PSPICE92电路分析

电子线路计算机辅助分析与设计学习要求•熟练掌握PSpice9.2的基本操作•学会运用PSpice9.2对基本电路进行分析•利用PSpice9.2对电路进行分析，以验证设计方案的正确性3、EDA技术的优点缩短了设计周期。（计算机模拟代替搭实验电路；印刷电路板设计软件。）节省设计费用。提高设计质量。（灵敏度分析、容差分析、成品率模拟、最坏情况分析、优化设计等。）共享设计资源。（成熟的单元设计及各种模型和模型参数均放在数据库中。）很强的数据处理能力。（计算机存储量大、数据处理能力强，设计完后，可以很方便地生成各种数据文件和报表文件。）OrCAD是美国OrCADSystem公司推出的著名的EDA软件，它覆盖了电子设计的4项核心任务OrCAD/CaptureCIS（电路原理图设计软件）OrCAD/ExpressPlusOrCAD/PSpiceA/DOrCAD/LayoutPlus(CPLD/FGPA设计软件)（数/模混合模拟软件）（PCB设计软件）Optimizer（电路优化设计）电路仿真一、OrCAD的组成电子线路计算机辅助分析与设计的基本流程提出设计指标拟定电路方案设定器件参数CAA数据输出指标满足要求电路设计结束Y修改电路方案修改电路参数是否要修改电路方案YNN电路安装、调试和测量教学版库文件介绍•Eval.lib半导体器件、运放和逻辑单元•Breakout.lib要考虑参数发生变化的元器件符号应采用此库中的•Analog.lib和Analog_p.lib常用的无源元器件符号•Source.lib各种电源符号•Sourcestm.lib需要调用激励信号波形生成模块设置的各种电源符号。•Special.lib与电路模拟有关的一些专用符号•Abm.lib代表某些模拟功能的符号OrCAD/PSpiceA/D9.2可支持的元器件类别及其字母代号字母代号元器件类型字母代号元器件类型BCaAs场效应管N数字输入C电容O数字输出D二极管Q双极晶体管E压控电压源R电阻F流控电流源S电压控制开关G压控电流源T传输线H流控电压源U数字电路单元I独立电流源USTIM数字电路信号源G结型场效应管V独立电压源K互感、传输线耦合W电流控制开关L电感X单元子电路调用MMOS场效应管ZIGBT管基本元器件的符号电源符号电阻R电容C电感L三极管Q二极管D电位器POT正弦信号电压源Vsin直流电压源VDC2.7.OrCAD/PSpice9.2中的单位和数字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（Ω）、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。2.9OrCAD/PSpice9.2中采用的比例因子符号比例因子符号比例因子F10-15M10-3P10-12K10+3N10-9MEG10+6U10-6G10+9MIL25.4×10-6T10+12特别注意：（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=1×10-6F，应写成C=1u（或1U）二、pspice9.2的基本操作及举例介绍2个最基本的程序项：•CaptureLiteEdition•PspiceADEdition运行程序演示1.调用Capture软件在计算机上选择命令集：程序/OrCADFamilyRelease9.2LiteEdition/CaptureCISLiteEdition，点击后就会在屏幕上出现Capture启动窗口。三、用Capture绘制电路图2.新建设计项目(File/New/Project)在OrCAD软件包中，每一个设计或分析任务都被当作一个项目，由项目管理器（ProjectManager）统一管理。因此每开始一个新的任务就等于新建一个设计项目，要调用项目管理器为新建项目起个名，并确定有关的设置。（1）给设计项目起名。在Name栏中键入项目名，例如我们为将要分析的基本放大器起名为Amp。（2）选定设计项目类型如果电路图要用于印制电路版设计，则应选“PCBoardWizard”或“ProgrammableLogicWizard”。如果只绘制电路,则应选“Schematic”。有4个选项可供选择。如要对绘制的电路进行Pspice分析，应选“AnalogorMixedSignalCircuit”（3）设计项目路径名设置。Location一项用于设置保存新建设计项目的子目录。建立新的Pspice项目Capture工作窗口电路图编辑窗口项目管理器窗口信息查看窗口3、加元器件库(Place/Part命令)在画电路图之前，首先要为将要画的电路选择元器件库。执行Place/Part命令，，在Place/Part对话框中点击“Add”按钮，出现BrowseFile对话框，将所需库点中，点击“打开”按钮，则选中的库文件增至“Labrarise”框中。反之，从“Labrarise”框，选中一个库文件，点击Remove按钮，即将该库文件框剔除。加库剔除库OrCAD9.2教学版中的Pspice库文件•Eval.lib半导体器件、运放和逻辑单元•Breakout.lib要考虑参数发生变化的元器件符号应采用此库中的•Analog.lib和Analog_p.lib常用的无源元器件符号•Source.lib各种电源符号•Sourcestm.lib需要调用激励信号波形生成模块stimed设置的各种电源符号。•Special.lib与电路模拟有关的一些专用符号•Abm.lib代表某些模拟功能的符号4、取放元器件完成元器件库配置后，点击“完成”按钮，屏幕上将出现电路图编辑窗口（PageEditor）。0OutC110UVcc12VRb360kRL2kQ1Q2N2222VsRc2kC210U例如画一张基本放大电路，取放元器件的方法如下：（1）在电路图编辑窗口下，启动Place/Part命令，或按窗口右侧对应的绘图工具快捷键，幕上出现元器件符号选择框。（2）在列表框里点击所需元器件所在的符号库名。（3）在图2.2.7的元器件列表框中通过右侧滚动条找到所需元器件符号名，点击之，该符号的图形即显示在预览框中。（4）点击OK键，该元器件即被调至电路图中。也可以Part框中健入器件名还可以搜索所需器件5、取放电源与接地符号（1）取放电源符号可同取放元器件一样，在SOURCE库中取电压源或电流源。（2）取放接地符号启动Place/Groud，或按对应的绘图快捷键，出现如图所示的选择框。在SOURCE库中取“0”符号。6.连线与设置节点名（1）．连线。①启动Place/Wire命令。②按对应的绘图快捷键（2）．设置节点名。例如，想把输出端的节点起名为Out。步骤如下：①启动Place/NetAlias命令，或按对应的绘图快捷键，屏幕上出现设置框。在设置框中键入节点名（例Out）。②按OK键，则光标处附着一个小方框，将光标移至设置节点名的位置，按鼠标左键，新节点名即出现在该位置。7.元器件属性参数编辑Capture自动为每个元器件设置一个元件名和参数值，元器件设置不符合要求时，可对元器件参数进行编辑。(1).元器件群的参数编辑。选中所有要编辑的元器件。然后点击鼠标右键，调出快捷菜单，选择执行EditProperties命令，即可开启该元器件群的属性编辑对话框，点击对话框左下方的Part按钮，便可更改各元器件的名称和参数。(2).单个元件的参数编辑。双击该元件，即出现对话框。在Value文本框中键入新值即可。同时可以修改该元件电路图中的显示格式（DisplayFormat）、字体（Font）、颜色（Color）和放置位置（Rotation）等。（3）还可以只修改某项参数键入参数绘图快捷键：四、OrCAD/Pspice的基本电路特性分析1.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。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/PSpice9.2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（PageEditor）下，点击PSpice/NewSimulationProfile命令，出现NewSimulation对话框,在Name栏键入模拟类型组的名称，本例取名为DC屏幕上出现模拟类型分组对话框。（3）设置分析类型和参数。在Analysistype栏中选“BiasPoint”。在Option栏中选“GeneralSettings”。在OutputFileOptions栏中选“Includedetailedbiaspointinformationfornonlinearcontrolledsourcesandsemiconductors”（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/OutputFile命令，即可看到本例的文本输出文件DC.out。2.瞬态分析瞬态分析又称TRAN分析，就是求电路的时域响应。它可在给定输入激励信号情况下，计算电路输出端的瞬态响应，也可在没有激励信号但有贮能元件（如C和L）的情况下，求振荡波形。（3）设置模拟类型。（4）设置分析参数：例：求基本放大电路的瞬态分析。步骤如下：（1）用Capture软件画好电路图。（2）为正弦信号源设置参数。在Analysistype栏中选“TimeDomain（Transient）”。在Option栏中选“GeneralSettings”。在Runto栏中填入“2ms”。意思是瞬态分析的终止时间为2ms。在Startsavingdata栏中填入“0”。意思是起始时间为0。在MaximumStep栏中填入“40us”。意思是时间步长为40ms。（5）运行Pspice。执行Pspice/Run命令。（6）查看分析结果。分析计算结束后，系统自动调用Probe模块，屏幕上出现如图所示的Probe窗口。在Probe窗口中，执行Trace/AddTrace命令，出现AddTrace对话框。可用以下两种方法选择要显示的变量名：①在对话框左边的输出变量列表中用光标点中要显示的变量名，该变量名即出现在下端的“TraceExpression”文本框中，允许同时点选多个输出变量。②在“TraceExpression”文本框中键入要显示的变量名。然后点OK按钮，选中的变量波形就显示在屏幕上。建立两个以上的波形显示区本例想同时观看输出输入波形，但两者电压幅度相差悬殊，在同一坐标中显示显然是不合适的，可采用添加波形显示区的方法：①在AddTrace对话框中，选择V（Out），点OK按钮，显示出输出端的波形。②执行Plot/AddPlottoWindow命令，屏幕上添加一个空白的波形显示区。③再执行Trace/AddTrace命令，在AddTrace对话框选择V（Vs:+），点OK按钮，在新加的波形显示区显示出输入信号Vs的波形。Time0s0.4ms0.8ms1.2ms1.6ms2.0msV(Out)-1.0V0V1.0VV(O