1、,第一講,Pspice9 軟件介紹,PSpice,應柏青,第一講,PSpice,1PSpice9 功能簡介 2. 運行要求 3PSpice9 電路模擬過程 4電路圖繪制軟件Capture介紹,第一講,PSpice,PSpice是面向電子線路和集成電路的仿真、分析軟件，是SPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis)的一種微機版本。目前已有在WINDOWS方式下的Pspice9，它一般包括6個基本程序模塊： （1）電路原理圖編輯程序Capture； （2）激勵源編輯程序 Stimulus Editor； （3）電路仿真程序 P

2、Spice A/D； （4）曲線輸出程序 Probe； （5）模型參數(shù)提取程序 Model Editor； （6）元器件模型參數(shù)庫 LIB。,1PSpice9 功能簡介,第一講,PSpice,電路圖數(shù)據的輸入既可以為文本方式，也可以為圖形方式。采用圖形方式繪制原理圖相對簡單直觀，易于掌握。 PSpice所能處理的電子元器件非常廣泛，可直接輸入的元器件有： （1）線性電路元件； （2）非線性受控源； （3）二極管、晶體三極管、MOS晶體管等的半導體器件； （4）晶閘管、電力晶體管、功率MOS管等的功率器件； （5）運算放大器； （6）數(shù)字集成電路； （7）用于電子測量、控制等的常見集成芯片； （

3、8）磁芯、傳輸線、開關等,第一講,PSpice,利用以上類型的元器件和Pspice的子電路輸入功能，還可以對其他器件和電路進行建模，創(chuàng)建自己的器件，因此可以毫不夸張地說，PSpice能夠分析所有的集總參數(shù)電路。 在PSpice中，為了能夠準確地分析電路的真實行為，可設置的半導體器件的模型參數(shù)較多，有的達40多個。不過，這些參數(shù)不必都需要輸入，許多參數(shù)在軟件中有其隱含值。此外，PSpice中提供有極為豐富的半導體器件庫與集成電路庫，有關模型參數(shù)已根據廠商的產品性能在器件庫中設定好，分析時只要簡單地給出其型號，用戶不必了解器件和集成電路的具體技術指標。,第一講,PSpice,PSpice的分析功能

4、十分強大，基本的分析功能有： （1）工作點分析。除能夠給出工作點處各電壓、電流和電路的功耗外，還可進行工作點處的靈敏度分析和小信號直流增益分析。 （2）瞬態(tài)分析（或稱時域分析）。在瞬態(tài)分析完成后，也可以進行傅里葉分析，給出周期信號的前9次諧波分量和總諧波失真。 （3）正弦小信號分析。該項分析將電路在工作點處線性化,可給出電路的頻響特性。在此分析中，PSpice也可做噪聲分析。,第一講,PSpice,除以上基本分析功能外，Pspice 還可進行器件模型參數(shù)的掃描分析、溫度特性分析、蒙托卡偌統(tǒng)計及最壞情況分析。 另外，Pspice 的數(shù)據后處理程序Probe 就像一臺功能強大的示波器，能根據計算數(shù)

5、據繪制出相應的曲線。他還可以對輸出數(shù)據進行多種運算和分析。 總之，Pspice 是電子線路、集成電路分析與設計的一個強有力工具，它一直被公認為是最優(yōu)秀的通用電路分析軟件之一。,第一講,PSpice,2運行要求,1. CPU為Intel 90 MHz Pentium 或等效的CUP芯片,2. 內存至少64MB 3. 顯示器分辯率至少為800600，最好為1024768 4. 硬盤空間250MB,第一講,PSpice,3PSPICE9 電路模擬過程,（1）調用電路原理圖編輯程序Capture，新建設計 項目，完成電路原理圖設計。 （2）設置電路特性分析要求。 （3）啟動電路模擬 Pspice A/

6、D 仿真計算。 （4）調用曲線輸出程序 Probe ，輸出計算結果。 （5）優(yōu)化設計。,第一講,PSpice,實例1：,RLC串聯(lián)諧振電路，當交流電源頻率 f 從100Hz10KHz變化時，分析電阻電壓的幅頻特性。,第一講,PSpice,a.文本輸入方式模擬過程,上機步驟：,桌面 程序 OrCAD Pspice A/D,File New Text file,點擊保存,擴展名,輸入文本文件名,或點擊運行按鈕,輸入曲線表達式,第一講,PSpice,b.圖形輸入方式模擬過程,上機步驟：,輸入工程名,數(shù)?；旌戏治?印制電路板設計,電路圖用于CPLD設計,繪制一般電路圖,第一講,PSpice,繪圖工具條

7、,電阻 R 電感 L 電容 C,二極管 D 三極管 Q 壓控開關S,電壓源 V 電流源 I 電壓控制電流源 G,點擊,雙擊,M=10-3 U=10-6 P=10-9 F=10-15 K=103 MEG=106 G=109 T=1012,比例因子,查看元器件項目參數(shù)表,幅值,器件名,屬性,顯示方式設置,顯示方式設置,屬性顯示在原理圖頁面上,點擊,結點標號,點擊,設置分析類型,輸入曲線表達式,輸出數(shù)值解的設置,雙擊,輸入字母Y,運行后在Probe中查看輸出文件,R1電阻可變,雙擊,點擊,給出初值,附帶參數(shù)分析,輸入曲線表達式,450歐母,50歐母,優(yōu)化設計,注：在優(yōu)化設計前，請刪除附帶的參數(shù)分析。

8、,參數(shù)分析不被選中,優(yōu)化設計,雙擊,點擊,設置目標參數(shù),設置目標參數(shù),點擊,權重因子,仿真時需調用的數(shù)據文件,優(yōu)化后電阻調整值,優(yōu)化后帶寬值,模擬次數(shù)統(tǒng)計,迭代次數(shù)統(tǒng)計,優(yōu)化結果均方根誤差,第一講,PSpice,4電路圖繪制軟件Capture介紹,（1）基本問題介紹 （2）電路圖編輯模塊 Page editor （3）運行環(huán)境配置 （4）電路圖的繪制步驟 （5）電路圖繪制中的幾個問題,第一講,PSpice,（1）基本問題介紹,電路圖結構 Capture 中的電路圖結構分為單頁圖紙和拼接式圖紙兩種結構。若所繪電路圖的規(guī)模較大，可以將整個電路圖分為幾部分，每個部分用一張圖紙繪制，各張圖紙之間的電連

9、接關系用端口連接器(off-page connector)表示。不同電路圖紙上具有相同名稱的端口連接器之間在電學上是相連的。 b. 設計項目管理 在ORCAD軟件包中，將一個設計任務當作一個項目。 由項目管理器對該項目涉及的多項內容進行管理。每一個設計項目對應一個項目管理器窗口。,項目管理器中包含了3類文件,電路設計文件,中間結果輸出文件,與運行有關的文件,電路圖文件,電路圖專用符號庫,當前配置的圖形符號庫,中間結果輸出文件,激勵信號波形,用戶自建模型特性庫,電路特性分析設置文件,用戶自己設置的基本分析中未包含的分析設置,第一講,PSpice,（1）基本問題介紹,c. Session Log

10、窗口 在Capture環(huán)境中自動打開的Session Log 窗口為出錯信息顯示窗。,第一講,PSpice,（1）基本問題介紹,d. Browse窗口 在設計項目管理窗口中選中一個電路設計，執(zhí)行Edit主命令菜單中的Browse命令可對電路圖進行類別統(tǒng)計。,對元器件統(tǒng)計,對元器件的統(tǒng)計結果,第一講,PSpice,（1）基本問題介紹,e. 如何打開一個已有的電路圖,輸入工程文件名,雙擊,第一講,PSpice,（2）電路圖編輯模塊 Page editor,Page editor窗口中共有10條主命令。以下取主要命令加以介紹。,File/Export Selection：將電路圖中選中的單元存入庫文

11、件。 File/Import Selection：從存放單元電路的庫文件調入需要的 單元。,Edit/Part：對選中的元器件符號編輯修改。 Edit/Pspice stimulus：設置輸入激勵信號的波形。 Edit/properties：元器件屬性參數(shù)編輯器,可修改電阻符號圖,電阻名,電阻值,電阻顯示方式設置,新加電阻參數(shù),第一講,PSpice,（2）電路圖編輯模塊 Page editor,PSpice/New simulation Profile：新建電路特性分析類型。 PSpice/Edit simulation Profile：編輯電路特性分析類型。 PSpice/Run：進行電路模

12、擬。 PSpice/View Simulation Results：顯示仿真結果。 PSpice/View Output File：顯示輸出結果文件。 PSpice/Create Netlist：生成電連接網表文件。 PSpice/View Netlist ：顯示電連接網表文件。 PSpice/Place Optimizer Parameters：設置優(yōu)化設計中的參數(shù)。 PSpice/Run Optimizer：進行優(yōu)化設計。 PSpice/Markers：設置電路模擬中的數(shù)據采集點。,設置數(shù)據采集點,第一講,PSpice,（3）運行環(huán)境配置,orCAD/Capture 軟件中的運行環(huán)境配置分

13、為3個層次。第一層次是Capture 軟件運行環(huán)境的配置，配置結果對Capture 軟件中各個模塊均起作用; 第二層次是Design(電路設計)的環(huán)境配置，只對新開始的電路設計起作用; 第三層次是對Page的環(huán)境配置，其配置的參數(shù)只影響當前繪制的這一頁電路圖。,Capture環(huán)境配置,Design環(huán)境配置,Page環(huán)境配置,Capture配置,Design 配置,Page 配置,第一講,PSpice,（4）電路圖的繪制步驟,要生成一個滿足Pspice電路模擬要求的電路圖，一般需經過下述4個階段 a. 調用Page Editor b. 繪制電路圖 調出元器件 ：器件、電源、接地符號等。 元器件間

14、的電連接： 包括互連線、總線、結點標號等。 設置電路圖中輔助元素： 例如標題欄等注釋性文字說明。 c. 修改電路圖：修改元器件的參數(shù)等。,第一講,PSpice,（5）電路圖繪制中的幾個問題,關于元器件符號庫 兩種類型“電源”和“接地”符號 拼接式結構的實現(xiàn) 總線的繪制 標題欄的設置 書簽的使用 文本數(shù)據的輸出 電容、電感初始值的設置 電壓控制電流源參數(shù)的設置,第一講,PSpice,關于元器件符號庫,Capture 中提供了上萬個元器件符號，分別存放在近80個符號庫文件中。這些符號庫分為兩大類： 商品化的元器件符號庫：庫中絕大部分符號都是不同型號的半導體器件和集成電路。這類元器件符號庫文件的名稱

15、有兩類。 第一類是以元器件的類型為庫文件名。例如74開頭的庫文件中是各種TTL74系列數(shù)字電路，CD4000庫文件中是各種CMOS4000系列電路，OPAMP庫文件中是各種運算放大器等等。 第二類是庫文件名中包含有公司的名稱。例如SIEMENS庫文件中是西門子公司生產的各種半導體器件。 對這種商品化的元器件只需按元器件的型號名調用相應的符號即可。,第一講,PSpice,關于元器件符號庫,常用的非商品化元器件符號庫： ANALOG庫：模擬電路中的各種無源元件。 SOURCE庫：模擬或數(shù)字電路中的各種電源。 SOURCSTM庫：若激勵信號源的波形要采用StmEd模塊設置， 則信號源符號應從SOUR

16、CSTM庫中選用。 SPECIAL庫：特殊符號庫。 Design Cache庫: 該庫中存放的是在當前電路圖繪制中采用的 各種元器件符號。 BREAKOUT庫: 在統(tǒng)計分析時，要求電路中某些元器件參數(shù)按一定的規(guī)律變化。這些元器件符號應從本庫中調用。,第一講,PSpice,b. 兩種類型“電源”和“接地”符號,Capture符號庫中有兩類符號。 一類是CAPSYM庫中提供的4種電源符號，它僅僅是一種符號，在電路圖中只表示該處要連接的是一種電源。本身不具備任何電壓值。在電路中具有相同名稱的幾個電源符號在電學上是相連的。 另一類電源符號是由SOURCE庫中提供的。這些符號真正代表一種激勵電源，通過設

17、置可以給它們賦予一定的電平值。 如果使用了CAPSYM 庫中的電源或接地符號，則還需要調用SOURCE庫中的符號進一步說明這些電源和接地符號的電平值。,第一講,PSpice,c. 拼接式結構的實現(xiàn),端口連接符號,不同電路圖紙上具有相同名稱的端口連接符之間在電學上是相連的。,對數(shù)字電路，在輸入端和輸出端處加上端口連接符，可顯示和分析這些端口處信號的變化情況。,點擊,第一講,PSpice,d. 總線的繪制,第一講,PSpice,e. 標題欄的設置,選擇：Place/Title Block,在括號內填入相應的標題內容,第一講,PSpice,f. 書簽的使用,選擇：Place/Bookmark,在電路

18、圖中選定某一位置加入標注，以方便以后查找。,書簽位置,第一講,PSpice,g. 文本數(shù)據的輸出,在電路圖形輸入方式中，計算分析的結果都以Probe圖形的方式顯示輸出的，我們得到的只是圖形解。如果用戶想要得到數(shù)值解，需要在電路圖上添加打印機圖符，并進行相應的設置，可使在結果文件output file中能存有數(shù)值解。,選擇,設置分析類型,雙擊,仿真運行后，在output文件中出現(xiàn)V(2)數(shù)據值的輸出,第一講,PSpice,i.電壓控制電流源參數(shù)的設置,電容和電感元件的參數(shù)設置中有一項名稱為IC。用于設置電容和電感元件兩端的初始條件。這些設置在所有的直流偏置求解過程中均起作用。但是在TRAN瞬態(tài)分析中，如果選中了參數(shù)“Skip the initial transient bias point calculation”,則瞬態(tài)分析前將不求解直流偏置工作點。有IC參數(shù)值的元器件將其IC設置值作為偏置解，其他元器件的初始電壓或電流值取為0。,雙擊,實例2：二階電路,設