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1、,第一讲,Pspice9 软件介绍,PSpice,应柏青,第一讲,PSpice,1PSpice9 功能简介2.运行要求3PSpice9 电路模拟过程4电路图绘制软件Capture介绍,第一讲,PSpice,PSpice是面向电子线路和集成电路的仿真、分析软件，是SPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis)的一种微机版本。目前已有在WINDOWS方式下的Pspice9，它一般包括6个基本程序模块：（1）电路原理图编辑程序Capture；（2）激励源编辑程序 Stimulus Editor；（3）电路仿真程序 PSpice A
2、/D；（4）曲线输出程序 Probe；（5）模型参数提取程序 Model Editor；（6）元器件模型参数库 LIB。,1PSpice9 功能简介,第一讲,PSpice,电路图数据的输入既可以为文本方式，也可以为图形方式。采用图形方式绘制原理图相对简单直观，易于掌握。PSpice所能处理的电子元器件非常广泛，可直接输入的元器件有：（1）线性电路元件；（2）非线性受控源；（3）二极管、晶体三极管、MOS晶体管等的半导体器件；（4）晶闸管、电力晶体管、功率MOS管等的功率器件；（5）运算放大器；（6）数字集成电路；（7）用于电子测量、控制等的常见集成芯片；（8）磁芯、传输线、开关等,第一讲,PS
3、pice,利用以上类型的元器件和Pspice的子电路输入功能，还可以对其他器件和电路进行建模，创建自己的器件，因此可以毫不夸张地说，PSpice能够分析所有的集总参数电路。在PSpice中，为了能够准确地分析电路的真实行为，可设置的半导体器件的模型参数较多，有的达40多个。不过，这些参数不必都需要输入，许多参数在软件中有其隐含值。此外，PSpice中提供有极为丰富的半导体器件库与集成电路库，有关模型参数已根据厂商的产品性能在器件库中设定好，分析时只要简单地给出其型号，用户不必了解器件和集成电路的具体技术指标。,第一讲,PSpice,PSpice的分析功能十分强大，基本的分析功能有：（1）工作点
4、分析。除能够给出工作点处各电压、电流和电路的功耗外，还可进行工作点处的灵敏度分析和小信号直流增益分析。（2）瞬态分析（或称时域分析）。在瞬态分析完成后，也可以进行傅里叶分析，给出周期信号的前9次谐波分量和总谐波失真。（3）正弦小信号分析。该项分析将电路在工作点处线性化,可给出电路的频响特性。在此分析中，PSpice也可做噪声分析。,第一讲,PSpice,除以上基本分析功能外，Pspice 还可进行器件模型参数的扫描分析、温度特性分析、蒙托卡偌统计及最坏情况分析。另外，Pspice 的数据后处理程序Probe 就像一台功能强大的示波器，能根据计算数据绘制出相应的曲线。他还可以对输出数据进行多种运
5、算和分析。总之，Pspice 是电子线路、集成电路分析与设计的一个强有力工具，它一直被公认为是最优秀的通用电路分析软件之一。,第一讲,PSpice,2运行要求,1.CPU为Intel 90 MHz Pentium 或等效的CUP芯片,2.内存至少64MB3.显示器分辩率至少为800600，最好为10247684.硬盘空间250MB,第一讲,PSpice,3PSPICE9 电路模拟过程,（1）调用电路原理图编辑程序Capture，新建设计 项目，完成电路原理图设计。（2）设置电路特性分析要求。（3）启动电路模拟 Pspice A/D 仿真计算。（4）调用曲线输出程序 Probe，输出计算结果。（
6、5）优化设计。,第一讲,PSpice,实例1：,RLC串联谐振电路，当交流电源频率 f 从100Hz10KHz变化时，分析电阻电压的幅频特性。,第一讲,PSpice,a.文本输入方式模拟过程,上机步骤：,桌面 程序 OrCAD Pspice A/D,File New Text file,点击保存,扩展名,输入文本文件名,或点击运行按钮,输入曲线表达式,第一讲,PSpice,b.图形输入方式模拟过程,上机步骤：,输入工程名,数模混合分析,印制电路板设计,电路图用于CPLD设计,绘制一般电路图,第一讲,PSpice,绘图工具条,电阻 R电感 L电容 C,二极管 D三极管 Q压控开关S,电压源 V电
7、流源 I电压控制电流源 G,点击,双击,M=10-3 U=10-6 P=10-9 F=10-15K=103 MEG=106 G=109 T=1012,比例因子,查看元器件项目参数表,幅值,器件名,属性,显示方式设置,显示方式设置,属性显示在原理图页面上,点击,结点标号,点击,设置分析类型,输入曲线表达式,输出数值解的设置,双击,输入字母Y,运行后在Probe中查看输出文件,R1电阻可变,双击,点击,给出初值,附带参数分析,输入曲线表达式,450欧母,50欧母,优化设计,注：在优化设计前，请删除附带的参数分析。,参数分析不被选中,优化设计,双击,点击,设置目标参数,设置目标参数,点击,权重因子,
8、仿真时需调用的数据文件,优化后电阻调整值,优化后带宽值,模拟次数统计,迭代次数统计,优化结果均方根误差,第一讲,PSpice,4电路图绘制软件Capture介绍,（1）基本问题介绍（2）电路图编辑模块 Page editor（3）运行环境配置（4）电路图的绘制步骤（5）电路图绘制中的几个问题,第一讲,PSpice,（1）基本问题介绍,电路图结构 Capture 中的电路图结构分为单页图纸和拼接式图纸两种结构。若所绘电路图的规模较大，可以将整个电路图分为几部分，每个部分用一张图纸绘制，各张图纸之间的电连接关系用端口连接器(off-page connector)表示。不同电路图纸上具有相同名称的端
9、口连接器之间在电学上是相连的。b.设计项目管理 在ORCAD软件包中，将一个设计任务当作一个项目。由项目管理器对该项目涉及的多项内容进行管理。每一个设计项目对应一个项目管理器窗口。,项目管理器中包含了3类文件,电路设计文件,中间结果输出文件,与运行有关的文件,电路图文件,电路图专用符号库,当前配置的图形符号库,中间结果输出文件,激励信号波形,用户自建模型特性库,电路特性分析设置文件,用户自己设置的基本分析中未包含的分析设置,第一讲,PSpice,（1）基本问题介绍,c.Session Log 窗口 在Capture环境中自动打开的Session Log 窗口为出错信息显示窗。,第一讲,PSpi
10、ce,（1）基本问题介绍,d.Browse窗口 在设计项目管理窗口中选中一个电路设计，执行Edit主命令菜单中的Browse命令可对电路图进行类别统计。,对元器件统计,对元器件的统计结果,第一讲,PSpice,（1）基本问题介绍,e.如何打开一个已有的电路图,输入工程文件名,双击,第一讲,PSpice,（2）电路图编辑模块 Page editor,Page editor窗口中共有10条主命令。以下取主要命令加以介绍。,File/Export Selection：将电路图中选中的单元存入库文件。File/Import Selection：从存放单元电路的库文件调入需要的 单元。,Edit/Par
11、t：对选中的元器件符号编辑修改。Edit/Pspice stimulus：设置输入激励信号的波形。Edit/properties：元器件属性参数编辑器,可修改电阻符号图,电阻名,电阻值,电阻显示方式设置,新加电阻参数,第一讲,PSpice,（2）电路图编辑模块 Page editor,PSpice/New simulation Profile：新建电路特性分析类型。PSpice/Edit simulation Profile：编辑电路特性分析类型。PSpice/Run：进行电路模拟。PSpice/View Simulation Results：显示仿真结果。PSpice/View Output
12、 File：显示输出结果文件。PSpice/Create Netlist：生成电连接网表文件。PSpice/View Netlist：显示电连接网表文件。PSpice/Place Optimizer Parameters：设置优化设计中的参数。PSpice/Run Optimizer：进行优化设计。PSpice/Markers：设置电路模拟中的数据采集点。,设置数据采集点,第一讲,PSpice,（3）运行环境配置,orCAD/Capture 软件中的运行环境配置分为3个层次。第一层次是Capture 软件运行环境的配置，配置结果对Capture 软件中各个模块均起作用;第二层次是Design(
13、电路设计)的环境配置，只对新开始的电路设计起作用;第三层次是对Page的环境配置，其配置的参数只影响当前绘制的这一页电路图。,Capture环境配置,Design环境配置,Page环境配置,Capture配置,Design 配置,Page 配置,第一讲,PSpice,（4）电路图的绘制步骤,要生成一个满足Pspice电路模拟要求的电路图，一般需经过下述4个阶段a.调用Page Editorb.绘制电路图 调出元器件：器件、电源、接地符号等。元器件间的电连接：包括互连线、总线、结点标号等。设置电路图中辅助元素：例如标题栏等注释性文字说明。c.修改电路图：修改元器件的参数等。,第一讲,PSpice
14、,（5）电路图绘制中的几个问题,关于元器件符号库两种类型“电源”和“接地”符号拼接式结构的实现总线的绘制标题栏的设置书签的使用文本数据的输出电容、电感初始值的设置电压控制电流源参数的设置,第一讲,PSpice,关于元器件符号库,Capture 中提供了上万个元器件符号，分别存放在近80个符号库文件中。这些符号库分为两大类：商品化的元器件符号库：库中绝大部分符号都是不同型号的半导体器件和集成电路。这类元器件符号库文件的名称有两类。第一类是以元器件的类型为库文件名。例如74开头的库文件中是各种TTL74系列数字电路，CD4000库文件中是各种CMOS4000系列电路，OPAMP库文件中是各种运算放
15、大器等等。第二类是库文件名中包含有公司的名称。例如SIEMENS库文件中是西门子公司生产的各种半导体器件。对这种商品化的元器件只需按元器件的型号名调用相应的符号即可。,第一讲,PSpice,关于元器件符号库,常用的非商品化元器件符号库：ANALOG库：模拟电路中的各种无源元件。SOURCE库：模拟或数字电路中的各种电源。SOURCSTM库：若激励信号源的波形要采用StmEd模块设置，则信号源符号应从SOURCSTM库中选用。SPECIAL库：特殊符号库。Design Cache库:该库中存放的是在当前电路图绘制中采用的 各种元器件符号。BREAKOUT库:在统计分析时，要求电路中某些元器件参数
16、按一定的规律变化。这些元器件符号应从本库中调用。,第一讲,PSpice,b.两种类型“电源”和“接地”符号,Capture符号库中有两类符号。一类是CAPSYM库中提供的4种电源符号，它仅仅是一种符号，在电路图中只表示该处要连接的是一种电源。本身不具备任何电压值。在电路中具有相同名称的几个电源符号在电学上是相连的。另一类电源符号是由SOURCE库中提供的。这些符号真正代表一种激励电源，通过设置可以给它们赋予一定的电平值。如果使用了CAPSYM 库中的电源或接地符号，则还需要调用SOURCE库中的符号进一步说明这些电源和接地符号的电平值。,第一讲,PSpice,c.拼接式结构的实现,端口连接符号
17、,不同电路图纸上具有相同名称的端口连接符之间在电学上是相连的。,对数字电路，在输入端和输出端处加上端口连接符，可显示和分析这些端口处信号的变化情况。,点击,第一讲,PSpice,d.总线的绘制,第一讲,PSpice,e.标题栏的设置,选择：Place/Title Block,在括号内填入相应的标题内容,第一讲,PSpice,f.书签的使用,选择：Place/Bookmark,在电路图中选定某一位置加入标注，以方便以后查找。,书签位置,第一讲,PSpice,g.文本数据的输出,在电路图形输入方式中，计算分析的结果都以Probe图形的方式显示输出的，我们得到的只是图形解。如果用户想要得到数值解，需
18、要在电路图上添加打印机图符，并进行相应的设置，可使在结果文件output file中能存有数值解。,选择,设置分析类型,双击,仿真运行后，在output文件中出现V(2)数据值的输出,第一讲,PSpice,i.电压控制电流源参数的设置,电容和电感元件的参数设置中有一项名称为IC。用于设置电容和电感元件两端的初始条件。这些设置在所有的直流偏置求解过程中均起作用。但是在TRAN瞬态分析中，如果选中了参数“Skip the initial transient bias point calculation”,则瞬态分析前将不求解直流偏置工作点。有IC参数值的元器件将其IC设置值作为偏置解，其他元器件的
19、初始电压或电流值取为0。,双击,实例2：二阶电路,设置IC参数,不求解直流偏置工作点设置,第一讲,PSpice,i.电压控制电流源参数的设置,实例3,对含有电压控制电流源的电路，已知VCCS的跨导g=0.2S，若电压源电压由020V变化时，求节点2的电压。,跨导的设置,双击,第一讲,PSpice,第一讲练习题1：反相比例器电路,第一讲,PSpice,第一讲练习题2：三极管放大电路,分析:电路的幅频特性，频率从1Hz10kHz变化输出节点6的电压值。,第一讲,PSpice,分析:瞬态分析，分析时间=4ms,第一讲练习题3：方波三角波电路,第一讲,PSpice,第一讲练习题4：四位计数器电路,第一讲,PSpice,第一讲结束,
