《spice使用方法》PPT课件.ppt
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1、 就是用计算机来帮助人们分析或者设计电就是用计算机来帮助人们分析或者设计电子电路。它是子电路。它是CADCAD和和EDAEDA技术的重要组成部分。技术的重要组成部分。电子电路设计就是根据给定的功能和特电子电路设计就是根据给定的功能和特性指标要求,通过各种方式,确定采用的拓性指标要求,通过各种方式,确定采用的拓扑结构及各个元件的参数值。扑结构及各个元件的参数值。一、电子电路设计与仿真一、电子电路设计与仿真1 1、什么是、什么是“电子电路计算机仿真电子电路计算机仿真”OrCAD是美国是美国OrCAD System公司推出的著名公司推出的著名的的EDA软件,它是一个软件包,软件,它是一个软件包,覆盖
2、了电子设计的覆盖了电子设计的4项核心任务项核心任务电路仿真电路仿真Pspice软件软件 PSpice是是国国际际上上著著名名的的通通用用电电路路分分析析程程序序,是是一一个个多多功功能能的的电电路路模模拟拟实实验验台台,从从7070年年代代问问世世以以来来,经经过过了了近近3030年年的的不不断断改改进进、完完善善,已已成成为为国国际上公认的一种工业标准工具。际上公认的一种工业标准工具。.OrCAD/Pspice A/D 软件的功能特点软件的功能特点可模拟以下可模拟以下6 6类常用的电路元器件类常用的电路元器件 (1)(1)基本无源元件,如电阻、电容、电感、传输线等。基本无源元件,如电阻、电容
3、、电感、传输线等。(2)(2)常常用用的的半半导导体体器器件件,如如二二极极管管、双双极极晶晶体体管管、结结型型场场效效应应管、管、MOSMOS管等。管等。(3)(3)独立电压源和独立电流源。独立电压源和独立电流源。(4)(4)各种受控电压源、受控电流源和受控开关。各种受控电压源、受控电流源和受控开关。(5)(5)基基本本数数字字电电路路单单元元,如如门门电电路路、传传输输门门、触触发发器器、可可编编程程 逻辑阵列等。逻辑阵列等。(6)(6)常常用用单单元元电电路路,如如运运算算放放大大器器、555555定定时时器器等等。在在这这里里集集成成电电路路可可作作为为一一个个单单元元电电路路整整体体
4、出出现现在在电电路路中中,而而不不必必考考虑虑该该单单元电路的内部结构。元电路的内部结构。OrCAD/PSpice A/DA/D可支持的元器件类别及其字母代号可支持的元器件类别及其字母代号 字母代号字母代号 元器件类型元器件类型 字母代号字母代号 元器件类型元器件类型BCaAs场效应管场效应管N数字输入数字输入C电容电容O数字输出数字输出D二极管二极管Q双极晶体管双极晶体管E压控电压源压控电压源R电阻电阻F流控电流源流控电流源S电压控制开关电压控制开关G压控电流源压控电流源T传输线传输线H流控电压源流控电压源U数字电路单元数字电路单元I独立电流源独立电流源USTIM数字电路信号源数字电路信号源
5、G结型场效应管结型场效应管V独立电压源独立电压源K互感、传输线耦合互感、传输线耦合W电流控制开关电流控制开关L电感电感X单元子电路调用单元子电路调用MMOS场效应管场效应管 ZIGBT管管2.1.2 2.1.2 OrCAD/PSpice9.2 9.2 可分析的电路特性可分析的电路特性OrCAD/PSpice 9 9可分析的电路特性有可分析的电路特性有6 6类类1515种种:(1 1)直流分析)直流分析 包括静态工作点(包括静态工作点(Bias Point Detail)、直流灵敏)、直流灵敏度(度(DC Sensitivity)、直流传输特性()、直流传输特性(TF:Transfer Func
6、tion)、直流特性扫描()、直流特性扫描(DC Sweep)分析。)分析。(2 2)交流分析)交流分析 包括频率特性(包括频率特性(AC Sweep)、噪声()、噪声(Noise)分)分析。析。OrCAD/PSpice 9 9可分析的电路特性有可分析的电路特性有6 6类类1515种种(3 3)瞬态分析)瞬态分析 包包括括瞬瞬态态响响应应分分析析(Transient Analysis)、傅里叶分析(傅里叶分析(Fourier Analysis)。)。(4 4)参数扫描)参数扫描 包括温度特性分析(包括温度特性分析(Temperature Analysis)参数扫描分析(参数扫描分析(Param
7、etric Analysis)。)。OrCAD/PSpice 9 9可分析的电路特性有可分析的电路特性有6 6类类1515种种(5 5)统计分析)统计分析 包包括括蒙蒙托托卡卡诺诺分分析析(MC:Monte Carlo)、最坏情况分析(最坏情况分析(WC:Worst Case)。)。(6 6)逻辑模拟)逻辑模拟 包包括括逻逻辑辑模模拟拟(Digital Simulation)、数数/模模混混合合模模拟拟(Mixed A/D Simulation)、最最坏坏情情况况时时序序分分析析(Worst-Case timing Analysis)。)。2.7.2.7.OrCAD/PSpice中的单位和数字
8、中的单位和数字 Pspice Pspice 中中采采用用的的是是实实用用工工程程单单位位制制,如如电电压压用用伏伏(V V)、电电流流用用安安培培(A A)、电电阻阻用用欧欧姆姆()、功功率率用用瓦瓦特特(W W)等等。在在运运行行中中,PspicePspice会会根根据据具具体体对对象象自自动动确确定定其其单单位位。用用户户在在输输入入数数据据时时,代代表表单单位位的的字字母母可可以以省省去去。例例如如给给电电压压源源赋赋值值时时,键入键入1212和和12V12V意思一样。意思一样。Pspice Pspice 中中的的数数字字采采用用科科学学表表示示方方式式,即即可可以以使使用用整整数数、小
9、小数数和和以以1010为为底底的的指指数数。用用指指数数表表示示时时,底底数数1010用用字字母母E E来来表表示示。对对于于比比较较大大或或比比较较小小的的数数字字,还还可可采采用用1010种种比比例例因因子子,如如下表所示。下表所示。例如例如10001000、1 1E3 3和和1 1K都表示同一个数。都表示同一个数。2.9 OrCAD/PSpice中采用的比例因子中采用的比例因子 符号符号 比例因子比例因子 符号符号 比例因子比例因子F10-15M10-3P10-12K10+3N10-9MEG10+6U10-6G10+9MIL25.4 10-6T10+12特别注意:特别注意:(1 1)比比
10、例例因因子子可可用用大大写写也也可可用用小小写写,如如m和和M都都表表示示1010-3-3。而而国国标标规规定定,m表表示示1010-3-3,M表表示示1010+6+6,我我们们通通常常的的习习惯惯也也是是这这样样。为为了了防防止止混混淆淆,在在该该软软件件中中用用MEG表示表示1010+6+6。这一点在使用时应特别小心。这一点在使用时应特别小心。(2 2)比例因子只能用英文字母,如)比例因子只能用英文字母,如10-6用用U或或u表示表示,而国标规定而国标规定10-6用用m m表示表示。这一点在使用时也应注意,这一点在使用时也应注意,如电容容量如电容容量C=1=110-6F,应写成,应写成C=
11、1u(或(或1 1U)1.1.用用Pspice Pspice 分析晶体管放大器分析晶体管放大器(P82(P82图图4.5.1)4.5.1)的静态工作点、交流特性、瞬态的静态工作点、交流特性、瞬态特性。特性。2.2.写出有交流负反馈晶体管放大器的设计写出有交流负反馈晶体管放大器的设计报告报告(P64(P64实验报告要求实验报告要求)。3.3.差分放大电路仿真及实验报告。差分放大电路仿真及实验报告。(选做选做)设计任务(4学时)2.10.2.10.电路仿真过程电路仿真过程 1.调用调用Capture软件软件 在在计计算算机机上上选选择择命命令令集集:程程序序/OrCAD Family Releas
12、e 9.2 Lite Edition/Capture CIS Lite Edition,点点击击后后就就会会在在屏屏幕上出现幕上出现Capture启动窗口。启动窗口。三、三、用用CaptureCapture绘制电路图绘制电路图 2.2.新建设计项目新建设计项目(File/New/Project)(File/New/Project)在在OrCADOrCAD软件包中,每一个设计或分析软件包中,每一个设计或分析任务都被当作一个项目,由项目管理器任务都被当作一个项目,由项目管理器(Project ManagerProject Manager)统一管理。因此每开始一)统一管理。因此每开始一个新的任务就等
13、于新建一个设计项目,要调用项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。目管理器为新建项目起个名,并确定有关的设置。(1 1)给设计项目起名。)给设计项目起名。在在NameName栏中键入项目名,例如我们为将要分析的基栏中键入项目名,例如我们为将要分析的基本放大器起名为本放大器起名为AmpAmp。(2 2)选定设计项目类型)选定设计项目类型如果电路图要用于印制电路如果电路图要用于印制电路版版设设计计,则则应应选选“PC PC Board Board Wizard Wizard”或或“Programmable Programmable Logic Wiz
14、ard Logic Wizard”。如果只绘制电路如果只绘制电路,则应选则应选“SchematicSchematic”。有有4 4个选项可供选择。个选项可供选择。如要对绘制的电路进行如要对绘制的电路进行PspicePspice分析,应选分析,应选“Analog Analog or Mixed Signal or Mixed Signal CircuitCircuit”(3 3)设计项目路径名设置。)设计项目路径名设置。LocationLocation一项用于设置保存新一项用于设置保存新建设计项目的子目录。建设计项目的子目录。建立新的Pspice项目Capture Capture 工作窗口工作窗
15、口电路图编辑窗口电路图编辑窗口项目管理器窗口项目管理器窗口信息查看窗口信息查看窗口 3 3、加元器件库、加元器件库(Place/PartPlace/Part命令命令)在画电路图之前,首先要为将要画的电路选择元器在画电路图之前,首先要为将要画的电路选择元器件库。执行件库。执行Place/PartPlace/Part命令,命令,在,在Place/PartPlace/Part对话框中对话框中点击点击“AddAdd”按钮,出现按钮,出现Browse FileBrowse File对话框,将所需库对话框,将所需库点中,点击点中,点击“打开打开”按钮,则选中的库文件增至按钮,则选中的库文件增至“Labra
16、riseLabrarise”框框 中。反之,从中。反之,从“LabrariseLabrarise”框,选中框,选中一个库文件,点击一个库文件,点击RemoveRemove按钮,即将该库文件框剔除。按钮,即将该库文件框剔除。加库加库剔除库剔除库教学版中的教学版中的Pspice库文件库文件 半导体器件、运放和逻辑单元半导体器件、运放和逻辑单元 要考虑参数发生变化的元器件符号应采用此要考虑参数发生变化的元器件符号应采用此库中的库中的 和和 常用的无源元器件符号常用的无源元器件符号 各种电源符号各种电源符号 需要调用激励信号波形生成模块需要调用激励信号波形生成模块stimed stimed 设设置的各
17、种电源符号。置的各种电源符号。与电路模拟有关的一些专用符号与电路模拟有关的一些专用符号 代表某些模拟功能的符号代表某些模拟功能的符号4 4、取放元器件、取放元器件 完成元器件库配置后,点击完成元器件库配置后,点击“完成完成”按钮,按钮,屏幕上将出现电路图编辑窗口(屏幕上将出现电路图编辑窗口(Page EditorPage Editor)。)。例如画一张基本放大电路,取放元器件的方法如下:例如画一张基本放大电路,取放元器件的方法如下:(1 1)在电路图编辑窗口下,启动)在电路图编辑窗口下,启动Place/PartPlace/Part命令,或按窗口右命令,或按窗口右侧对应的绘图工具快捷键侧对应的绘
18、图工具快捷键 ,幕上出现元器件符号选择框。,幕上出现元器件符号选择框。(2 2)在列表框里点在列表框里点击击所需元器件所在的符号所需元器件所在的符号库库名。名。(3 3)在在图图的的元元器器件件列列表表框框中中通通过过右右侧侧滚滚动动条条找找到到所所需需元元器器件件符号名,点符号名,点击击之,之,该该符号的符号的图图形即形即显显示在示在预览预览框中框中。(4 4)点)点击击OKOK键键,该该元器件即被元器件即被调调至至电电路路图图中。中。也可以也可以Part框中框中健入健入器件器件名名还可以搜索还可以搜索所需器件所需器件5 5、取放取放电电源与接地符号源与接地符号 (1 1)取放电源符号)取放
19、电源符号 可同取放元器件一可同取放元器件一样样,在,在SOURCESOURCE库库中取中取电压电压源或源或电电流流源。源。(2 2)取放接地符号)取放接地符号 启启动动Place/GroudPlace/Groud,或按,或按对应对应的的绘图绘图快捷快捷键键 ,出,出现现如如图图所示的所示的选择选择框。在框。在SOURCESOURCE库库中取中取“0 0”符号。符号。6.6.连线与设置节点名连线与设置节点名(1)连线。)连线。启动启动Place/Wire命令。命令。按按对应对应的的绘图绘图快捷快捷键键(2)设置节点名。)设置节点名。例如,想把输出端的节点起名为例如,想把输出端的节点起名为Out。
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