8 / 32 · 实验
实验:预测并仿真带负载分压器
运行直流工作点分析,区分电源电流和负载电流。
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执行前先预测
建立 5 V、10 kΩ/10 kΩ 分压器,再增加从 out 到地的 10 kΩ 负载。下方两个电阻并联,得到 5 kΩ。电源看到的总电阻为 15 kΩ,电源电流为 0.333333 mA,输出为 1.666667 V,每条下方支路流过 0.166667 mA。用小型结果表保留这四项预测。
可复现输入
将以下内容保存为 loaded-divider.cir,用可用的独立 ngspice 可执行程序运行:ngspice -b loaded-divider.cir。这是标准 SPICE 元件,不需要外部器件模型。课程提供输入;命令是否可用取决于环境。
Loaded divider: nominal resistors
V1 supply 0 DC 5
Rtop supply out 10k
Rbottom out 0 10k
Rload out 0 10k
.op
.end节点 0 是参考。第一行是标题,最后 .end 结束网表。在此源方向下,电源提供电流时 i(V1) 为负;预期约为 −0.333333 mA。Rload 电流从 out 到地为正。符号不匹配不一定表示大小不匹配。
改变一个条件
移除 Rload 并重新运行:out 应变为 2.5 V,电源电流绝对值为 0.25 mA。恢复 Rload,只将其值改为 100k,预测输出 2.380952 V。标称理想电阻练习采用 1 mV 电压比较容差;它衡量计算与仿真的一致性,不是实际元件精度。
记录仿真器版本、准确网表、结果,以及每个预期值是否通过。接受打印数值之前,先检查错误和退出状态。该电源网络没有断开节点或非线性收敛问题,因此结果异常通常需要检查节点名、单位或复制值。
如果也在原理图编辑器中绘制电路,应将导出的连接与此网表比较,不要假定外观相似就电气等价。独立命令不能证明 ALcad 执行或后端兼容。语法和分析行为见 ngspice 文档。
自己试试
将 Rload 改为 20 kΩ。运行前预测输出和电源电流绝对值。
阅读解释
Rbottom || Rload = 6.666667 kΩ;输出 = 2 V,电源电流绝对值 = 0.3 mA。两条支路分别流过 0.2 mA 和 0.1 mA。