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1、SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计PSpice电路仿真与设计SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计2内容l背景篇l入门篇l应用篇l提高篇SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计3背景篇l认识PSpiceSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计4我们所处的时代l随着科技的发展，电子产品的性能提高、 复杂度增加，价格却下降，主要原因：生 产制造技术、电子设计技术的发展 l生产制造：微细加工技术，微米阶段，可 在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体 管
2、l电子设计： EDA （Electronic Design Automation）技术，以计算机为工作平台 ，融合电子、计算机、智能技术的电子 CAD通用软件包SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计5lEDA 技术已经成为一个独立的学科，具体 包括芯片级EDA、电路级EDA、PCB设计 EDAl集成电路（IC）得到广泛应用，大规模集 成电路设计一般都是通过EDA工具实现l电子产品从设计、实验到定型必须借助于 计算机进行仿真分析和设计lPSpice是较早出现的EDA软件之一SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计6PSPI
3、CE简介lSPICESimulation Program with Integrated Circuit Emphasis 一种交互式的电路模拟程序， 能分析和模拟一般条件下的各种电路特性。l美国加州大学伯克利分校电子工程和计算机系开 发，第一版本于1972年完成，主要用于集成电路 的分析。早期的版本用FORTRAN语言编写，只 可以在小型机、大型机、工作站上运行。1985年 采用C语言编写。l1984年美国MicroSim公司推出可在PC机上运行 的版本，称为PSpice，有工业版和教学版（也称 为学生版）之分。l1988年SPICE被定为美国国家工业标准。SUN YAT-SEN UNIVE
4、RSITY中山大学PSPICE电路仿真设计7l1998年Microsim公司被OrCAD公司并购，PSpice 更名为OrCAD PSpice，推出OrCAD PSpice 9， 简称PSpice 9。l2000年推出PSpice 9.1l2003年推出PSpice 10SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计8OrCAD PSpice在整个OrCAD设计环境 中负责电路的仿真和验证工作。它可以当 作一个软件的电路面包板，用户在上面建 立电路模型和设置激励信号后，可根据要 求来测试设计的电路。如果仿真结果顺利通过检测，就可以进 入后续的OrCAD Layou
5、t Plus程序，进行印 制电路板（PCB)设计；或者进入Express 程序，进行可编程逻辑阵列（PLD)设计。SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计9仿真功能lPSpice可分析的电路 模拟电路 数字电路 数模混合电路lPSpice可进行的分析 基本电路分析（4种：DC /AC /Transient /Bios Point） 其他分析（6种：FFT / Parameters / Monte Carlo / Worst / Temperature / Noise）lPSpice可进行的设计优化设计PCB设计PLD设计SUN YAT-SEN UNIVERS
6、ITY中山大学PSPICE电路仿真设计10免费的学生版lPSpice Student Version Release 9.1,以下以 PSpice 9.1学生版为例l下载地址l电路仿真限制64个节点10个晶体管2个运算放大器10个理想或非理想传输线或4组耦合线。SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计11三种类型的库文件l元器件以符号、模型、封装三种形式存放 在3种类型的库文件中l*.slb库中的元器件符号用于绘制电路图l*.lib库中的元器件模型用于电路仿真分析l*.plb库中的元器件封装用于绘制PCB图l电路仿真只用到前两个库SUN YAT-SEN UN
7、IVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计12常见名词缩写lCAD Computer Aided Design 计算机辅助设计lEDA Electronics Design Automation 电子设计自动化lIC Integrated Circuit 集成电路lVLSI Very Large Scale Integration 超大规模集成电路lASIC Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路lPLD Programmable Logic Device 可编程逻辑器件lFPLA Field Programmable Logic A
8、rray 现场可编程逻辑阵列lFPGA Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列lVHDL VHSIC Hardware Design Language 超高速集成电路硬 件设计语言lPCB Printed Circuit Board 印制电路板SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计13其它电路仿真软件介绍：EWB/MultisimlEWB Electronic Workbench 加拿大IIT公司于 1980年代末至90年代初推出的专用于电子电路仿 真的“电子工作平台”，从6.0版本开始，仿真设计 模块更名为Multi
9、sim，2001年推出Multisim2001l界面直观、人及交互方便、测量仪器单击图标直 接调用，模拟仪器操作界面接近实物，测试结果 与实际接近、简便易学，数千种元器件，该软件 生成的电路文件可以直接输入到Protel、OrCAD 等印制电路板设计软件，生成印制电路，大大缩 短了产品开发周期。SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计14ProtellProtel 1990年代初澳大利亚Protel Technology公 司研制开发的电子CAD软件，推出了Windows系 统下运行的多个版本，最著名的是Protel99，该 版本将电路原理图编辑、电路仿真测
10、试、可编程 逻辑器件(PLD)设计、PCB设计等功能融合在一 起，大型电子设计常用软件，在电子行业知名度 很高，普及很广l模块包括原理图设计、印制电路板设计、电路仿 真、可编程逻辑器件设计、FPGA设计及VHDL设 计编译等。SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计15MatlablMATLAB 以矩阵运算为基础的交互式程序语言， 专门针对科学工程计算及绘图而开发，由美国 MathWorks公司于1984年推出，2004推出7.0版 。l将科学计算、程序编写、结果可视化集中在一个 系统中，仿真调试方便l包含大量的数学函数l提供与其它程序交互的接口程序l强大的
11、、可扩展的工具箱Toolboxl数值计算、符号计算、建模动态仿真SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计16PSpice的优势l开发应用早，电路模拟的标准工具l在国外，PSpice软件非常流行在大学里，是工科类学生必会的电路分析与设计工具 ；在公司里，是产品从设计、实验、定型过程中不可缺 少的设计工具l在电路系统仿真方面，独具特色，其他软件无法 比拟，适合系统及电路级仿真，被公认为是通用 电路模拟程序中最优秀的软件庞大的上万种元器件库，并可生成新元器件高精度元器件模型、仿真精度高SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计17
12、入门篇l电路图输入和编辑l掌握四个基本仿真SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计18PSpice的四个主要/基本电路分析l直流分析 DC Sweepl交流分析 AC Sweepl瞬态分析 Time Domain（时域扫描）l直流工作点分析 Bias Point（偏置点分析）SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计19PSpice9.1学生 版模数混合电路仿真原理图绘图编辑模块原理图输入、器件信 息管理模型参数编辑模块电路设计优化模块 激励源波形编辑模块SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿
13、真设计20模块间的协作关系Model Editor模型参数编辑Schematics或Capture CIS原理图绘图编辑Sitmulus Editor激励源波形编辑Probe模拟显示PSpice A/D电路仿真Optimizer设计优化SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计21Capture CIS原理图设计和元件信息管理l1990年代末，EDA界知名公司OrCAD公司 相中了PSpice 高超的电路仿真能力而加以 并购，这套软件更名为OrCAD PSpice，简 称 PSpice，是OrCAD软件包的一部分。l除了原有的Schematics绘图编辑器之外
14、， 增加了Capture CIS程序绘制电路原理图和 进行元件管理SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计22建立工程、输入原理图l建立新工程File/New Projectl放置元件Place/Part，放置“地”l连接电路l修改元件参数方法1：双击参数值，修改；方法2：单击整个元件右击选择Edit Properties，修改l注意“地”的设置：Name = 0SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计23元器件名称和关键词关键词类型 R电阻器 C电容器 L电感器 D二极管 Q三极管 JJFET MMOSFETQ2N222
15、2一种NPN型BJT；Q2N3904另一种NPN型BJT（具体参数不同）；SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计24绘制一个直流电路可以直流分析，也可以直流工作点分析。确定激励 下，用直流工作点分析简单。SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计25新建/编辑仿真文档SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计26仿真设置SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计27l还可以编辑仿真文件l保存后仿真按钮高亮度显示SUN YAT-SEN UNIVERSITY中
16、山大学PSPICE电路仿真设计28直流工作点分析不会出现波形l仿真结果的窗口分为3部分，波形部分灰色SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计29回到Capture界面，出现各节点的电压值SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计30按下“V”、“I” 按钮，出现节点电压和支路电流l不 需 要 显 示 则 弹 起 按 钮SUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学PSPICE电路仿真设计31输出文件lView/Output Filel输出文件包括 仿真类型 网表 电压、电流、功率的计算结果 小信号特性 灵敏度分析SUN YAT-SEN
