PSpice10．5在 《模擬電路》課程教學中的應用

(許昌學院電氣信息工程學院，河南 許昌461000）

當今社會正飛速地進入信息化時代，以電子信息科學技術為基礎的高新技術產業已成為全社會發展最強勁的產業，而模擬電路正是其發展的基礎之一。《模擬電路》是電氣信息類專業的基礎課，傳統的教學方法是以理論課教學、課程實驗等教學環節構成。而從實際教學效果看，大多數學生對模擬電路課程的學習不感興趣，其原因一方面是 《模擬電路》課程內容比較抽象、枯燥，學生很難理解所學理論知識，另一方面是該課程實驗課時較少且實驗設備不足，一般是3～4人共用一臺實驗設備，這樣很難訓練學生的動手能力。為改變上述狀況，筆者將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學中，取得了較好的教學效果。

1 Pspice10．5在 《模擬電路》課程教學中的作用

Pspice是美國MicroSim公司開發的電子線路設計仿真的微機版EDA軟件，具有較高的分析計算能力。PSpice10．5是目前推出的最新版本，其不僅能進行直流、交流和瞬態等基本的電路特性分析，還可以進行參數掃描、靈敏度、蒙特卡諾統計和優化分析，此外能將各種仿真分析的結果以波形或圖表的方式直觀地顯示出來[1]。相對傳統的實驗教學方法，在PSpice10．5的工作平臺上，實驗的內容和形式豐富多樣。在 《模擬電路》課程實驗教學中，結合理論課程的內容，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，通過多媒體技術展示給學生。在此過程中，還可不斷地更改電路和參數，即時觀察輸出情況，使學生能夠對模擬電路的本質加深理解，因而取到事半功倍的教學效果。此外，學生在課后學生可以自己在計算機上運用PSpice10．5對相關電路進行仿真，同時還可運用該軟件對電路的各種工作情況進行更深入的研究，從而提高學生的自學能力和創新實踐能力。

2 實例分析

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

利用PSpice10．5對電路進行分析或設計時，仿真分析是關鍵的一步。根據設計要求確定電路的拓撲結構及元器件參數的初始方案后，就應進行電路文件的輸入，以便對電路性能進行仿真分析。利用PSpice10．5進行電路分析和設計的流程圖如圖1所示。

圖1 PSpice10．5電路性能仿真流程圖

PSpice10．5軟件平臺的工作步驟是畫電路圖、直流分析、交流分析、瞬態分析以及靜態工作點分析。下面筆者以直流分析、交流分析為例進行說明。

圖2所示為差分放大電路，信號源為獨立正弦電壓源，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設置，在直流分析中，主要是對電路的輸入輸出特性進行分析，設置參數為電壓源幅值可變，范圍為-0．18～0．18V，執行Pspice10．5仿真程序的結果如圖4所示，從圖4可以看出，輸入電壓在-50～50mv之間時，其輸入與輸出近似線性關系，而在此范圍之外，輸出電壓就會失真，最大輸出電壓為12V，這與理論結果分析相符。

圖2 差分放大電路圖

圖3 直流分析參數設置

圖4 直流分析結果圖

圖5所示為交流分析參數設置(主要分析差分放大電路的頻響特性），圖6是執行Pspice10．5仿真程序的結果。從圖6可以看出，差分放大電路是低通電路，因為圖2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 交流分析參數設置

圖6 交流分析結果圖

3 結 語

將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學中，學生通過PSpice10．5工作平臺可以直觀了解所學電路的相關特性，提高了學生的學習興趣，既使學生能夠充分掌握所學理論知識，又能鍛煉其動手實踐能力，因而受到學生的歡迎。今后應繼續努力，將PSpice10．5引入 《模擬電路》課程教學得應用進一步完善，最終提高該課程教學質量。

[1]吳建強．PSpice仿真實踐 [M]．哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2001．

[2]童詩白，華成英．模擬電子技術基礎 [M]．高等教育出版社，2006．