雙端輸出方式。圖3所示為直流分析參數(shù)設(shè)置，在直流分析中，主要是對(duì)電路的輸入輸出特性進(jìn)行分析，設(shè)置參數(shù)為電壓源幅值可變，范圍為-0．18～0．18V，執(zhí)行Pspice10．5仿真程序的結(jié)果如圖4所示，從圖4可以看出，輸入電壓在-50～50mv之間時(shí)，其輸入與輸出近似線性關(guān)系，而在此范圍之外，輸出電壓就會(huì)失真，最大輸出電壓為12V，這與理論結(jié)果分析相符。

圖2 差分放大電路圖

圖3 直流分析參數(shù)設(shè)置

圖4 直流分析結(jié)果圖

圖5所示為交流分析參數(shù)設(shè)置(主要分析差分放大電路的頻響特性），圖6是執(zhí)行Pspice10．5仿真程序的結(jié)果。從圖6可以看出，差分放大電路是低通電路，因?yàn)閳D2所示差分放大電路為直接耦合方式，而10～100MHz之間電路的低通特性良好。

圖5 交流分析參數(shù)設(shè)置

圖6 交流分析結(jié)果圖

3 結(jié) 語

將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學(xué)中，學(xué)生通過PSpice10．5工作平臺(tái)可以直觀了解所學(xué)電路的相關(guān)特性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，既使學(xué)生能夠充分掌握所學(xué)理論知識(shí)，又能鍛煉其動(dòng)手實(shí)踐能力，因而受到學(xué)生的歡迎。今后應(yīng)繼續(xù)努力，將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學(xué)得應(yīng)用進(jìn)一步完善，最終提高該課程教學(xué)質(zhì)量。

[1]吳建強(qiáng)．PSpice仿真實(shí)踐 [M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001．

[2]童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．高等教育出版社，2006．