本書從實用性和先進性出發，較全面地介紹電子線路的基本設計方法和CAD軟件的應用，電路包含線性和非線性兩部分，是與模擬電子電路、通信電子電路和電子線路CAD等理論課程相配套的教材。全書分為4部分內容：PSpice設計軟件簡介、基礎性分析設計與仿真、綜合性設計與仿真、LTSpice設計平臺簡介，共編排了31個設計仿真任務。其中LTSpice為較新的電路設計仿真軟件，該軟件除了用于教材設計內容外，還可供高頻電路的課程設計及畢業設計等教學方面選用。此外，書中還對各電路的電路結構、工作原理、性能參數、技術指標等理論知識進行簡單介紹。
第1章 PSpice設計軟件簡介 1
1.1 電路圖的繪制 1
1.1.1 啟動OrCAD Capture CIS 1
1.1.2 繪制元器件 2
1.1.3 信號源與接地 5
1.1.4 互連線繪制 7
1.1.5 節點編號 7
1.1.6 濾波器簡介 9
1.2 PSpice電路分析 10
1.2.1 直流分析 10
1.2.2 交流小信號分析 14
1.2.3 瞬態分析 15
1.2.4 傅里葉分析 17
1.2.5 溫度分析 17
1.2.6 參數掃描分析 18
1.3 PSpice器件模型和元件的創建 19
1.3.1 PSpice Model Editor模型編輯
器的使用 19
1.3.2 編輯元件符號 23
1.3.3 添加庫 25
1.4 實例 26
1.4.1 單級小信號晶體管放大電路 26
1.4.2 基于MC1496的調幅電路 38
1.4.3 基于TDA2030集成芯片的音頻
功放電路 49
1.4.4 CMOS放大電路 55
1.5 本章小結 61
第2章 基礎性分析設計與仿真 62
2.1 二極管特性分析與仿真 62
2.1.1 學習目的 62
2.1.2 二極管特性及工作原理 62
2.1.3 仿真任務 63
2.1.4 分析要求 65
2.1.5 思考題 66
2.2 晶體三極管和場效應管特性分析
及仿真 66
2.2.1 學習目的 66
2.2.2 器件特性及工作原理 66
2.2.3 仿真任務 68
2.2.4 分析要求 69
2.2.5 思考題 70
2.3 基本的單管放大器分析與仿真 70
2.3.1 學習目的 70
2.3.2 單管放大電路工作原理及性能
指標 70
2.3.3 仿真任務 70
2.3.4 分析要求 73
2.3.5 思考題 73
2.4 負反饋放大電路分析與仿真 73
2.4.1 學習目的 73
2.4.2 負反饋放大電路工作原理及性
能指標 73
2.4.3 仿真任務 74
2.4.4 分析要求 77
2.4.5 思考題 77
2.5 差分放大電路分析與仿真 77
2.5.1 學習目的 77
2.5.2 差分放大電路工作原理及性能
指標 77
2.5.3 仿真任務 78
2.5.4 分析要求 81
2.5.5 思考題 81
2.6 集成運算放大器分析與仿真 81
2.6.1 學習目的 81
2.6.2 集成運放電路工作原理及性能
指標 81
2.6.3 仿真任務 82
2.6.4 分析要求 84
2.6.5 思考題 84
2.7 RC網絡分析設計與仿真 84
2.7.1 學習目的 84
2.7.2 RC網絡工作原理及性能指標 84
2.7.3 仿真及設計任務 85
2.7.4 分析要求 88
2.7.5 思考題 88
2.8 LC諧振回路分析設計與仿真 88
2.8.1 學習目的 88
2.8.2 LC網絡工作原理及性能指標 88
2.8.3 設計任務及參數指標 90
2.8.4 設計要求 91
2.8.5 思考題 91
2.9 單調諧小信號放大器分析設計與
仿真 91
2.9.1 學習目的 91
2.9.2 單調諧小信號放大電路工作
原理及性能指標 91
2.9.3 設計任務及參數指標 93
2.9.4 設計要求 93
2.9.5 思考題 94
2.10 丙類調諧功率放大器分析設計
與仿真 94
2.10.1 學習目的 94
2.10.2 丙類功放工作原理及性能
指標 94
2.10.3 設計任務及參數指標 95
2.10.4 設計要求 96
2.10.5 思考題 96
2.11 倍頻器電路分析設計與仿真 96
2.11.1 學習目的 96
2.11.2 倍頻器電路工作原理及性能
指標 96
2.11.3 設計任務及參數指標 97
2.11.4 設計要求 97
2.11.5 思考題 97
2.12 石英晶體振蕩器電路分析設計
與仿真 97
2.12.1 學習目的 97
2.12.2 石英晶振電路工作原理及
性能指標 97
2.12.3 設計任務及參數指標 99
2.12.4 設計要求 99
2.12.5 思考題 99
2.13 二極管調幅電路分析設計與
仿真 99
2.13.1 學習目的 99
2.13.2 二極管調幅電路工作原理 99
2.13.3 設計任務及參數指標 100
2.13.4 設計要求 100
2.13.5 思考題 100
2.14 二極管峰值包絡檢波電路分析
設計與仿真 101
2.14.1 學習目的 101
2.14.2 二極管包絡檢波器工作原理
及性能指標 101
2.14.3 設計任務及參數指標 104
2.14.4 設計要求 104
2.14.5 思考題 104
2.15 單失諧回路斜率鑒頻器分析
設計與仿真 104
2.15.1 學習目的 104
2.15.2 單失諧回路斜率鑒頻器工作
原理及性能指標 105
2.15.3 設計任務及參數指標 106
2.15.4 設計要求 107
2.15.5 思考題 107
2.16 本章小結 107
第3章 綜合性設計與仿真 108
3.1 波形發生器電路的設計與仿真 108
3.1.1 設計內容 108
3.1.2 設計要求及參數指標 108
3.1.3 設計提示 108
3.2 共射-共集組合放大器的設計與
仿真 109
3.2.1 設計內容 109
3.2.2 設計要求及參數指標 109
3.3 心電放大器的設計與仿真 109
3.3.1 設計內容及參數指標 109
3.3.2 設計要求 109
3.3.3 設計提示 109
3.4 直流穩壓電源的設計與仿真 110
3.4.1 設計內容 110
3.4.2 設計要求及參數指標 110
3.4.3 設計提示 110
3.5 開關穩壓電源的設計與仿真 111
3.5.1 設計內容 111
3.5.2 設計要求 111
3.6 基于運放的壓控振蕩器設計與
仿真 112
3.6.1 設計內容 112
3.6.2 設計要求 112
3.7 高電平調幅電路的設計與仿真 112
3.7.1 設計內容 112
3.7.2 設計要求及參數指標 112
3.7.3 設計提示 113
3.8 基于變容二極管的壓控振蕩器
設計與仿真 113
3.8.1 設計簡介 113
3.8.2 設計內容 113
3.8.3 設計要求及參數指標 114
3.8.4 設計提示 114
3.9 差分峰值斜率鑒頻器在集成電路
中的應用與設計 115
3.9.1 設計內容 115
3.9.2 設計提示 115
3.9.3 設計要求及參數指標 116
3.10 小功率調頻發射機電路的設計
與仿真 116
3.10.1 設計內容 116
3.10.2 設計要求及參數指標 117
3.10.3 設計提示 117
3.11 集成鎖相環應用電路的設計
與仿真 117
3.11.1 設計內容 117
3.11.2 設計要求及參數指標 118
3.11.3 設計提示 118
3.12 無線廣播調幅發射系統的設計
與仿真 119
3.12.1 設計內容 119
3.12.2 設計要求及參數指標 119
3.12.3 設計提示 119
3.13 超外差式接收系統的設計與
仿真 119
3.13.1 設計內容 119
3.13.2 設計要求及參數指標 120
3.14 本章小結 120
第4章 LTSpice設計平臺簡介 121
4.1 電路圖繪制Schematics Capture 122
4.1.1 Schematics Capture的電路
原理圖結構 122
4.1.2 Schematics Capture的基本
操作 122
4.1.3 電路圖繪制舉例 125
4.2 電路性能分析 130
4.3 器件模型與電路圖模塊化設計 137
4.3.1 外部器件的SPICE模型導入
方法 138
4.3.2 原理圖的模塊化設計 140
4.4 控制面板的設置 143
4.5 集成可調基準電壓源和DC-DC
降壓開關電源的仿真 146
4.5.1 基于LT1431的可編程基準
電壓源 146
4.5.2 基于TL431的基準電壓源 148
4.5.3 DC-DC降壓開關穩壓電源
仿真 150
4.6 丙類功率放大器的設計與仿真 153
4.7 振幅調制與解調電路仿真 157
4.7.1 振幅調制電路設計與仿真 157
4.7.2 解調電路仿真 162
4.8 設計思考題 165
4.9 本章小結 165
附錄A PSpice庫簡介一 166
附錄B PSpice庫簡介二 168
附錄C LTSpice的點命令（Dot
Commands）功能簡表 169
附錄D LTSpice電路器件符號索引簡表 170
附錄E AD633的SPICE模型文件 171
參考文獻 175
前 言
在高頻、低噪聲、大功率及并行處理的應用環境下，模擬電路在通信、導航、信息傳輸等領域比數字電路更有優勢。但模擬電路往往結構復雜多變，電路性能與器件工藝有關，設計周期較長，因此亟需尋找一個適用于模擬電路的自動化設計工具。通過自動化設計工具，可以將設計好的電路圖進行實時模擬，根據仿真結果驗證功能，再分析改進，實現電路的最優化設計。SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）分析仿真程序正是解決這一問題最有效的CAD工具之一。
PSpice是由SPICE發展而來的計算機輔助設計分析程序，主要用于大規模集成電路的分析，于1972年由美國加州大學伯克利分校推出。PSpice是公認的通用電路模擬程序中最優秀的軟件之一，成為了工業和科研中電路模擬的標準。該軟件具有強大的電路繪圖、電路仿真、圖形處理等功能，有集成度高、模塊化和層次化設計、完整的Probe觀測功能、完整的高級仿真功能、模擬和數字仿真功能和元件庫擴充功能等特點，可以自動進行電路檢查，模擬和計算電路的各種參數，不僅可以用于電路分析和優化設計，還可用于模擬電路、數字電路、數/模混合電路的仿真。而LTSpice是由凌力爾特公司（Linear Technology，LT）推出的免費高性能SPICE電路仿真軟件，具有高速、多線程等特點，集成了電路圖繪制、新元件符號編輯、波形觀測、第三方模型導入等功能，為簡化開關電源穩壓器的仿真提供模型和改進，大幅度提高了開關電源穩壓器的仿真速度。
掌握基本的電路設計和仿真能力是高等學校電子類專業學生的必備技能之一。為了進一步加強電子線路基礎教學工作，適應模擬電子電路、通信電子電路等課程的改革及滿足本科教學需求，我們編寫了這本電子電路PSpice和LTSpice軟件的設計與仿真教材。本書具有以下特色：
對PSpice和LTSpice這兩種電子線路仿真軟件的操作和應用進行了詳細的介紹，特別是較新的LTSpice，目前介紹該軟件的教材較少。本書采用了設計與仿真相結合、理論原理與實際應用相結合、根據設計任務和性能指標進行設計、與電子線路硬件實驗及理論教材相結合的編寫思路，有利于落實拓寬學科口徑、強化工程訓練、培養創新意識和提高綜合素質。
采用基礎仿真分析配合大量綜合性的、設計性的任務。本書內容與實際應用和電路相結合，適用于模擬電子電路、模擬電子電路實驗、通信電子電路、通信電子電路實驗、電子線路CAD等課程。通用性強，彌補了部分課程在開展教學時沒有對應硬件電路的不足。
本書的基本思路分兩步走。首先，介紹各種功能電子器件及電路的結構、工作原理、特性等，給出與本書內容密切相關的仿真分析題目；其次，根據實際工程中的應用，布置了各種設計性任務，該部分內容需要學生查找各類課外資料才能完成。兩條主線是一個有機的整體，相輔相成，其實質是理論知識與實踐應用完美結合的一條綜合的知識中軸線。可以根據學生自身的基本情況，進行分層次教學，可選擇基礎性仿真分析和綜合性仿真設計內容，適應性廣泛。
本書共分4章，從先進性和實用性出發，包括線性和非線性兩部分內容，較全面地介紹了電路的基本結構、工作原理、性能參數、設計技術指標等，主要內容包括：第1章為PSpice設計軟件簡介，通過3個實例分解式的仿真步驟介紹了PSpice軟件在直流工作點、直流分析、交流分析、瞬態分析等電路分析中的應用，同時還介紹了PSpice器件新模型及元件庫的創建，以及器件參數的設置；第2章為基礎性分析設計與仿真，第3章為綜合性設計與仿真，第2、3兩章共編排了28個設計仿真任務，這兩章是一個逐漸過渡的過程，從一開始給出完整電路做一些驗證性仿真，到后面需要獨立完成整個電路結構和參數的設計。通過大量的電路原理圖及設計任務，讓學生加強在各種功能電路設計方面的技能訓練。第4章為LTSpice設計平臺簡介，通過多個實例電路的分析，詳細介紹了LTSpice軟件的應用，同時編排了3個設計思考題。
通過學習本書，你可以：
了解模擬電子電路/通信電子電路的工作原理
掌握模擬電子電路/通信電子電路的性能指標和參數
具備各種電子電路功能分析與仿真能力
具備各種電子電路設計能力
深入理解模擬電子電路、通信電子電路中各主要電路的功能
熟練使用PSpice軟件
了解LTSpice軟件的應用
本書語言簡明扼要、通俗易懂，具有很強的專業性、技術性和實用性。本書是作者在電子類專業學生電子線路教學的基礎上逐年積累編寫而成的，可作為高等學校電子通信類工科專業教師、本科生的基礎教材，也可供從事相關領域電子線路設計的工程專業技術人員參考。教學中，可以根據教學對象和學時等具體情況對書中的內容進行刪減和組合，也可以進行適當擴展，參考學時為16～32學時。
本書第1、2、3章由林彌編寫，第4章由劉國華編寫，全書由劉建嵐統稿。王光義教授在百忙之中對全書進行了審校。查麗斌副教授對全書的結構和編排提供了寶貴意見，模擬電子電路實驗室的李付鵬老師、電路分析實驗室的沈怡然老師及章雪玲老師也提供了很多幫助，電子工業出版社的王羽佳編輯和王曉慶編輯為本書的出版做了大量工作。在此一并表示感謝！
本書的編寫參考了大量近年來出版的相關技術資料，吸取了許多專家和同仁的寶貴經驗，在此向他們深表謝意。
由于電子技術發展迅速，作者學識有限，書中誤漏之處難免，望廣大師生和讀者批評指正。
作 者
2014年4月
新書資訊