《电路仿真工程应用》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 总学时为学时数 口理论课（含上机、实验学时） 课程类型 总学时为周数 口实习 口课程设计口毕业设计 课程编码 7307701 总学时32学时学分2 课程名称 电路仿真工程应用 课程英文名称Engineering Applications of Circuit Simulations 适用专业电子信息工程，电子信息工程（理工科实验班） 先修课程 电路分析、模拟电子电路、自动控制原理 开课部门信息学院电子工程系（电子信息） 二、课程性质与目标 电路仿真工程应用是电子信息工程、电子信息工程（理工实验班）的专业选 修课。课程主要讲授计算机辅助分析、现代电子电路的设计方法、基于PSPICE 的电路分析基本方法，培养学生电路设计能力、分析问题和解决电路问题的能力， 并为高年级专业课程的学习打下基础。 学生通过该课程的学习，能够电路仿真工程应用有清楚全面的认识，掌握电 路与模拟电子技术的仿真和设计方法，提高电路设计能力，培养工程实践能力。 本课程的课程目标如下： L.通过本课程的学习，学生应掌握现代计算机辅助分析电路软件OrCAD的 使用方法。通过该软件的学习，掌握基本的四种仿真类型，重点学握时域分析法 和频域分析法，并使学生了解仿真特殊电路时存在的问题以及解决办法。 2.通过本课程的学习，学生应该掌握基本的电子元器件类型及其对应的仿 真模型。在此基础上，对基本的电路和模拟电子电路进行仿真验证和参数设计 针对具体工程问题，能够结合自身的理论学习，使用仿真软件设计电路图，解决 复杂工程问题。 三、教学基本内容与要求 (一)理论知识教学
《电路仿真工程应用》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 总学时为学时数 □√ 理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 □实习 □课程设计 □毕业设计 课程编码 7307701 总学时 32 学时 学分 2 课程名称 电路仿真工程应用 课程英文名称 Engineering Applications of Circuit Simulations 适用专业 电子信息工程，电子信息工程（理工科实验班） 先修课程 电路分析、模拟电子电路、自动控制原理 开课部门 信息学院电子工程系（电子信息） 二、 课程性质与目标 电路仿真工程应用是电子信息工程、电子信息工程（理工实验班）的专业选 修课。课程主要讲授计算机辅助分析、现代电子电路的设计方法、基于 PSPICE 的电路分析基本方法，培养学生电路设计能力、分析问题和解决电路问题的能力， 并为高年级专业课程的学习打下基础。 学生通过该课程的学习，能够电路仿真工程应用有清楚全面的认识，掌握电 路与模拟电子技术的仿真和设计方法，提高电路设计能力，培养工程实践能力。 本课程的课程目标如下： 1. 通过本课程的学习，学生应掌握现代计算机辅助分析电路软件 OrCAD 的 使用方法。通过该软件的学习，掌握基本的四种仿真类型，重点掌握时域分析法 和频域分析法，并使学生了解仿真特殊电路时存在的问题以及解决办法。 2. 通过本课程的学习，学生应该掌握基本的电子元器件类型及其对应的仿 真模型。在此基础上，对基本的电路和模拟电子电路进行仿真验证和参数设计。 针对具体工程问题，能够结合自身的理论学习，使用仿真软件设计电路图，解决 复杂工程问题。 三、 教学基本内容与要求 （一）理论知识教学
第一单元绪论 1.教学内容 (1)仿真的目的和意义 (2)OrCAD的介绍 2.基本要求 (1)掌握OrCAD10.5的安装方法： (2)理解OrCAD10.5/PSpice软件的基本框架： (3)了解PSpice的发展过程、基本仿真原理等 第二单元含电阻及受控源电路的仿真 1.教学内容 (1)画图软件概述和各种电路元素的绘制 (2)独立源和受控源 (3)PSpice的瞬态分析方法介绍 2.基本要求 (I)掌握：使用Capture绘制电路图的方法，PSpice瞬态分析方法： (2)理解：PSpice的瞬态分析的特点： (3)了解：利用PSpice验证基本电路定律， 第三单元含储能元件电路的瞬态仿真 1.教学内容 (1)含储能元件电路的零输入响应分析与仿真： (2)常用的器件以及激励源： (3)含储能元件电路的全响应分析与仿真。 2.基本要求 (I)掌握：使用PSpice软件对电路进行瞬态分析：利用PSpice仿真含储 能元件电路的全响应： (2)理解：储能元件初始值的设置 (3)了解：几种常用的激励源。 第四单元电路频率响应的仿真 1.教学内容 (1)交流扫描分折方法介绍 (2)PSpice AD基本功能介绍 (3)参数扫描分析方法介绍 2.基本要求
第一单元 绪论 1. 教学内容 （1）仿真的目的和意义 （2）OrCAD 的介绍 2. 基本要求 （1）掌握 OrCAD10.5 的安装方法； （2）理解 OrCAD10.5/PSpice 软件的基本框架； （3）了解 PSpice 的发展过程、基本仿真原理等。 第二单元 含电阻及受控源电路的仿真 1. 教学内容 （1）画图软件概述和各种电路元素的绘制 （2）独立源和受控源 （3）PSpice 的瞬态分析方法介绍 2. 基本要求 （1）掌握：使用 Capture 绘制电路图的方法，PSpice 瞬态分析方法； （2）理解：PSpice 的瞬态分析的特点； （3）了解：利用 PSpice 验证基本电路定律。 第三单元 含储能元件电路的瞬态仿真 1. 教学内容 （1）含储能元件电路的零输入响应分析与仿真； （2）常用的器件以及激励源； （3）含储能元件电路的全响应分析与仿真。 2. 基本要求 （1）掌握：使用 PSpice 软件对电路进行瞬态分析；利用 PSpice 仿真含储 能元件电路的全响应； （2）理解：储能元件初始值的设置； （3）了解：几种常用的激励源。 第四单元 电路频率响应的仿真 1. 教学内容 （1）交流扫描分析方法介绍 （2）PSpice AD 基本功能介绍 （3）参数扫描分析方法介绍 2. 基本要求
(I)掌握：交流扫描分析方法以及参数扫描分析方法：利用PSpice仿真基 本电路的频率特性： (2)理解：交流扫描分析方法的特点。 第五单元二极管、三极管伏安特性的仿真 1.教学内容 (1)介绍直流扫描分析方法介绍 (2)介绍二极管的伏安特性分析 (3)介绍稳压管的伏安特性分析 (4)三极管的伏安特性分析 2.基本要求 (1)掌握：利用直流扫描分析方法绘制器件的伏安特性： (2)理解：直流扫描分析方法的特点 (3)了解：直流扫描分析参数含义。 第六单元基本放大电路的分析与仿真 1.教学内容 (1)直流偏置分析基本放大电路的静态工作点 (2)傅里叶分析与信号的THD (3)基本放大电路的频域分析 2.基本要求 (1)掌握：使用傅里叶分析分析输出信号的THD: (2)理解：直流偏置分析方法的特点：基本放大电路的五项指标： (3)了解：使用交流扫描分析电路的频率特性。 第七单元含集成运算放大器电路的分析、设计与仿真 1.教学内容 (I)集成运算放大器的两种PSpice模型 (2)基本有源放大电路的分析与仿真 (3)基本有源滤波电路的分析与仿真 2.基本要求 (1)掌握：集成运算放大器的基本参数： (2)理解：信号运算处理电路的分析、仿真及其设计方法：
（1）掌握：交流扫描分析方法以及参数扫描分析方法；利用 PSpice 仿真基 本电路的频率特性； （2）理解：交流扫描分析方法的特点。 第五单元 二极管、三极管伏安特性的仿真 1. 教学内容 （1）介绍直流扫描分析方法介绍 （2）介绍二极管的伏安特性分析 （3）介绍稳压管的伏安特性分析 （4）三极管的伏安特性分析 2. 基本要求 （1）掌握：利用直流扫描分析方法绘制器件的伏安特性； （2）理解：直流扫描分析方法的特点； （3）了解：直流扫描分析参数含义。 第六单元 基本放大电路的分析与仿真 1. 教学内容 （1）直流偏置分析基本放大电路的静态工作点 （2）傅里叶分析与信号的 THD （3）基本放大电路的频域分析 2. 基本要求 （1）掌握：使用傅里叶分析分析输出信号的 THD； （2）理解：直流偏置分析方法的特点；基本放大电路的五项指标； （3）了解：使用交流扫描分析电路的频率特性。 第七单元 含集成运算放大器电路的分析、设计与仿真 1. 教学内容 （1）集成运算放大器的两种 PSpice 模型 （2）基本有源放大电路的分析与仿真 （3）基本有源滤波电路的分析与仿真 2. 基本要求 （1）掌握：集成运算放大器的基本参数； （2）理解：信号运算处理电路的分析、仿真及其设计方法；
(3)了解：集成运算放大器的建模。 第八单元波形发生及信号转换电路的分析、设计与仿真 1.教学内容 (1)三种基本的比较电路 (2)滞回比较电路的仿真 (3)电压比较器的两种PSpice模型 (4)器件的建模与ABM仿真行为模型库 (5)综合实例电路2的分析与仿真设计 2.基本要求 (1)学握：基本比较电路的分析、仿真及其设计方法： (2)理解：各个波形之间的区别与联系： (3)了解：ABM仿真行为模型库的使用 (二)上机实验教学 实验一含电阻及受控源电路的仿真实验 1.实验内容 (1)分析含电阻及其受控源电路的关键点波形 2.基本要求 (1)了解OrCAD的基本使用流程 (2)堂握受控源的使用方法 (3)掌握四种典型的受控源元件 实验二用PSpice验证基本电路定律的仿真实验 1.实验内容 (1)验证戴维南定律 2.基本要求 (I)了解OrCAD的基本使用流程 (2)掌握等效电阻的仿真思路 (3)掌握开路电压的仿真思路 实验三含储能元件电路的瞬态响应的仿真实验 1.实验内容
（3）了解：集成运算放大器的建模。 第八单元 波形发生及信号转换电路的分析、设计与仿真 1. 教学内容 （1）三种基本的比较电路 （2）滞回比较电路的仿真 （3）电压比较器的两种 PSpice 模型 （4）器件的建模与 ABM 仿真行为模型库 （5）综合实例电路 2 的分析与仿真设计 2. 基本要求 （1）掌握：基本比较电路的分析、仿真及其设计方法； （2）理解：各个波形之间的区别与联系； （3）了解：ABM 仿真行为模型库的使用。 （二）上机实验教学 实验一 含电阻及受控源电路的仿真实验 1. 实验内容 （1）分析含电阻及其受控源电路的关键点波形 2. 基本要求 （1）了解 OrCAD 的基本使用流程 （2）掌握受控源的使用方法 （3）掌握四种典型的受控源元件 实验二 用 PSpice 验证基本电路定律的仿真实验 1. 实验内容 （1）验证戴维南定律 2. 基本要求 （1）了解 OrCAD 的基本使用流程 （2）掌握等效电阻的仿真思路 （3）掌握开路电压的仿真思路 实验三 含储能元件电路的瞬态响应的仿真实验 1. 实验内容
(1)含开关的RC电路的仿真 2.基本要求 (1)了解基本储能元器件 (2)掌握初始值的设定方法 (3)掌握时域仿真的参数意义 实验四电路频率特性分析的仿真实验 1.实验内容 (1)RC电路的频域特性仿真 2.基本要求 (1)了解频域分析中使用的电压源 (2)掌操频域分析中参数的意义和特点 (3)掌握频域分析的局限 实验五MOSFET的伏安特性的仿真实验 1.实验内容 (1)三极管的伏安特性曲线仿真 2.基本要求 (1)了解三极管的伏安特性 (2)掌握直流扫描的特点 (3)掌握二次扫描的方法 实验六基本放大电路的仿真实验 1.实验内容 (1)含三极管的基本电路的仿真 2.基本要求 (1)了解三极管基本放大电路原理 (2)掌握三极管放大电路的时域仿真思路和方法 (3)掌握三极管放大电路的频域仿真思路和方法 实验七综合实例电路的分析与仿真设计 1.实验内容 (1)放大滤波电路的分析和设计 2.基本要求 (1)了解指标的分解过程以及运放的基本参数的物理意义 (2)了解时域分析方法的局限性
（1）含开关的 RC 电路的仿真 2. 基本要求 （1）了解基本储能元器件 （2）掌握初始值的设定方法 （3）掌握时域仿真的参数意义 实验四 电路频率特性分析的仿真实验 1. 实验内容 （1）RC 电路的频域特性仿真 2. 基本要求 （1）了解频域分析中使用的电压源 （2）掌握频域分析中参数的意义和特点 （3）掌握频域分析的局限 实验五 MOSFET 的伏安特性的仿真实验 1. 实验内容 （1）三极管的伏安特性曲线仿真 2. 基本要求 （1）了解三极管的伏安特性 （2）掌握直流扫描的特点 （3）掌握二次扫描的方法 实验六 基本放大电路的仿真实验 1. 实验内容 （1）含三极管的基本电路的仿真 2. 基本要求 （1）了解三极管基本放大电路原理 （2）掌握三极管放大电路的时域仿真思路和方法 （3）掌握三极管放大电路的频域仿真思路和方法 实验七 综合实例电路的分析与仿真设计 1. 实验内容 （1）放大滤波电路的分析和设计 2. 基本要求 （1）了解指标的分解过程以及运放的基本参数的物理意义 （2）了解时域分析方法的局限性
(3)了解频域分析方法的局限性 四、课程学时分配 总学时为32学时，其中课程讲授16学时，上机实验16学时。 课程各单元学时分配如下： 单 教学内容 讲授 上机实验 总学时 元 1绪论 2 2 含电阻及受控源电路的仿真 3 含储能元件电路的瞬态仿真 4 电路的频率响应的仿直 2 5 一极管、三极管伏安特性的仿直 2 2 6 基本放大电路的分析与仿真 2 2 4 1 含集成运算放大器电路的分析、设计与仿真 2 4 6 8 波形发生及信号转换电路的分析、设计与仿真 2 合计 6 16 32 五、实践性教学内容的安排与要求 本课程的上机实验主要包括含电阻及受控源电路的仿真、基本电路定律的 PSpice验证仿真、含储能元件电路瞬态响应的仿真、电路频率特性分析的仿真、 MOSFET伏安特性的仿真、基本放大电路的仿真、综合实例电路的分析与仿真 等。 实验要求：使用软件OrCAD设计电子线路，并通过仿真验证，显示结果应 与理论所期望的结果一致。其中，实验7为设计型实验，要求学生在实验前先 提出实验方案，经教师审查后，方可进行实验，每次课后要及时交实验报告。 实验一含电阻及受控源电路的仿真实验（验证性实验） 2学时 实验二用PSpice验证基本电路定律的仿真实验（验证性实验） 2学时 实验三含储能元件电路的瞬态响应的仿真实验（验证性实验） 2学时 实验四电路频率特性分析的仿真实验（验证性实验） 2学时 实验五MOSFET的伏安特性的仿真实验（验证性实验》 2学时 实验六基本放大电路的仿真实验（验证性实验） 2学时
（3）了解频域分析方法的局限性 四、 课程学时分配 总学时为 32 学时，其中课程讲授 16 学时，上机实验 16 学时。 课程各单元学时分配如下： 单 元 教学内容 讲授 上机实验 总学时 1 绪论 2 0 2 2 含电阻及受控源电路的仿真 2 4 6 3 含储能元件电路的瞬态仿真 2 2 4 4 电路的频率响应的仿真 2 2 4 5 二极管、三极管伏安特性的仿真 2 2 4 6 基本放大电路的分析与仿真 2 2 4 7 含集成运算放大器电路的分析、设计与仿真 2 4 6 8 波形发生及信号转换电路的分析、设计与仿真 2 0 2 合 计 16 16 32 五、 实践性教学内容的安排与要求 本课程的上机实验主要包括含电阻及受控源电路的仿真、基本电路定律的 PSpice 验证仿真、含储能元件电路瞬态响应的仿真、电路频率特性分析的仿真、 MOSFET 伏安特性的仿真、基本放大电路的仿真、综合实例电路的分析与仿真 等。 实验要求：使用软件 OrCAD 设计电子线路，并通过仿真验证，显示结果应 与理论所期望的结果一致。其中，实验 7 为设计型实验，要求学生在实验前先 提出实验方案，经教师审查后，方可进行实验，每次课后要及时交实验报告。 实验一 含电阻及受控源电路的仿真实验（验证性实验） 2 学时 实验二 用 PSpice 验证基本电路定律的仿真实验（验证性实验） 2 学时 实验三 含储能元件电路的瞬态响应的仿真实验（验证性实验） 2 学时 实验四 电路频率特性分析的仿真实验（验证性实验） 2 学时 实验五 MOSFET 的伏安特性的仿真实验（验证性实验） 2 学时 实验六 基本放大电路的仿真实验（验证性实验） 2 学时
实验七综合实例电路的分析与仿真设计（设计性实验） 4学时 六、教学设计与教学组织 (1)本课程采用课堂讲授、课下辅导的方式，以课堂讲授为主，附以较大 比例的实践教学时间。 (2)使用PowerPoint幻灯片作为主要教学辅助工具，以多模式教学网或课 程微信为主要载体，根据上课内容教师选择演示软件进行教学。 七、教材及教学参考书 1.教材 王辅春.从实例中学习OrCAD,机械工业出版社，2007年7月。 2.参考资料 亚历山大(Charles K.Alexander)).电路基础，清华大学出版社，2006 纽曼(Donald A.Neamen).电子电路分析与设计，清华大学出版社，2005。 八、课程成绩的考核方式与成绩评定标准 考试方式：一个大型电路的仿真分析实验报告。采用百分制，总评成绩由实 验过程成绩、实验报告成绩和期末大报告成绩三部分组成，实验过程成绩成绩占 40%,实验报告成绩占40%，期末大报告成绩占20% 评分标准如下： 成绩组成占比 评分标准 实验一占10%，实验二占10%，实验三占10%，实验 实验过程 成绩 40% 四占10%，实验五占10%，实验六占20%，实验七占 30%。 实验报告 成绩 40% 课程报告满分100分。包括试验记录，任务书，关键 波形的对比和分析、对本实验的意见和心得等内容 期末大报告 课程总结报告满分100分。需提交一份1500字左右， 20% 成绩 包括学习心得、对本课程的意见和建议等内容的课程 总结报告。 九、 大纲制订（修）说明
实验七 综合实例电路的分析与仿真设计（设计性实验） 4 学时 六、 教学设计与教学组织 （1）本课程采用课堂讲授、课下辅导的方式，以课堂讲授为主，附以较大 比例的实践教学时间。 （2）使用 PowerPoint 幻灯片作为主要教学辅助工具，以多模式教学网或课 程微信为主要载体，根据上课内容教师选择演示软件进行教学。 七、 教材及教学参考书 1.教 材 王辅春. 从实例中学习 OrCAD，机械工业出版社，2007 年 7 月。 2.参考资料 亚历山大 (Charles K.Alexander).电路基础，清华大学出版社，2006。 纽曼 (Donald A.Neamen).电子电路分析与设计，清华大学出版社，2005。 八、 课程成绩的考核方式与成绩评定标准 考试方式：一个大型电路的仿真分析实验报告。采用百分制，总评成绩由实 验过程成绩、实验报告成绩和期末大报告成绩三部分组成，实验过程成绩成绩占 40%，实验报告成绩占 40%，期末大报告成绩占 20%。 评分标准如下： 成绩组成 占比 评 分 标 准 实验过程 成绩 40% 实验一占 10%，实验二占 10%，实验三占 10%，实验 四占 10%，实验五占 10%，实验六占 20%，实验七占 30%。 实验报告 成绩 40% 课程报告满分 100 分。包括试验记录，任务书，关键 波形的对比和分析、对本实验的意见和心得等内容。 期末大报告 成绩 20% 课程总结报告满分 100 分。需提交一份 1500 字左右， 包括学习心得、对本课程的意见和建议等内容的课程 总结报告。 九、 大纲制订（修）说明 无
大纲撰写人：毛鹏 大纲审阅人：叶青 开课系主任：鲁远耀 教学副院长：宋威 制（修）订日期：2022年2月
大纲撰写人：毛 鹏 大纲审阅人：叶 青 开课系主任：鲁远耀 教学副院长：宋 威 制（修）订日期：2022 年 2 月