《OrCADPspice软件与电路特性模拟幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《OrCADPspice软件与电路特性模拟幻灯片（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、绘制好电路图后，即可调用OrCAD软件包中的Pspice软件对电路进行模拟。本章有介绍OrCAD/Pspice软件结构和功能特点的基础上，重点介绍应用OrCAD/Pspice软件对模拟电路进行计算机模拟的方法。对优化、逻辑模拟和数模混合模拟放在其它章节介绍。 4 .1 OrCAD/Pspice软件 Pspice软件可以完成电路模拟分析。 一、 OrCAD五个模块之间的关系为：,第四章 OrCAD/Pspice软件与电路特性模拟,OrCAD软件包中5个配套软件之间的相互关系,输入电路图；实现设计项目统一管理,交互方式生成电路模拟中需要的各激励信号波形,A.瞬态分析中需要的脉冲、分段线性、调幅正弦
2、、调频和指数信号等5种波形；B.逻辑模拟中需要的时钟信号、各种形状的脉冲及总线信号。,基本直流工作点计算、直流DC扫描、交流小信号AC分析和瞬态TRAN分析,生成电路模拟时需要的模型参数,显示电压、电流波形；对模拟结果再分析处理；数字电路中逻辑错误问题的检测,根据约束条件，自动调整电路元器件参数，满足电路指标要求。,二、PSpiceA/D支持的元器件类型 (1)基本无源元件，如电阻、电容、电感、传输线等。 (2)常用的半导体器件，如二极管、双极晶体管、结型场效应管、MOS管等。 (3)独立电压源和独立电流源。 (4)各种受控电压源、受控电流源和受控开关。 (5)基本数字电路单元，如门电路、传输
3、门、触发器、可编程逻辑阵列等。 (6)常用单元电路，如运算放大器、555定时器等。在这里集成电路可作为一个单元电路整体出现在电路中，而不必考虑该单元电路的内部结构。,PspiceA/D可支持的元器件类别及其字母代号,三、PSpiceA/D分析的电路特性 可分析的电路特性有6类15种。,四 . 电路模拟的基本过程 采用OrCAD/PSpice软件对电路设计方案进行电路模拟的基本过程分8个阶段；,新建设计项目（Project）,电路图生成（OrCAD/Capture）,电路特性分析要求设计（Profile）,电路模拟（PSpiceA/D）,模拟结果分析（PSpice/Probe）,优化设计（PSp
4、ice/Optimixer）,设计满足要求否？,设计结果输出,否,是,五 . PSpice中的数字、单位和运算式Pspice 中采用的是实用工程单位制，如电压用伏（V）、电流用安培（A）、电阻用欧姆（）、功率用瓦特（W）等。在运行中，Pspice会根据具体对象自动确定其单位。用户在输入数据时，代表单位的字母可以省去。例如给电压源赋值时，键入12和12V意思一样。 Pspice 中的数字采用科学表示方式，即可以使用整数、小数和以10为底的指数。用指数表示时，底数10用字母E来表示。对于比较大或比较小的数字，还可采用10种比例因子，如下表所示。,例如1000、1E3和1K都表示同一个数。 特别注意
5、：（1）比例因子可用大写也可用小写，如m和M都表示10-3。而国标规定，m表示10-3，M表示10+6，我们通常的习惯也是这样。为了防止混淆，在该软件中用MEG表示10+6。这一点在使用时应特别小心。（2）比例因子只能用英文字母，如10-6用U或u表示，而国标规定10-6用m表示。这一点在使用时也应注意，如电容容量C=110-6F，应写成C=1u（或1U）。,OrCAD/PSpice 10中采用的比例因子,六. 电路图中的节点编号和输出变量表达式 1.电路图中的节点编号 由元器件的引出端作为节点号名称，一般形式为： 元器件编号：引出端名 由数字编排的节点序号。 2.输出变量的基本格式 （1）电
6、路变量的基本格式 V（节点号1，节点号2） （2）电流变量的基本格式 I（元器件编号：引出端名） 3.输出变量的别名表示（Alias） （1）交流小信号AC分析中的输出变量名。 （2）用元器件引出端名表示的输出变量。,4.2 模拟电路分析计算的基本过程 一、绘制电路图 二、特性分析类型确定和参数设置 （1）调出PSpice命令菜单 在Capture中执行PSpice出现PSpice菜单。 （2）建立模拟类型分组 执行PSpice/New Simulation Profile子命令 （3）设置模拟类型和参数 完成上述设置后，点击Create按钮，出现设置框。 Analysis标签页中需设置3方面
7、的内容： 1、基本分析类型的设定；,（2）模拟类型组中其他分析类型的选定； （3）分析参数的设置。 三、模拟分析计算 执行RUN命令，进行分析计算。并分别生成.dat和.out为扩展名的两种结果数据文件。 四、电路模拟结果分析 （1）模拟结果信号波形分析 模拟结果正确，则会调用Probe，显示信号的分析波形。 （2）出错信息显示分析 对于显示的出错信息，应进行分析，然后确定是否修改电路图、改变分析参数设置或采取措施解决不收敛问题。 （3）模拟结果输出文件查阅。,一 . 静态工作点分析 静态工作点分析就是将电路中的电容开路，电感短路，对各个信号源取其直流电平值，计算电路的直流偏置量。,4.3 直
8、流工作点分析（Bias Point Detail）,例：求基本放大电路的静态工作点。步骤如下： （1）用Capture软件画好电路图。,（2） 建立模拟类型分组。 建立模拟类型分组的目的是为了便于管理。OrCAD/PSpice 10将基本直流分析、直流扫描分析、交流分析和瞬态分析规定为4种基本分析类型。每一个模拟类型分组中只能包含其中的一种，但可以同时包括温度分析、参数扫描和蒙托卡诺分析等。 在电路图编辑窗口（Page Editor）下，点击PSpice/New Simulation Profile命令，屏幕上出现模拟类型分组对话框。 在Name栏键入模拟 类型组的名称，本例取名为DC。,（3
9、）设置分析类型和参数。 在Analysis type栏中选“Bias Point”。 在Option栏中选“General Settings”。 在Output File Options栏中选“Include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors”,如果选择此部分，则进行直流灵敏度分析,（4）运行Pspice。 启动Pspice/Run命令，软件开始分析计算。 （5）查看分析结果。 分析计算结束后，系统自动调用Probe模块，屏幕上出现Probe窗口。选择View/
10、Output File命令，即可看到本例的文本输出文件DC.out。,4.4 直流传输特性分析（Transfer Function） 直流传输特性分析又称TF分析，就是计算电路的直流小信号增益、输入电阻和输出电阻。用它来求解放大器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻是最方便的。但是该功能属于直流分析范畴，分析时将电路中的电容开路、电感短路。所以只能用于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。,例：求差动放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,（1）设置分析类型和参数：在Analysis type栏中选“Bias Point”； 在Option栏中选“General Settings”。 在Ou
11、tput File Options栏中选“Calculate small-signal DC gail”。 在From Input source栏中填入“Vs”，在To Output栏中填入“V（Vo1，Vo2）”，意思是求传递函数（Vo1-Vo2）/Vs及从Vs 端看进去的输入电阻和从Vo1、Vo2端看进去的输出电阻。,（2）运行Pspice。 （3）查看分析结果。,从中可以看出：双端输出的电压放大倍数AV=-121.3输入电阻Ri=7.33kW双端输出的输出电阻Ro=18.9kW,4.5.直流特性扫描分析（DC Sweep） 直流分析又称DC分析，就是当电路中某一参数在一定范围内变化时求电
12、路的直流特性。可以利用这一分析作出电路的传输特性曲线、晶体管的输入输出特性曲线等。值得注意的是，DC分析只能用于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。,例：差动放大电路如图所示，设三极管Q1、Q2的=50，画出电路的电压传输特性曲线。,（1）用Capture软件画好电路图。 （2）将三极管设置为=50。 （3）设置分析类型和参数：,在Analysis type栏中选“DC Sweep”；在Option栏中选“Primary Sweep”。 在Sweep variable栏中选“Voltage source”，在Name栏中填入“Vs”。意思以电压源Vs作为 变量。 在Sweep type栏中选“
13、Linear”。 在Start栏中填入“-0.3”， 在End栏中填入“+0.3V”， 在Increment栏中填入“0.03V”。 意思是Vs从-0.3V+0.3V作 线性变化，步长为0.03V。,（4）运行Pspice。 （5）查看分析结果：在Probe窗口中，用光标依次点中V（Vo1）和V（Vo2） ，即显示该电路电压传输特性曲线。,4.6.交流小信号频率特性分析（AC Sweep） 交流分析又称AC分析，就是求电路的频域响应。当输入信号的频率变化时，它能够计算出电路的幅频响应和相频响应。 作交流分析时，信号源应用交流源VAC或IAC。也可以用前面介绍的5种激励源，但必须在设置参数时为其
14、交流参数AC项赋值。注意不能用正弦源。,例：分析差动放大电路 的频率特性。,（1）用Capture软件画好电路图。信号源Vs选交流电压源VAC，幅值为0.1V。 （2）设置分析类型和参数: 在Analysis type栏中选“AC Sweep/Noise”。 在Option栏中选“General Settings”。 在AC Sweep Type 栏中选“Logarithmi： Decade”。 在Start栏中填入 “1k”。 在End栏中 填入“10MEG”。 在Points/Decade栏 中填入“4”。意思是每10倍 频间隔计算4个点。,（4）查看分析结果。在Add Trace 对话框
15、下端的“Trace Expression”文本框中键入V（Vo1，Vo2），即显示双端输出的频率特性曲线。 （5）查看双端输出时电压增益的波特图。 在Probe窗口中，执行Trace/Add Trace命令，在“Trace Expression”文本框中键入DB（V（Vo1，Vo2）/V（Vs：+），即显示出电压增益的幅频特性曲线。 点选Trace/Add Y Axis ，增加一个纵轴。 在“Trace Expression”文本框中键P（V（Vo1，Vo2）/V（Vs：+），即显示出电压增益的相频特性曲线。,2交流分析中的输出变量名作交流分析时，输出变量名除了可用基本格式外，还可在基本格式中的关键字V或I后面加一标示符，以表示输出量类型。下表示出了5种标示符及含义。,
