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电路仿真软件范文1
关键词：仿真；静态工作点；交流参数；失真；频率响应
中图分类号：TP393;TN79+1文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)26-6461-02
模拟电子技术课程是电子信息类专业的一门主干课程，该课程既有抽象的理论分析又有较具体的实践应用，此门课程教学质量的优劣直接影响到此类专业后续课程的学习以及学生的电路理论分析能力和实践动手能力。本文以模拟电子技术课程中的基本放大电路为例，介绍了利用Multisim仿真软件如何分析静态工作点的设置与波形失真的关系，如何利用仿真软件测试电路交流参数，分析电路参数对电路高低频特性的影响，在课堂教学中，使模拟电子技术教学更加形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。这对提高学生学习兴趣，培养学生创新能力，提高学生专业素质具有重要的意义。
1 静态工作点的设置及测量
按如图1所示连接电路。为实现电路最大不失真输出，调节可变电阻R2，使节点4对地直流电压为6V（即是=6V）。为保证所测试的交流参数有效，应保证晶体管工作在线性范围内，适当选取输入交流信号的幅度，保证电路非线性失真不超过5%，电路中输入交流信号的有效值设为4.9mV，此时电路的非线性失真为4.932%。
利用软件的分析功能，执行命令Simulate/Analysis/DC Operating Point；设定节点1、3、4、6，执行Simulate，可得图2所示的各节点电压，图中节点4的电压为5.98961V，此电压即为，节点3的电压约为0.476V，即为之值。节点1、6的电压为零，这就是电容C1、C2的隔直作用。
2 交流参数的测定
2.1 交流放大倍数
双击示波器，适当选取X轴扫描刻度，A、B通道Y轴幅度刻度以及两通道的模式均为AC模式。打开电源，在示波器上看到输入、输出波形，关闭电源，拖动示波器屏幕上的两读数标尺分别至两曲线的波峰和波谷点，从读数窗口可以读出输入信号的峰峰值为13.854mV，输出信号的峰峰值为-1.382V，其中负号表示输出信号与输入信号相位相反，这与单管共射电路的输出信号与输入信号的相位关系相符。由以上数据我们可得电路的交流电压放大倍数是：99.8。如在电路中的输入输出端分别接上万用表测量其交流电压放大倍数是：，与前者数据较好地吻合。2.2 输入电阻
输入电阻为放大电路的重要概念，在该电路中，即为从节点1看进去的总等效电阻。测量步骤如下，在交流信号与C1之间接一已知电阻RS，该电阻等效为交流信号内阻RS，用交流电压表测量节点1与地之间的电压V1，由关系式：
即可求出该电路的输入电阻，将RS=3 ，VS=4.9mV，V1=1.78mV，代入上式得该电路的输入电阻为：1.7KΩ。
2.3 输出电阻
输出电阻的测量方法是：分别测量输出端有负载和没有负载时的输出电压、。根据公式：，即可求得。将各测量值代入上式，得该电路的输出电阻为2.57KΩ，理论值为：3KΩ。
3 输出信号失真的观察
适当选取R1、R2的阻值，增大输入信号的幅度，可以观察到图5所示的截止、饱和失真。图5（右）中是当减小R1、R2的阻值时，所看到的静态工作点太高，动态工作点进入了饱和区所出现的负半周被削去一部分的饱和失真。图5（左）中是当增加R1、R2的阻值时，所看到的静态工作点太低，动态工作点进入了截止区所出现的正半周被削去一部分的截止失真。这与课本上所分析的单管共射电路静态工作点与波形失真的关系很好的吻合。
4 放大电路的频率响应
连接一单级阻容耦合电路如图6所示。为保证晶体管工作在线性范围内，用失真度测试仪监测（非线性失真控制在5%以内），其输入信号有效值选定为4.5mV。
4.1 幅频特性的观测
双击波特图测试仪，作如下调节：Mode区，选择Magnitude；Horizontal区，选择Log，F值为100MHz，I值为1Hz，Vertical区，F值为40dB，I值为-20dB。打开电源开关就可以观察到如图7所示的幅频特性曲线。拖动读数指针就可测量出中频段的增益以及高低端-3dB处的上下限截止频率。本例中，测得中频段的增益是38.334dB，fH=9.3MHZ，fL=125Hz。
4.2 耦合、旁路电容对低频特性的影响
课本中，理论研究了耦合、旁路电容对下限频率的影响，我们可以通过仿真的形式验证其影响程度。将C2由10uF减小到1uF，其他参数不变，可测得下限频率为135Hz，同理将C3由10uF减小到1uF，其他参数不变，可测得下限频率为136Hz，将旁路电容C4由47uF减小到4uF，其他参数不变，测得下限频率为1.585kHz。以上数据说明，影响低频特性的主要因素是旁路电容，这也验证了课本中的结论。
4.3 晶体管参数对高频特性的影响
教材中讲述了，晶体管的极间电容和电路中的分布电容等，是影响电路高频特性的主要因素，我们可以通过更换晶体管的方式，表明晶体管的极间电容对高频特性的影响情况。将电路中的2SC1815更换为2N2222A，由上所述方法可测得此时的上限频率为17.92MHz，由此可见，晶体管的极间电容对电路的高频特性有着明显的影响。
5 结束语
本文以模拟电子技术课程中的基本放大电路为例，介绍了利用Multisim仿真软件分析静态工作点与波形失真的关系，电路交流参数的测试，以及分析了电路参数对电路频率特性的影响，在课堂教学中，使该课程的教学更加形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。相信这种形象化的教学方法在电子类各门课程教学中会发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.
[2] 罗映祥.Multisim2001电路仿真软件在负反馈电路教学中的应用[J].现代电子技术,2008,31(7):161-162.
[3] 聂典.Multisim9计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2007.
电路仿真软件范文2
【关键词】仿真软件 仿真 三极管基本放大电路
在传统的模拟电子技术的教学过程中，学习三极管的输入、输出特性；分析基本放大电路的静态工作点和动态性能指标，既是重点也是难点。老师觉着难教，难表述，学生觉着难理解，太抽象，即便是以实践的方式进行讲解，也会因为学生们使用电子仪器不熟练、电子信号太小易受干扰等原因而屡屡受挫。
现在，我们在教学的过程中，利用仿真软件的仿真功能，对理论教学进行补充，使学生能将理论与“实际”相结合，加深对理论的理解。
下面就电子仿真技术在《电子技术基础》课程中的具体应用进行简要分析。
一、三极管输入、输出特性曲线的分析
在传统的教学中，三极管输入、输出特性曲线需要学生利用实验进行测试，测得数据后学生需自己描点画线才能得到曲线。该测试过程繁杂，又很容易受到外界干扰而能得到正确的结果。现采用仿真方式，快捷又直观，学生很容易理解。
按图1所示的三极管特性曲线测试电路利用Protel99 se软件绘出电路，通过仿真技术，得到三极管的输入特性曲线如图2所示。图中，横坐标为UBE，纵坐标为IB。
三极管的输出特性仿真曲线如图3所示。图中横坐标为UCE，纵坐标为IC。
二、静态工作点测试及放大倍数的确定
（一）静态工作点
在放大电路中，静态工作点是保证三极管正常放大的外部条件，合理设置静态工作点，直接关系到电路的放大质量与效果。
静态工作点靠电路参数来决定。如果是让学生们靠自己的计算来认识这一点，所需要进行的运算非常繁琐，要占用大量的演算时间。而采用电子仿真对三极管直流工作状态进行分析，可随时改变电路的参数，且无需调整，很快就可以输出仿真结果。
例如，共发射极放大电路如图4所示，选择三极管的基极、集电极和发射极的电流和电压作为输出，其仿真输出的结果如图5所示。
当改变电路中电阻Rb的阻值，使其分别为200KΩ和1MΩ时，仿真输出结果如图6（a），（b）所示。
根据图3（a）的输出结果，当R1=200KΩ时，三极管的
（二）电路的放大倍数
电路的电压放大倍数与三极管的输人电阻、三极管的集电极电阻、负载电阻以及三极管的电流放大倍数β直接有关。
在图4所示电路给定参数的情况下，电路仿真的输入与输出的波形如图7所示，电路的放大倍数约为80。当修改负载电阻RL时，电路仿真的输入与输出的波形如图8所示，电路的放大倍数约为150。可见负载电阻的改变，也改变了电路的电压放大倍数。
（三）认识设置合适静态工作点的必要性
通过仿真软件做仿真演示，让学生观察静态工作点设置不合适带来的影响，信号出现失真（截止失真和饱和失真），并从中学习改善失真现象的方法。
三、参数对放大倍数的影响
利用仿真软件的功能，可以在一个图上展示参数变化给放大倍数带来的影响，非常直观，学生能更好的理解知识要点。
通过以上讨论可知，电子仿真技术在《电子技术基础》课程中可以非常直观、逼真地进行演示操作，既避免了繁琐的理论计算，又可模拟实验中复杂的接线，还可克服仪表读数的不方便，使课堂教学既有理论讲解，又有实验操作的结果，给学生以近乎实际的、逼真的动感效果，生动形象，教学效果有了大幅度的提高。
电路仿真软件范文3
关键词：Proteus仿真软件；555时基电路；D触发器；编码器；译码器
一、引言
数字电路课程设计是电子专业类脉冲与数字电路课程的一个综合运用，遵循中职“做中学、做中教，理实一体化”的指导思想，在这门课程的教学过程中，笔者采用了抢答器的设计来进行这门课程的课程设计，通过完成这个课程设计来提高学生的知识整合能力。因此，我们需要一种形式多样、色彩丰富、能满足学生动手欲望的教学方式，在教学中笔者引入了仿真技术进行教学。通过仿真，学生不仅整合了脉冲与数字电路知识，也提高了自己分析电路故障、了解电路工作原理的能力，为后续课程的学习提供了有力的保证。
二、PROTEUS仿真软件的介绍
现代计算机应用技术的高速发展，催生了多种应用于电子电路设计的仿真软件，Proteus软件就是其中很成功的一种。该仿真软件具有以下功能特点：
（一）组成。
包括ISIS、ARES 等模块，ARES 模块主要用来完成PCB的设计，而ISIS 模块用来完成电路原理图的布图与仿真。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成系统仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能；带有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
（二）功能。
Protues可以实现原理图的捕获、电路分析、交互式仿真、电路板设计、仿真测试、射频分析、单片机等高级应用。我们在实际应用中，更多的是使用 Proteus ISIS 模块完成数字电路中原理图的绘制与仿真。是因为它具有以下两大功能特点：
（1）具有强大的原理图绘制功能。它有着直观的操作界面，能方便快捷调整电路参数，Proteus能模拟真实的电路板在通电后工作情况是否正常，并且可以方便快捷的修改电路设计及参数及对电路进行调试，同时可以看到修改参数后的效果。它有着丰富的元器件库、丰富的测试仪器仪表、完备的分析手段、强大的仿真能力、完美的兼容能力，Proteus 能提供数量庞大的电子元件（分立元件和集成电路、模拟和数字电路）的电路符号、仿真模型和外形封装。总之，该软件是一款集单片机和spice分析于一体的仿真软件，功能极其强大。
（2）提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态。同时支持第三方软件绘编译和调试环境，如Keil 51 uVisiin2等软件。
Proteus VSM 的核心是 ProSPICE，这种仿真系统组合了 SPICE3f5 模拟仿真器核和基于快速事件驱动的数字仿真器。它主要的特点是能把微处理器软件作用在处理器上并和连接该微处理器的任何模拟和数字器件协同仿真。SPICE 内核的使用使用户能采用 数目众多的供应厂商提供的SPICE 模型，它界面易学，在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。这特点针对单片机系统设计极为有利。
三、用PROTEUS仿真软件进行课程设计的应用实例
笔者在课程中引用仿真软件进行这一课程综合设计。下面以项目“四路抢答器”的 Proteus 仿真设计来进行这个课程设计。四路抢答器在PROTEUS7.8环境下设计并仿真，设计电路如图1所示。
该电路包括四个部分：振荡电路、触发锁存电路、编码电路及译码显示电路。电路由NE555、4D触发器74LS175、4个抢答按键、4输入或非门74LS20、2输入与非门74LS00、CD4532编码电路、74LS47译码显示电路、1个清零复位按键和4个发光二极管、一个共阴极数码管组成。抢答开始前，主持人按动“复位”键清零复位，作好抢答准备，抢答队员开始抢答。若“SB1”键按下，对应的指示灯LED1点亮，同时数码管显示“1”，此时，其它按键按下，均不改变显示状态，维持LED1灯亮，1队回答完问题后，开始下一题抢答前，主持人必须按动“复位”健清零。
图1四路抢答整机仿真电路图
（一）单元电路的设计及元器件的选择。
1.555振荡电路。电路如图2所示，采用一块NE555及电阻、电容来实现，它的周期由图中R10、R11以及C1的参数大小决定，它们的关系是T=0.7（R10+2R11）C。这个脉冲信号经3脚输出送到与非门7400的4脚，经6脚送到4D触发器的图2555振荡电路仿真CLK触发端。由于74LS175是D触发器，需要时钟脉冲的上升沿触发，所以电路中使用一片7400，使时序满足触发器的要求。从图2的仿真中可以看出输出信号的频率是14Hz。该设计中取R10及R11的值为1KΩ，电容C1的电容量是33μF，经计算周期大约是69ms，频率是14.4Hz，与仿真得到的数值基本一致。该电路为抢答锁存电路提供一个上升沿触发信号。
2.抢答及锁存电路。
（1）抢答准备。抢答及锁存电路采用D触发器74175、4输入与非门7420、2输入与非门7400构成。接通电源时，输入状态为零，输出显示为零，但由于触发器在电源接通瞬间，输出状态有不确定因素（由于本设计无开机复位电路），所以，在抢答前，主持人必须按一下“复位”键清零，作好抢答前的准备。在没有按下抢答按键的情况下，D触发器输入全部为零，此时无时钟脉冲信号，D触发器仍保持原“0”状态。
（2）抢答按键。四个队分别控制四个抢答按键，对某一个问题进行抢答时，其中一个队按下按键，如“SB1”键，D触发器4脚输入为“1”电平，对应输出2脚为“1”电平，而与其对应的反相输出3脚为“0”电平，为对应的指示及锁存作好了准备。
（3）逻辑电路。555振荡电路为D触发器提供一时钟脉冲的上升沿触发信号。当某一按键如“SB1”键按下，3脚“0”信号加入U2A的一个输入端，其输出“1”，经U3A输出“0”，封锁了上升沿触发信号，也就封锁了其它选手的抢答按键，即使此时有键按下，对D触发器没有影响，不能改变输出指示状态。电路如图3所示。
3.编码电路。
在此电路中采用编码器CD4532来实现，这是八——三编码器，电路如图4所示。输入高电平有效，即在输入数据端出现高电平时进行编码。因为电路只是采用了四路进行抢答，所以在此设计中只采用D1到D4这四个输入，其余没有用到的四个输入端做了接地处理，不能空着也不能接高电平。如果选手按了“SB1”按钮，相应的发光二极管LED1亮，同时CD4532的D1端（11脚）为“1”电平，对应Q2Q1Q0输出为“001”。
图3抢答及锁存电路仿真
图4CD4532编码电路
CD4532编码的原理如表1所示：
表1CD4532逻辑功能真值表
4.译码及显示电路。电路采用译码器74247及共阳数码管构成，电路如图5所示。把编码器的Q2Q1Q0分别与译码器74247的CBA相接，因为本电路只是用到四组抢答，显示的数字只是“1、2、3、4”，对应的编制码是“0001、0010、0011、0100”，所以高位“D”接地，74247是低电平输出有效，它的逻辑功能如表2所示。
表274247逻辑功能真值表
图5七段译码与显示仿真电器
（二）电路的仿真。
1.新建设计文件。打开Proteus ISIS工作界面，选择菜单“文件”——“新建设计”命令，弹出选择模板窗口，从中选择“DEFAULT”模板，单击“确定”按钮。这样一个新的设计文件就建立起来了。
2.元件选择。在画原理图之前，应将电路图中所用元件从库中选择出来从库中选择元件时，可输入所需元件的全称或部分名称，元件拾取窗口可以进行快速查询。本设计要用到的器件有：元件中的555定时器、电阻 Resistor、地线 GROUND、电容 CAP、七段数码显示器、显示译码器74247、与非门 7400、7420、按钮、发光二极管。在模型选择工具栏中选元件（默认），单击 P 按钮，出现挑选元件窗口，筛选出所需器件，双击将其放入元件列表中。
3.放置元件。（1）元件的放置。在元件列表中左键选取某元件，在原理图编辑窗口中单击左键，该元件就到原理图编辑窗口中，同样放置其他各元件。用鼠标右键单击元件会出现该元件的快捷菜单，此快捷菜单中有移动、以各种方式旋转和删除命令。
（2）电源和地的放置。单击元件工具箱中的终端按钮图标：则在对象选择器中显示各种终端，从中挑选出地 GROUND，电源POWER，并在原理图编辑窗口中左击放置到原理图编辑窗口中。
（3）连线。将光标靠近一个对象的引脚末端，该处将自动出现一个红色小方块，单击鼠标左键，拖动鼠标，放在另一个对象的引脚末端，该处再出现一个红色小方块，再单击鼠标左键，就可以在两个引脚间画出一根线来，如果需要拐弯，则只需要拐弯处单击一下鼠标左键即可。
4.仿真运行。电路原理图画好并检查通过后，就可以仿真运行，仿真电路图如图1所示。仿真时，元件引脚上的红色代表高电平，兰色代表低电平，灰色代表悬空。电路中555定时器提供秒脉冲信号，其参数要经过多次调试才能满足设计要求。采用 Proteus 软件仿真的方法体现出了明显的优势。
四、结语
从上述课程设计可以看出，引入仿真技术之后，真正把课堂还给了学生，学生成了教学活动的主角，整个教学活动是学生在教师引导下的实践、总结、分析、讨论，沉闷的课堂变得生动，学生的动手欲望得到了满足，学生的学习热情被充分的调动起来。他们对知识有了较为全面的整合，分析电路故障的能力也有了极大的提高。
同时，通过虚拟实验平台上提供了大量的虚拟仪器和虚拟电子元件供学生使用，激发了学生的创造性，在数字电路课程设计中起到了极其重要的作用。
参考文献：
[1]孔凡才， 周良权.电子技术综合应用创新实训教程[M].北京：高等教育出版社，2008.
电路仿真软件范文4
1Proteus仿真软件简述
Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。
2Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析
在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。
3Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试
在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。
4Proteus仿真软件的实用电路分析
在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。
5结语
综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并检测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。
作者:侯彬 单位:东北石油大学秦皇岛分校
参考文祥
电路仿真软件范文5
Abstract: "Circuit Analysis" is a basic course for electrical majors. Apart from teaching students to analyze relevant problems with basic theorems, the course should also improve the students' ability to verify problems so as to develop a good self-learning mode for students.
关键词： 电路分析；仿真软件；自主学习
Key words: circuit analysis；simulation software；self-learning
中图分类号：G43文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）08-0229-02
0引言
“电路分析”课程是电类专业的一门基础课程。通过本课程的学习，应使学生掌握电路的基本理论及分析方法。此外，除了教授学生用基本的定理分析相关问题外，还应培养学生应用仿真软件验证问题的能力，从而为学生建立起一种良好的自我学习模式。
该门课程为后续专业课程的学习奠定相应的基础，且其具有内容广、学生学习难度大的特点。以往的教学中我们比较重视定理的应用及相关公式的推导，课堂中多以计算、推导的方式来求解题目，课堂效果一般，且学生学习兴趣不高。若在分析问题的过程中教授学生使用仿真技术，不仅结果直观，且提高了学生学习的兴趣，并为学生建立起一种良好的自我学习模式。
1应用实例
1.1 戴维南定理的相关应用对于任意线性有源二端网络，对外电路作用时都可以用一个理想电压源和电阻串联的电源模型来等效，其中电压源的电压等于该二端网络的开路电压UOC，电阻RO等于有源二端网络除去电源（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得无源二端网络的等效电阻。
在实际应用中，戴维南定理常用来分析和计算复杂电路中某一支路的电流（或电压）。方法是：先将待求支路断开，则待求支路以外的部分就可以等效成一个有源二端网络，应用戴维南定理求出开路电压UOC和电阻RO，然后接入待求支路，即可求出待求量。
图1所示电路中，应用戴维南定理求电阻R5上消耗的功率[1]。
这是一个应用戴维南定理求解支路电流，进而求功率的问题。按照戴维南定理的分析过程，具体分析步骤如下：
解：（1）先从负载电阻RL两端断开，求出开路电压UOC，
设电路中各支路电流分别为I1、I2、I3和I，由图知端口电流I=0
对节点A：2-I1-I3=0
对节点B：I1-I2-I=0且I=0
UOC=3×2+3I1+17
UOC=3×2+4I3-2I2
解得I1=I2=-1A
I3=3A
UOC=20V
（2）求出戴维南等效电阻RO，
解得RO=5Ω
（3）画出戴维南等效电路，并求出支路电流，
解得IL=2A P=20W
1.2 运用仿真技术进行验证的具体过程首先用Multisim2001构建仿真电路，然后设置各元件的参数。具体过程如下:先分别从元件库中选取所需电源及电阻，双击元件符号，在属性对话框中对其参数进行设置，并连接电路。其次，选择相应的测量仪表接于适当位置。最后，打开仿真开关进行仿真，观察结果。
在图2中（R5所在支路）接入万用表，并将其设置为电流档，测得流过该支路的电流为2A，且经过计算可以得知电阻R5上消耗的功率为20W。为了直接得到该题目的结果，学生们可以直接在R5所在支路上接入瓦特表，即图3所示。在图3中，将瓦特表的电压线圈并联在电阻R5两端，电流线圈串联在R5所在支路中，打开仿真开关后观察结果，发现电阻R5上消耗的功率为20W，由此可以直接得到题目所求结果。为了能让学生进一步理解戴维南定理，学会正确使用仿真软件进行题目的验证，可向学生做如图4-6中的演示。首先测量出开路电压UOC，即图4所示。先将R5所在支路断开，接入万用表并将其置为电压档，测得开路电压UOC=20V。其次测量出戴维南等效电阻（如图5所示），即在电路中将电压源短路、电流源开路处理后，接入万用表并将其置为欧姆档，测得戴维南等效电阻RO=5Ω。最后建立戴维南等效电路（如图6所示），测量出电阻R5上消耗的功率为20W。
2启示
电路分析这门课程是理论性很强的一门课程，比较抽象且不易理解。若在教学过程中适当的运用仿真技术，更新原有的教学模式，可使学生更加直观的了解电路问题。这样不仅能更加深刻的理解所学内容，同时也可以帮助学生建立良好的学习习惯，培养学生自主学习的能力。
电路仿真软件范文6
关键词：Protel 99SE；电子教学；仿真；应用
传统电子教学主要以教师教授为主，缺乏生动性，对电子器件、电路特性曲线、输入输出波形、频率特性分析时，往往都是通过手工板书画图，不仅效率低，精确度也差。利用CAI课件辅助教学或示教板课堂演示，效果也并不尽如人意。教师在教学中，普遍遇到抽象复杂及实验条件有限等诸多难题，学生普遍觉得电子类课程难学，使教学效果大打折扣。利用Protel 99SE的仿真功能，通过验证型、测试型和创新型等不同形式的仿真训练，不但可以弥补课堂教学不足，而且可以有效培养和提高学生综合分析问题、排除故障和开发创新的能力。
一、Protel 99SE仿真器的功能与应用
Protel 99SE是基于Windows 98、2000、XP环境的电路原理图辅助设计与绘制软件，其功能包括电路原理图设计、印制电路板设计、电路图仿真等。人们对它的理解往往偏向于前两个方面，而忽略了它还具有很强的电路仿真功能。在电子教学中可利用其完善的仿真功能实现诸多应用：①用Protel 99SE＼Library＼Sch＼Sim.ddb仿真库提供的元件，在完成原理图编辑后即可实现仿真操作。②有多达5800种仿真元件和大量数学模型元件，可对模拟电路、数字电路、高频电路等进行仿真分析。③提供多种仿真分析方式，如：静态工作点分析、瞬态特性和交流小信号分析等。④仿真结果以多种图形方式输出。
二、应用举例
Protel 99SE软件内嵌了与PSPICE仿真软件兼容的电路仿真功能，在电子教学中，应用它对电路做信号分析，能准确地查看和分析电路性能指标，从不同角度观察分析结果。
（1）单管放大电路。单管放大电路输出频率特性和放大倍数是电子教学的重点。为更好地理解和掌握，可以利用Protel 99SE仿真器中的交流小信号分析工具对电路进行仿真，得出电压频率特性和电路放大倍数曲线。
第一步，利用Protel 99SE中的仿真元件库sim.ddb建立电路图并设置好元器件参数。选择正弦仿真激励源作为输入，执行Simulate/Set up进行仿真设置，分析方法为交流小信号分析，起始频率为1HZ，结束频率为10MHZ。输出网络节点为OUT。最后执行Simulate命令得到输出结果，使用View/Scaling菜单将X轴的标尺改为对数，就得到了明显的输出频率特性曲线。
第二步，求该电路放大倍数。单击New按钮选择输出（out）信号除以输入信号（in），再单击Create得到放大倍数曲线。可以看出中频放大倍数为97.5，同时移动标尺可以找到放大倍数曲线的0.707倍数点，求出上下限频率和通频带。
（2）共发射极放大电路。点击共发射放大电路仿真的Transient Analysis标签，可以看出：当Rw为不同值，也就是静态工作点不同时，具有不同的输出波形。其中in为输入频率lkHz、幅值l00mA的正弦信号，out为放大后输出波形，输入与输出波形反相。对照静态工作点，当Rw=0.03×l00kΩ静态工作点设置太高时，三极管处于饱和状态，输出波形出现失真；当Rw=0.8×100kΩ静态工作点设置太低时，三极管处于截止状态，输出波形也出现失真；当Rw0.1×100kΩ静态工作点设置合适时，输出波形为正常的正弦波形，可以比较准确读出输出电压值，得出电压放大倍数Au≈13，这和理论值十分接近。通过比较学生可以直观地看出只有选择合适的静态工作点，才能使三极管正常工作，从而得到准确的放大信号。
（3）数字电路。用Protel 99SE绘制用74LS160构成的六进制计数器电路，输入时钟脉冲频率为lkHz、幅值为5V，进行仿真分析设置，把时钟脉冲输出端co及74LS160的输出放在有效信号列表中，按下Run analyses即可显示各个波形。从仿真分析中可看出，在011变为100时74LS160复位了，此电路显然不能实现六进制计数，问题可能是计数输出在011变为100的那一瞬间Q3和Q2都为l，产生了一个低电平的毛刺，导致74LS160不在正确的时候复位。对这个电路进行修改，在74LS160的Q3输出端到74LS00的输入端之间加上两个非门74LS04作为缓冲，然后再仿真分析，问题就迎刃而解了。
结束语：实践证明，将Protel 99SE电路仿真引入到电子教学中，具有很高的实用价值。不仅可以使学生熟练掌握各种仪器的使用和电路参数测试的方法等实用技能，也可以避免元件和仪器的损坏。另外，还可以利用电路仿真不受实验设备条件限制的优势，开展更多的设计类实验，使电子课堂更加生动有趣。
参考文献：
[1]胡烨.Protel 99SE电路设计与仿真教程[M].北京：机械工业
出版社，2002.
[2]朱文夹，黄智勇.电子线路CAE/EDA[M].重庆：重庆大学出版社，
2007.
[3]王廷才.电子线路CAD Protel 99SE[M].北京：机械工业出版
