电路实验19戴维宁与诺顿定理的研究

实验19戴维宁与诺顿定理的研究一、实验目的1、学习设置仿真类型和参数（仿真第三步）——直流扫描分析2、学习观察模拟结果的方法（仿真第五步）——Probe图形处理程序3、学习参数扫描（Parametric）的设置方法4、学习Probe输出图形中横坐标轴3变量的改变设置方法5、学习同时打开Probe多个图形窗口的方法6、学习打印输出波形图二、实验示例例：测试电路（a）的端口伏安特性，仿真电路如图（b）电路（a）I14Adc0+R35-R22Uoc+U1-+-2U1GR18电路（b）该电路端口的伏安特性测试结果如下：I14Adc0R4{rval}R35PARAMETERS:R22rval=1k+U1-+-2U1GR18rval05K10KI(R4)0A2.0A4.0A6.0Arval05K10KV(R4:1)0V10V20V30VI(R4)0A2.5A5.0AV(R4:1)0V10V20V30V三、实验内容测试下图电路的端口VCR，组成它的戴维宁等效电路和诺顿等效电路进行相同的VCR端口测试，并打印出所用的电路图和测试的VCR曲线。比较结果，说明戴维宁和诺顿定理的准确性。四、实验步骤步骤一绘电路图1、将原电路图拷贝到一个新文件中，进入OrCadCapture，把实验18中例2的电路图拷贝到一个新项目文件中，文件名为dainuo。删去IPRINT。删去R4，换上R_Val/ANALOG元件，元件名为R3，Value属性为{rval}（注意，大括号不可缺少，括号中的参数名称可根据喜好设置）2、用参数符号设置阻值参数0.75IFR220kI12----R15k0V140VdcV140Vdc--R3{rval}PARAMETERS:rval=1kR15k--学号：201302204232IR220k100.75IF添加PARAM元件，放置在绘图页R3旁边，调出PARAM元件的属性窗口，增加新属性“rval”，并将其值设置为1k，表示在进行其他特性分析时，该阻值取为1k，但对扫描分析时没有影响，所以在本例中可任意给值，但一定要设置。步骤二直流扫描分析的参数设置单击工具栏PSpice按钮，选择“NewSimulationProfile”，打开“NewSimulation”对话框。键入Name，可以打开一个“SimulationSetting-do”对话框1、AnalysisType选择”DCsweep“选项进行直流扫描分析2、”Options“栏取默认的PrimarySweep基本分析，点选SweepVariable中的”GlobalParameter“选项3、“Parameter”栏设为rval，并令其值由0.0001（“Start”栏），增加到2000k（“End”栏），线性增量（“Increment”栏）为104、单击确定回到OrCADCapture窗口步骤三使用Probe进行端口伏安特性的分析1、启动Pspice仿真程序单击启动按钮启动Pspice程序执行仿真，屏幕上会自动打开一个Pspice窗口2、观察仿真波形结果单击Trace按钮，选择“AddTrace”，打开“AddTraces”对话框，在左边“SimulationOutputVariables”栏内的“V（R3：1）”处单击鼠标左键，点击“OK”键退出”AddTraces“窗口，这时PSpice窗口的输出波形区应该出现一条曲线3、观察端口电压与电流关系曲线rval01.0M2.0MV(R3:1)0V10V20V30V40Vrval01.0M2.0MI(R3)0A5mA10mA15mA双击横坐标轴，打开”AxisSettings“对话框。在”XAxis“选项卡中，点击下部中间”AxisVariable…“按钮，又可以打开”XAxisVariable“窗口，点击左边的”I（R3）“变量（此即为端口电流），点击”OK“按钮回到”AxisSettings“对话框。再次点击”OK”按钮后，PSpice窗口下的图形横坐标即变为“I（R3）”，坐标范围自动设置为0~6.0A。选取V（R3：1）（此即为端口电压）为纵坐标，可在PSpice窗口看到一条直线，此即为端口伏安特性该电路的Uoc和Isc的测量电路如下：I(R3)0A5mA10mA15mAV(R3:1)0V10V20V30V40VUoc的测量电路Isc的测量电路测得Uoc=35VIsc=14mA0V140Vdc1F1F35.00VR820kUoc+-40.00V35.00VR55kIPRINT10R55kF1F8.000mA6.000mAV140Vdc8.000mAR90.000114.00mAR820k70.00pA则戴维宁等效电路和诺顿等效电路分别如下：则戴维宁等效电路和诺顿等效电路输出特性测试电路分别如下：输出特性测试步骤与源电路测试步骤相同。实验结果如下：戴维宁等效电路端口输出特性测试结果+0R2.5k-V35Vdc0+R2.5kIs14mA-201302204230rval=1kPARAMETERS:R1{rval}R2.5kIs14mAR1{rval}V135V20130220423R2.5krval=1kPARAMETERS:0诺顿等效电路端口输出特性测试结果rval01.0M2.0MV(R1:1)0V10V20V30V40Vrval01.0M2.0MI(R1)0A5mA10mA15mAI(R1)0A5mA10mA15mAV(R1:1)0V10V20V30V40V五、实验结果分析rval01.0M2.0MV(R1:1)0V10V20V30V40Vrval01.0M2.0MI(R1)0A5mA10mA15mAI(R1)0A5mA10mA15mAV(R1:1)0V10V20V30V40V戴维宁定理：对于含独立源，线性电阻和线性受控源的单口网络（二端网络），都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络（二端网络）来等效，这个电压源的电压，就是此单口网络（二端网络）的开路电压，这个串联电阻就是从此单口网络（二端网络）两端看进去，当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻。诺顿定理：对于含独立源，线性电阻和线性受控源的单口网络（二端网络），都可以用一个电流源与电阻相并联的单口网络（二端网络）来等效，这个电流源的电压，就是此单口网络（二端网络）的短路电流，这个串联电阻就是从此单口网络（二端网络）两端看进去，当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻。根据直流扫描分析源电路、戴维宁等效电路、诺顿等效电路得到的输出特性曲线可知，三个电路的输出特性曲线完全相同。故可以验证戴维宁定理和诺顿定理正确性。班级：电气一班姓名：王淑慧学号：20130220423