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1、1,OrCAD PSpice 软件介绍,2,一、电路设计常用软件,1. OrCAD PSpice 软件 功能强大 电路仿真 Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis): 通用集成电路仿真程序； 1972年，美国加州大学伯克利分校开发。,1985年Microsim公司推出基于PC的PSpice1； 1996年推出基于Windows的PSpice5.1。,1998年Microsim并入OrCAD公司，后来又与 Candence公司合并，目前最新版OrCAD 16.3。,3,4,2. EWB 和 Multisim 软件 电路虚
2、拟仿真 EWB(Electronics Workbench): 1988年加拿大 IIT公司推出，Multisim是EWB的升级版本； EWB和Multisim软件提供了许多虚拟仪器仪表 工具，工作界面形象直观，操作简单，分析功 能强大，易学易用。目前最新版Multisim11。,5,6,3. Protel 软件 原理图设计 PCB制板 Protel: 1991年澳大利亚Protel Technology公 司推出；1999年推出Protel99，后来又推出 Protel99 SE；2001年Protel公司更名为Altium 公司，2002年推出Protel DXP。目前最常用 的是Prot
3、el99 SE，集原理图绘制、模数混合 信号仿真、多层电路板设计、可编程逻辑器件 设计、图表生成等功能于一身。,7,电视机主板局部图，手工布线,单片机控制电路局部图，自动布线,8,二、OrCAD PSpice软件的安装,以OrCAD Family Release 9.2版本为例。,1. 打开OrCAD软件包，运行Setup.exe程序。,2. 输入Key Codes，选择要安装的软件。,Capture A CaptureCIS B LayoutStd E LayoutPlus F LayoutEngEd G PSpice H PSpiceAD I PSpiceADBasics J PSpice
4、Optimizer K,9,3. 输入 Authorization Codes。,4. 选择安装类型和路径，开始安装。,5. 安装完成。,10,三、OrCAD 软件组成及功能,1. OrCAD软件组成：,Capture:电路原理图设计软件，可生成模拟电 路、数字电路和模/数混合电路。,PSpice:电路仿真软件，可对Capture生成的原 理图进行仿真分析，并对其进行优化。,Layout:印刷电路板图设计软件，可将Capture 生成的原理图，转为印刷电路板图(PCB)。,Express:逻辑仿真软件，可对Capture生成的数 字电路模拟仿真，用于可编程逻辑器件设计。,11,2. PSpic
5、e AD的分析功能：,直流分析:包括静态工作点分析、直流扫描分析 和直流小信号增益分析及灵敏度分析。,交流分析:包括交流扫描分析和噪声分析。,瞬态分析: 瞬态响应分析，可分析电路中电压、电流 和数字状态随时间的变化。,傅里叶分析:可给出非正弦周期信号的直流 分量、各次谐波分量和总谐波失真系数。,12,四、电路仿真分析过程,1. 启动Capture CIS。,2. 建立新工程 New Project，设置新工程的名称、 类型和路径。,Analog or Mixed A/D Project：可进行模拟或 模数混合仿真，仿真后还可PCB布线。 PC Board Wizard：可直接PCB布线，还可选
6、择相关选项进行模数混合仿真。 Schematic:所建工程只能设计原理图。,13,3.设置 “Create PSpice Project”对话框。,Create based upon an existing project:基于原有工程建立新工程。 Create a blank project:创建一个空白工程。,4. 绘制电路原理图。,添加元件库，放置元件； 编辑元件属性，修改元件参数； 放置接地元件； 连接各元件，完成电路。 注意：把参考结点连到接地元件。,14,绘制电路原理图的原则： 1)不允许有悬浮结点存在。 2)结点间不允许出现短路，不允许用电压源或 电感连接两结点。 3)元件和结点
7、编号不能重复。,电路连线完成后，点击 PSpice / Create Netlist, 若连线没有错误，则自动生成一个以 net 为扩展名的 Netlist 文件。,15,A B C D E F G H I J K L M,PSpice 工具栏,绘图工具栏,16,5. 设置仿真类型和仿真参数。,点击PSpice/New Simulation Profile，设置仿真文件名称。,在Simulation Settings对话框的Analysis页面中，设置仿真分析类型和仿真分析参数。,Time Domain (Transient):时域(或瞬态)仿真 DC Sweep: 直流扫描 AC Sweep
8、: 交流扫描或噪声分析 Bias Point: 直流工作点,17,18,6. 选择PSpice/Run菜单命令，运行仿真，查看仿真结果。,仿真结束后，PSpice按照仿真分析的类型，将与数字有关的计算结果存放在以OUT为扩展名的ASCII码输出文件中；将与波形曲线有关的计算结果以二进制形式存放在以DAT为扩展名的文件中，需调用Probe波形显示模块 来显示分析结果。,19,五、直流分析,直流工作点分析(Bias Point) 利用PSpice分析电路在直流激励下的稳态响应。,例5.1 用PSpice仿真程序计算图示电路中各结 点电压。,20,1) 绘制原理图。,21,2) 设置仿真类型及仿真参
9、数。,22,3) 运行仿真，点击工具栏中的“V”按钮，查看 各结点电压的仿真结果。,23,2. 直流扫描分析(DC Sweep) 利用PSpice可绘出各种直流转移特性曲线。,例5.2 用PSpice仿真程序求图示电路中ab端口 的戴维宁等效电路。,24,1) 绘制原理图(端口处用0A电流源I2替代)。,25,2) 设置仿真类型及仿真参数。,26,3) 运行仿真，在Probe窗口调出端口电压V(I2) 随端口电流I2的变化曲线。,由仿真曲线可知：,I=0A时, U=20V I=1A时, U=14V,代入U=UOC-ReqI, 求得,UOC=20V Req=6,27,例5.3 用PSpice仿真
10、程序计算图示电路中R2为 多大时消耗的功率最大。,绘制原理图。 将电阻R2的Value属性改为RVAL； 从SPECIAL库中添加PARAM元件，在属性窗 口点击New Column按钮，输入RVAL名字和 数值即可。,28,2) 设置仿真类型及仿真参数。,29,3) 运行仿真，在Probe窗口调出负载R2的功率 W(R2)随电阻R2的变化曲线，用光标定位功能 寻找最大功率点。,当R2=R1=1k时，Pmax=250W。,30,六、交流扫描分析(AC Sweep) 交流扫描分析即频域分析，用于计算交流 小信号频率响应特性，扫描变量是频率。,例6.1 RLC串联谐振电路如图所示，正弦交流 电源u
11、s频率可调，幅值等于1V。分析电流i的 频率特性。,31,1) 绘制原理图。,32,2) 设置仿真类型及仿真参数。,33,3)运行仿真，在Probe窗口调出电流i的幅频响 应曲线。,34,4)在Probe窗口调出电流i的相频响应曲线。 点击Plot/Add Y Axis，添加一个Y轴，再点击 Trace/Add Trace，在函数列表框里选择计算相 位的函数P()，在输出变量列表框里选择I(R1)。,35,5)将R1换成可调电阻(RVAL)，作参数分析。 在Simulation Settings窗口中，选择Parametric Sweep，扫描变量为RVAL，观察电流i的幅频 响应曲线随参数R
12、VAL变化的曲线。,36,37,例6.2 已知uS(t)=8sin(1000t+50)V，R1=4k, R2=2k, L=50mH, C=2uF。用PSpice仿真程序 求电流iC(t)。,38,绘制原理图。 在SPECIAL库中，调出IPRINT元件，设置其 AC、MAC及PHASE属性值均为“y”。,39,2) 设置仿真类型及仿真参数。,40,3)运行仿真，在Probe窗口打开Output File，查 看输出结果(频率，振幅，相位)。,iC(t)=3.264cos(1000t-37.430)mA,41,七、瞬态分析(Time Domain) 1. 瞬态响应分析,例7.1 用PSpice仿
13、真程序研究RLC串联电路在 R2=100，R2=1000的过渡过程iL。,42,绘制原理图，取R2=100632，开关元件 Sw_topen、Sw_tclose在ANL_MISC库文件中。,43,2) 设置仿真类型及仿真参数，分析时间区间设为02ms，最大步长1us。,44,3)运行仿真，在Probe窗口调出电流i随时间的变化曲线。,45,4)将R2改为1000632，再次运行仿真，在Probe窗口调出电流i随时间的变化曲线。,46,例7.2 用PSpice仿真程序研究RLC串联电路在 正弦电源uS=10sin100tV作用下的uC(t)，已知 开关S在t=0时闭合，uC(0-)=15V。,=
14、20050,47,绘制原理图。正弦电源直流偏置VOFF=0， 幅值VAMPL=10V，频率FREQ=50Hz，初相 PHASE=0；电感电流初值IC=0，电容电压初 值IC=15V。,48,2) 设置仿真类型及仿真参数，分析时间区间设为040ms。,49,3)运行仿真，在Probe窗口调出电压uC随时间的变化曲线。,50,2. 傅里叶分析,例7.3 用PSpice仿真程序研究图示电路在周期 电源激励下的电流iL。,51,绘制原理图，脉冲电源电压初始值V1=7.5V， 脉动值V2=2.5V，延迟时间TD=0，上升沿TR= 下降沿时间TF=1s，脉冲宽度PW=1s，周期 PER=2s。,52,2) 设置仿真类型及仿真参数，分析时间区间设为05s。,53,3)运行仿真，在Probe窗口调出电流iL随时间的变化曲线。,54,4) 在Probe窗口点击菜单Trace/Fourier，查看电流iL的频谱分析结果。,