典型实验一：Pspice电路虚拟仿真实验
Pspice软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，具有广阔的应用前景。
Pspice是计算机辅助分析设计中的电路模拟软件。它主要用于所设计的电路硬件实现之前，先对电路进行模拟分析，就如同对所设计的电路用各种仪器进行组装、调试和测试一样，这些工作完全由计算机来完成。用户根据要求来设置不同的参数，计算机就像扫描仪一样，分析电路的频率响应，像示波器一样，测试电路的瞬态响应，还可以对电路进行交直流分析、噪声分析、Monte Carlo统计分析、最坏情况分析等，使用户的设计达到最优效果。以往一个新产品的研制过程需要经过工程估算，试验板搭试、调整，印刷板排版与制作，装配与调试，性能测试，测试指标不合格，再从调整开始循环，直至指标合格为止。这样往往需要反复实验和修改。而仿真技术可将“实验”与“修改”合二为一。为确定元件参数提供了科学的依据。这些特点使得Pspice受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎，国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。
实验项目二：电子电路的直流、交流分析
（1）实验内容
l 对图1的共射单管放大电路进行直流分析，做出三级管Q1的伏安特性曲线（Ic～V2），V2从0伏到12伏，Ib从40uA～160uA。
l 做出直流负载线：(12- V(V2:+))/100
l 进行交流分析，扫描频率范围从100Hz～100MHz
图1 共射单管放大电路
（2）实验功能和效果
l 学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。
l 通过仿真实验，熟练掌握对电子电路进行直流和交流分析，包括基本工作点分析、灵敏度分析和直流传输特性分析。
l 通过仿真实验，掌握进行上述基本分析的设置方法，对所给的一些实际电路分别进行直流和交流分析，正确显示出各种波形图，根据形成的各种数据结果及波形图对电路特性进行正确的分析和判断。
图2 仿真结果
实验项目三：各种激励信号的设置及瞬态分析
（1）实验内容
l 正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。
l 对图3所示单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz到20kHz任意选定。根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。列出各次谐波的绝对电压值和相对电压值。
l 在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。列出各次谐波的绝对电压值和相对电压值。
图3 单管放大电路
l 通过仿真实验，了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。
l 通过仿真实验，掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。
图4 实验过程与结果
实验项目四：电路的参数分析
（1）实验内容
l 针对图5所示的单管放大电路，所有电阻均采用Rbreak模型，设置其电阻温度系数为tc1=0.01，tc2=0.0005。在交流分析的基础上，对该电路进行温度分析，温度值设定为20℃、35℃、50℃、70℃，观察输出电压最大值的变化。
l 在瞬态分析的基础上，对电阻R3进行参数分析，其电阻值从15k～30k变化，观察输出波形曲线簇。
l 在瞬态分析的基础上，输入信号电压从5mv～30mv变化时，观察输出波形曲线簇，
l 在交流分析的基础上，使三级管Q1的放大倍数由200变化到350，观察输出电压最大值的变化。
图 5 单管放大电路
（2）实验功能和效果
l 通过仿真实验，了解对电子电路进行各种参数分析（包括全局参数、模型参数以及温度）的功能。
l 通过对实际电路进行各种参数分析，掌握分析设置方法。
|
Trace |
Max/V |
|
V(20℃) |
1.2597 |
|
V(35℃) |
1.2613 |
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V(50℃) |
1.2559 |
|
V(70℃) |
1.2368 |
图6 实验过程与结果
实验项目五：电路的统计分析
（1）实验内容
l 对图7所示放大电路进行Monte-Carlo分析（抽样分析次数为10次），所有电阻的精度为2％，所有三极管放大倍数的离散性为20％，随机独立抽样，与标称值分析结果进行比较，观察输出电压的变化。
l 进行最坏情况分析，模型参数的离散情况不变，观察最坏情况下输出电压下降为多少。
图7 实单管放大电路
（2）实验功能和效果
l 通过仿真实验，能够正确对元器件模型参数的离散分布情况进行描述，掌握对电路进行Monte-Carlo分析以及最坏情况分析的方法。
l 根据实验分析结果，正确的分析和判断由于元器件参数值的离散性所引起的电路特性的分散性以及可能出现的最坏情况，对电路参数进行调整。
图8 实验过程与结果
（1）实验内容
l 对图9所示切比雪夫（Chebyshev）滤波器进行交流分析，编写计算两个峰值电压的差值的特征值函数，并进行计算。
l 对电阻R2进行参数分析，其电阻值从70Ω变化到100Ω，做出该电路输出端电压（out）1db中心频率随R2的变化曲线。
l 进行蒙托卡诺分析后进行电路性能分析，所有电阻采用精度为1％的电阻器，电容采用精度为5％的电容器。绘制1bd带宽分布的直方图。
图9 切比雪夫（Chebyshev）滤波器
（2）实验功能和效果
l 通过仿真实验，熟悉系统提供的各种搜寻命令和特征值函数的定义及功能，能正确编写特征值函数。
l 通过仿真实验，应用各种搜寻命令和特征值函数对实际电路进行各种电路性能分析，正确做出电路性能随参数的变化曲线以及直方图。
图10 实验过程与结果
（1）实验内容
l 图11为一4位的激励信号，为一个完整的周期，PIN3为低位，PIN0为高位。按图11对该激励信号进行设置。
图11 4位的激励信号
l 图12是一半加器电路，对该电路进行逻辑模拟，激励信号源采用STIM4，取其中的2位信号，自行设置，观察输出节点“SUM”、“CARRY”的波形。
图12 半加器电路
l 采用不同进制的总线信号形式显示U4A的输入端“N3”、“N2”、输出端“SUM”以及进位端“CARRY”波形。
（2）实验功能和效果
l 通过仿真实验，掌握各种数字激励信号波形的描述及设置方法。
l 
通过仿真实验，能够对数字电路正确进行逻辑模拟，掌握波形的总线表示方式。
图13 实验过程与结果
实验项目八：电路优化
（1）实验内容
l 对图14所示有源带通滤波器进行优化设计，设计指标为中心频率：1kHz±20Hz；带宽400Hz±10Hz；增益：不小于2V。对电路元件R1、R2、C1以及C2的标称值进行优化，必要时再考虑其它的元件。通过优化后使其达到设计指标。
l 给出优化后的元器件参数值以及设计指标。
l 绘出输出节点“OUT”的频率特性曲线。
（2）实验功能和效果
l 通过仿真实验，了解电路优化设计的功能，熟悉PSpice Optimizer程序的命令系统以及目标参数和约束条件的设置方法；
l 通过对实际电路进行优化设计，学会如何提出性能优化设计指标，怎样调整电路参数，使之满足设计指标。
图15 Optimizer设置界面
典型实验九：电路分析虚拟实验
本课程是针对高校《电路分析》实验课程配套开发的可在网上开展基于B/S架构的虚拟实验平台，平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境。
1、实验平台提供12大类105种器材模型：
l 电阻：57种常用阻值的电阻、1个可自定义阻值的电阻和1个滑动变阻器
l 电容：9种常用电容值的电容和1个可自定义电容值的电容
l 电感：2种常用电感值的电感和1个可自定义电感值的电感
l 互感：顺串和反串互感、同位四端互感、异位四端互感
l 二极管：6种一般二极管和2种稳压管
l 线性变压器：TS_PQ4_10
l 桥堆：1B4B42
l 三相电源：星形、三角形三相电源
l 仪器仪表：数字直流电流表、数字直流电压表、数字交流电流表、数字交流电压表、信号发生器、示波器、直流稳压电源、功率计
l 集成运算放大器：μA741、OP37AJ、741
l 开关：单刀单掷开关、单刀双掷开关
l 其它：电灯、日光灯
2、课程实验平台提供了22个典型实验：
l 数字万用表的使用
l 信号发生器与示波器的使用
l 伏安特性的测量
l 基尔霍夫定律的验证
l 叠加原理的验证
l 线性网络几个定理的验证
l 戴维南定理的验证和应用
l 谐振电路的研究
l 正弦交流电路中RLC元件的性能
l RC一阶电路的响应测试
l 一阶电路过渡过程的研究
l 二阶电路响应及其状态轨迹
l 受控源特性的研究
l 正弦稳态交流电路相量研究
l 电压源、电流源及其电源等效变换
l 三相交流电路电流、电压的流量
典型实验十：模拟电路虚拟实验
本课程是针对高校《模拟电路》实验课程配套开发的可在网上开展基于B/S架构的虚拟实验平台，平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境。
1、课程实验仿真平台提供了13大类111种实验器材模型：
l 电阻：57种常用阻值的电阻、1个可自定义阻值的电阻
l 电容：9种常用电容值的电容和1个可自定义电容值的电容
l 电感：2种常用电感值的电感和1个可自定义电感值的电感
l 二极管：2种一般二极管和2种稳压管
l 结型场效应管：2种JFET-NJF场效应管和2种JFET-PJF场效应管
l 双极型晶体管：2种BJT-PNP晶体管和3种BJT-NPN晶体管
l 仪器仪表：数字直流电流表、数字直流电压表、数字交流电流表、数字交流电压表、万用表、信号发生器、示波器、直流稳压电源、功率计
l 集成运算放大器：μA741集成运算放大器、OP37AJ、741
l 三端稳压器：LM7805CT三端稳压器
l 线性变压器：TS_PQ4_10变压器
l 桥堆：1B4B42桥堆
l 开关：单刀单掷开关、单刀双掷开关
l 其它：电位器、滑动变阻器
2、课程实验仿真平台提供了如下19种实验：
l 单管交流放大电路
l 晶体管共射极单管放大电路
l 场效应管放大电路
l 差动放大电路
l 两级交流放大电路
l 射极跟随器
l RC正弦波振荡器
l LC选频放大与LC正弦波震荡电路
l 低频率放大器—OTL功率放大器
l 积分与微分电路
l 集成运算放大器指标测试
l 负反馈放大器
l 控压振荡器
l 互补对称功率放大器
l 波形变换电路
l 集成运算放大器的基本应用—模拟运算电路
l 集成运算放大器的基本应用—有源滤波器
l 集成运算放大器的基本应用—电压比较器
l 集成运算器放大器的基本应用—波形发生器
典型实验十一：数字电路虚拟实验
本课程是针对高校《数字电路》实验课程配套开发的可在网上开展基于B/S架构的虚拟实验平台，平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境。
1、课程实验仿真平台提供了8大类124种实验器材模型：
l 电阻：57种常用阻值的电阻、1个可自定义阻值的电阻和1个滑动变阻器
l 电容：9种常用电容值的电容和1个可自定义电容值的电容
l 电感：2种常用电感值的电感和1个可自定义电感值的电感
l 二极管：6种一般二极管、2种稳压管
l 仪器仪表：数字直流电流表、数字直流电压表、数字交流电流表、数字交流 电压表、直流毫安表、信号发生器、示波器、直流稳压电源、脉冲信号源、高低电平端
l 芯片：74LS系列：74LS00、74LS03、74LS04、74LS08、74LS20、74LS21、74LS32、74LS48、74LS74、74LS85、74LS86、74LS90、74LS112、74LS125、74LS138、74LS148、74LS151、74LS153、74LS160、74LS161、74LS164、74LS169、74LS175、74LS183、74LS192、74LS194、74LS244、74LS283、74LS373
l 开关：单刀单掷开关、单刀双掷开关
l 其它：电位器、数码管、发光二极管
2、课程实验仿真平台提供了20个典型实验：
l TTL集成逻辑门的性能参数的测试
l TTL OC逻辑门和三态门的应用测试
l CMOS集成逻辑门的性能特点
l 基本逻辑运算及其电路实现
l 小规模组合逻辑电路实验1：多数表决电路
l 中规模组合逻辑电路实验1：比较器及其应用
l 中规模组合逻辑电路实验2：译码器及其应用
l 中规模组合逻辑电路实验3：选择器及其应用
l 中规模组合逻辑电路实验4：加法器及其应用
l 触发器的基本逻辑功能
l 由JK触发器构成计数器
l 由D触发器构成的扭环计数器
l 异步计数器
l 中规模时序集成电路—计数器的应用1
l 中规模时序集成电路—计数器的应用2
l 中规模时序集成电路—计数器的级联
l 中规模时序集成电路—移位寄存器的应用
l 序列信号发生器的设计
l 脉冲分配器的设计
除上述之外，用户也可以利用现有的实验器材模型设计新的典型实验。
典型实验十二：单片机虚拟实验
本课程是针对高校《单片机原理与应用》实验课程配套开发的可在网上开展基于B/S架构的虚拟实验平台，平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提提供与真实实验相似的实验环境。
1、课程实验仿真平台提供了14大类114种实验器材模型：
l 电阻：57种常用阻值的电阻、1个可自定义阻值的电阻
l 电容：9种常用电容值的电容和1个可自定义电容值的电容
l 三极管：2N5551
l 运算放大器：LM358
l 仪器仪表：数字直流电流表、数字直流电压表、数字交流电流表、数字交流电压表、信号发生器、示波器、直流稳压电源、功率计、逻辑分析仪、I2C调试器、虚拟终端、SPI调试器、计数器/定时器
l 晶振：CRYSTAL 12MHz
l 点阵：16×16点阵屏
l 数码管：8位数码管
l 显示屏：LCD1602、LCD12864
l EEPROM芯片：AT24C02
l 时钟芯片：DS1302
l 温度传感器：DS18B20
l 电机：直流电机、步进电机
l 数/模和模/数转换：DAC0830、ADC0809
l 开关、按键：8位拨码开关、独立按键、4*4矩阵键盘
l 其它：电位器、滑动变阻器、继电器、蜂鸣器、8255、74LS164、74LS165、TLC5615、74LS47、74HC04、74HC154、74LS373、74LS00、NE555、74HC138
2、课程实验仿真平台提供了30个典型实验：
l I /O口输出实验—LED流水灯实验
l I/O口输入/输出实验—模拟开关灯
l 计数器实验
l 定时器实验
l 外部中断实验
l 中断嵌套实验
l 单片机与PC机串行通信实验
l 双机通信实验
l 独立式键盘实验
l 8255并行I/O扩展实验
l BCD译码显示实验
l 七段数码管显示实验
l 矩阵键盘扫描实验
l 74LS164串入并出移位实验
l 74LS165并入串出移位实验
l ADC0809模数转换实验
l DAC0832数模转换实验
l I2C总线—AT24C02读写实验
l LCD1602液晶显示实验（IO控制）
l 温度传感器DS18B20实验
l 实时时钟DS1302实验
l 直流电机控制实验
l 直流电机测速实验
l 步进电机控制实验
l 步进电机控制实验
l 串行TLC5615数模转换实验
l 16X16阵列LED显示实验
l LCD12864液晶显示实验（KS0108）
l 继电器控制实验
l 单片机播放音乐实验
典型实验十三：高频电子线路虚拟实验
本系统是针对高校《高频电子线路》实验课程配套开发的可在网上开展基于B/S架构的虚拟实验系统，系统模拟真实实验中用到的器材和设备，提提供与真实实验相似的实验环境。
A、课程实验仿真平台提供14大类114种实验器材模型；
B、课程实验仿真平台提供17个典型实验。
