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电子技术基础(模拟部分第十一讲 电子电路的计算机辅助分析与设计
11.5 PSPICE窗口版的功能应用
窗口版PSPICE目前已有版本5.1,6.2,7.1,8.0,9.0 1)原理图编辑器(schematics.editor) 放置元器件和画连线:选Draw/Get New Part 屏幕出 现对话框,在标题为Add Part中: • 选Browse/analog.slb/R 取电阻 • 选Browse/analog.slb/D 取二极管 • 选Browse/eval.slb/Q 取三极管 • 选Browse/port.slb/AGND 取地线 • 选Draw/wire 将元件连接好。 编辑元件属性:在元件上连击两下,出现Editing Attribate的对话框,并键入相关参数,按“Save Attr”和OK按钮。 存图:选File/Save(取名Damp)
1). 从符号库中提取元器件符号或端口符号 先开启[Schematic],点选[Draw/Get New Part],或单击工具 栏上的取元件图标,
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11.2 PSPICE功能及特点
PSPICE是机辅分析和设计的电子电路模拟软件。硬件设计
实现之前,先对电路进行模拟分析,器件的模型、系统的 调整、测试全由计算机完成。用户根据要求设置参数,计 算机象扫频仪和示波器一样测试电路的频率响应和瞬态响 应,进行各种分析使电路达到最优
1)特点: 节省时间,节省设备,产品一般性好,可靠性高,新产品 更新快。 2)功能: • 直流分析:计算工作点,计算直流小信号传输函数,计算 直流转移特性曲线
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交流分析:频域分析(幅频,相频);噪声分析 (计算指定频率点上的噪声等效电平) 瞬态分析:瞬态响应(绘不同信号的时域波形); 傅立叶分析(计算基波,谐波系数)
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灵敏度分析:计算元件参数变化引起电路输出变量 的变化(交、直流)。
容差分析:蒙特卡罗(monte-carlo)分析
(统计分析法)给定元件参数容差时,计算输出变量 的均值和标准偏差;最坏情况分析(Worst-Case): 参数处于容差边界的一种最坏组合情况下计算输出 的上界值和下限。
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开始模拟电路之前,必须先用Schematic将电路图画出来, Schematic启动界面如下:
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进入绘制电路图窗口如图:
窗口标题栏,显示 当前程序项名称和 所编辑的文件名称, 新建电路图必须以 某个名称保存以后 才有文件名
主菜单栏, [Schematics] 的所有操作 都可通过选 择菜单中相 应的栏目来 完成。 图标工具栏,每个图标代表菜 单中一项最常用的操作,点中 图标即可完成相应的操作,提 高了操作效率。 原理图编辑区,也就是原理图页面。它是 一块均匀划分的网格区域,用户可以选择 Options=>Display Options…显示方式设 置,打开或关闭网格开关(Grid On)也 13 可重新设置网点之间间隔(GridSize )。
• • 温度特性分析:通常在27度进行分析,也可指定温度 优化设计:给定电路拓扑结构和电路性能约束的情况 下,确定元器件最佳参数组合。 5
11.3 PSPICE的基本构成
人机交互界面
电路符号库
原理图输入
电路模拟分析 符号编辑器 绘图后处理
Байду номын сангаас
模型参数库
模型参数提取
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人机交互界面:windows下工作,鼠标点击下拉菜单选 命令,多窗口的多任务作业,可在不同窗口绘原理图, 模拟分析,给出仿真结果波形。 输入方式:原理图和文本两种输入方式。调电路符号 组成电路图,由原理图编辑器自动将图转换成电路网 表文件标上节点号供模拟器分析仿真。 元器件模型建立与处理:模型提取软件PARTS建模, 提取参数。同一器件不同分析要采用不同模型。
CTGU
Fundamental of Electronic Technology
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11.1 11.2 11.3 11.4 11.5
引言 PSPICE功能及特点 PSPICE的基本构成 PSPICE文本描述 PSPICE窗口版的功能应用
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11.1 引言
1) 计算机辅助设计(computer aided design) CAD CAM CAE CAT 2)电子CAD向EDA的过渡 传统设计:方案,验证,修改,人工完成 早期CAD:缺少CAD软件,人机完成 EDA系统的设计过程和大部分计算有机器完成 3)电子CAD源于机辅作图与分析 CAA是电子CAD 的独有技术 从直流、交流分析,瞬态分析发展到容差分析,最 坏 情况分析,数字模拟,数模混合模拟(仿真) 代表软件如:SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)PSPICE(personal spice)
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2)例:RC电路瞬态分析
1 + 0 V(2) 10V 5V 0 10US 20US t
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R1
2 5U C1
1
VIN 0
A SIMPLE RC CIRCUIT VIN 1 0 DC 12V R1 1 2 1 C1 20 5U IC=5 TRAN 5US 20US PLOT TRAN V(2) PROBE END
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电路方程建立与求解:交流小信号分析:线性代数方 程,高斯消元法求解;直流非线性分析:非线性代数 方程,迭代法求解;瞬态分析:常微分方程,变步长 隐式积分法求解
绘图处理:绘图软件probe,波形曲线输出存档
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11.4 PSPICE文本描述
1)电路描述: 标题描述, 电路描述(确定电路元件,节点,元件 值,元件模型,信号源), 分析功能描述, 输出结果描述, 结束描述
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2) 模拟分析与显示
• • 模拟分析设置:选analysis/ setup 探头Probe设置:分析完自动进入图形后处理程序 选analysis/probe setup , Automatically Run Probe After Stimulation 击OK。 • • • 模拟并显示直流扫描:选analysis/ simulation(模拟) 先检测,建网络表,再模拟,显示模拟信息 加入Marker标记:选Marker/Mark voltage/level,按 标记显示波形 显示波形:选analysis/simulate