第6章 PSpice应用 ●●●●●
第6章PSpice应用
●●● ●●●● ●●●●● ●●●● ●●●0● 61 PSpice的起源与发展 ●●●0 61 PSpice的起源与发展 Spice-Simulation Program with integrate Circuit Emphasis ●美国加州大学伯克利分校1972集成电路分析 大规模电子系统计算机辅助分析 ·1984PC机运行软件 Pspice ●1988美国国家国家工业标准 · Pspice5.0及以下版本为DoS版本电路描述语言 Pspice5.1及其以上版本增加图形文件输入方式 输入方式:网单文件(文本文件)形式 电路原理图形式
6.1 PSpice的起源与发展 6.1 PSpice的起源与发展 ⚫ Spice—Simulation Program with integrate Circuit Emphasis ⚫ 美国加州大学伯克利分校 1972集成电路分析 ⚫ 大规模电子系统计算机辅助分析 ⚫ 1984 PC机运行软件Pspice ⚫ 1988 美国国家国家工业标准 ⚫ Pspice5.0及以下版本为DOS版本 电路描述语言 ⚫ Pspice5.1及其以上版本 增加图形文件输入方式 ⚫ 输入方式：网单文件（文本文件）形式 电路原理图形式
●●● ●●●● ●●●●● ●●●● 62 PSpice的特点 ●●●0● ●●●0 62 PSpice的特点 1、集成性高电路图的制作,分析设置,完成仿真与观测结果,印刷 电路板设计可编程逻辑元件设计 2、完整的 Probe观测功能 OrCAD PSpice提供了一个 Probe程序快速 而精准地观察申路特性;另外它也提供了软件测量的功能,可以测量 出各式各样基本与衍生的电路特性数据,必要时,用户可以让 PSpice 显示出些由记录数据所衍生出来的波形数据,譬如波特图、相位边 限、迟滞图、上升时 Bias point Deta流打播分机 DC Sweep)、交流扫描分析 AC Sweep) 暂态分析( Transient Analysis)之外,更包含有温度分析 Temperature Analysis)、参数分析( Parametric Analysis)、傅立叶 析( Fourier Analysis)、蒙地卡罗分析( Monte Carlo Analysis)、最 情况分析( Worst Case Analysis)、噪声分析( Noise Analysis),性能 析( Performance Analysis)等等更进一步的分析工具 4、模块化和层次化设计 5、模拟行为模型提供了一个简便的方式去仿真一块尚末完成或是极 复杂的子电路, 6、具有模拟和数字仿真能力 7、元件库扩充功能
6.2 PSpice的特点 ⚫ 1、集成性高 电路图的制作，分析设置，完成仿真与观测结果，印刷 电路板设计可编程逻辑元件设计 ⚫ 2、完整的Probe观测功能 OrCAD PSpice提供了一个Probe程序快速 而精准地观察电路特性，另外它也提供了软件测量的功能，可以测量 出各式各样基本与衍生的电路特性数据，必要时，用户可以让PSpice 显示出一些由记录数据所衍生出来的波形数据，譬如波特图、相位边 限、迟滞图、上升时间等等。 ⚫ 3、各种完整的高级仿真功能 除了基本的偏压点分析( Bias Point Detail )、直流扫描分析(DC Sweep )、交流扫描分析(AC Sweep )、 暂态分析(Transient Analysis)之外，更包含有温度分析 （Temperature Analysis )、参数分析( Parametric Analysis) 、傅立叶 分析(Fourier Analysis ) 、蒙地卡罗分析( Monte Carlo Analysis ) 、最 差情况分析( Worst Case Analysis )、噪声分析(Noise Analysis ),性能 分析(Performance Analysis )等等更进一步的分析工具。 ⚫ 4、模块化和层次化设计 ⚫ 5、模拟行为模型 提供了一个简便的方式去仿真一块尚末完成或是极 复杂的子电路， ⚫ 6、具有模拟和数字仿真能力 ⚫ 7、元件库扩充功能 6.2 PSpice的特点
●●● ●●●● ●●●●● 63 PSpice可执行的仿真分析 ●●●● ●●●0● ●●●0 63 PSpice可执行的仿真分析 基本分析与高级分析两大类。 631基本分析 基本分析包含直流分析、交流分析与时域信号分析。 1.直流分析 偏压点分析( ias point detai)在给定真流电源下,求各节 点电压与分支电流。在任何分析之前均会自动执行一次 直流扫描分析( Sweep)将一个或两个直流电源、模型 参数或温度作为横轴变量,扫描过一定范围的数值,取出 稳态电压或电流数值作为纵轴变量。 ·直流灵敏度分析 DC Sensitivity Small-signa计算在偏压 点数值改变下,某个节点电压数值的变化程度。 ·小信号直流转移分析Sma- Signal DC Transfer)计算在 偏压点数值改变下,小信号直流增益、输入阻抗与输出阻 抗的改变量
6.3 PSpice可执行的仿真分析 基本分析与高级分析两大类。 6.3.1基本分析 基本分析包含直流分析、交流分析与时域信号分析。 1.直流分析 ⚫ 偏压点分析(Bias Point Detail)在给定直流电源下，求各节 点电压与分支电流。在任何分析之前均会自动执行一次。 ⚫ 直流扫描分析(DC Sweep )将一个或两个直流电源、模型 参数或温度作为横轴变量，扫描过一定范围的数值，取出 稳态电压或电流数值作为纵轴变量。 ⚫ 直流灵敏度分析(DC Sensitivity Small-signal)计算在偏压 点数值改变下，某个节点电压数值的变化程度。 ⚫ 小信号直流转移分析(Small--Signal DC Transfer)计算在 偏压点数值改变下，小信号直流增益、输入阻抗与输出阻 抗的改变量。 6.3 PSpice可执行的仿真分析
●●● ●●●● ●●●●● 63 PSpice可执行的仿真分析 ●●●● ●●●0● ●●●0 2交流分析 验证电路在小信号交流电源下的工作状态。包含交流扫 描分析( AC Sweep)与噪声分析(Nose),相当于实验室内 频率分析仪的地位。 交流扫描分析将一个或二个交流电源扫描过一定范围的频 率,将电路在偏压点附近线性化,求出小信号电压或电流 的幅度与相位频率响应。 ●噪声分析在求出在交流扫描分析中所指定的频率中,输 出信号中属于各个电路噪声源的比例、输出信号的噪声 RMS总合以及等效的输入噪声源。 3时域信号分析 时域分析主要验证电路在时域信号下的工作情况。包含 暂态分析( Transient)与傅立叶分析( Fourier)。 暂态分析求各个时间点上电路的节点电压、分支电流或是 薮字状态,相当于实验室的示波器与逻辑分析仪的地位。 傅里叶分析求暂态分析结果中某个输出信号的直流与其傅 里叶成分的比例
2.交流分析 验证电路在小信号交流电源下的工作状态。包含交流扫 描分析(AC Sweep )与噪声分析(Noise )，相当于实验室内 频率分析仪的地位。 ⚫ 交流扫描分析将一个或二个交流电源扫描过一定范围的频 率，将电路在偏压点附近线性化，求出小信号电压或电流 的幅度与相位频率响应。 ⚫ 噪声分析在求出在交流扫描分析中所指定的频率中，输 出信号中属于各个电路噪声源的比例、输出信号的噪声 RMS总合以及等效的输入噪声源。 3.时域信号分析 时域分析主要验证电路在时域信号下的工作情况。包含 暂态分析（Transient）与傅立叶分析(Fourier )。 ⚫ 暂态分析求各个时间点上电路的节点电压、分支电流或是 数字状态，相当于实验室的示波器与逻辑分析仪的地位。 ⚫ 傅里叶分析求暂态分析结果中某个输出信号的直流与其傅 里叶成分的比例。 6.3 PSpice可执行的仿真分析
●●● ●●●● ●●●●● 63 PSpice可执行的仿真分析 ●●●● ●●●0● ●●●0 632高级分析 高级分析包含有以下几类可多次执行( multi-run)的分 析项目 温度分析( Temperature)依用户的设置逐步更改工作温度 值,在每个温度数值的状态下记录一次输出结果 参数分析 Parametric依用户的设置逐步更改某个电路特 性值,然后在每个电路特性值的状态下记录一次输出结果。 蒙地卡罗分析( Monde carlo)与灵敏度最差情况分析 ( Sensitivity worst-case)是有统计性质的分析类型。根 据元的误差范围每改变一次元件值就执行二次要求的基 本分析,再将结果记录下来,只不过蒙地卡罗分析来取的 是随机式的改变方式,而灵敏度最差倩况分析则是先执 次灵敏度分析,找出使输出有最差情况的组合,然后 用这些数值我出最差情况时的真正输出结果
6.3.2高级分析 高级分析包含有以下几类可多次执行( multi-run)的分 析项目 ⚫ 温度分析( Temperature ) 依用户的设置逐步更改工作温度 值，在每个温度数值的状态下记录一次输出结果。 ⚫ 参数分析(Parametric)依用户的设置逐步更改某个电路特 性值，然后在每个电路特性值的状态下记录一次输出结果。 ⚫ 蒙地卡罗分析(Monde Carlo )与灵敏度/最差情况分析 （Sensitivity worst-case )是有统计性质的分析类型。根 据元件的误差范围每改变一次元件值就执行一次要求的基 本分析，再将结果记录下来，只不过蒙地卡罗分析采取的 是随机式的改变方式，而灵敏度/最差情况分析则是先执 行一次灵敏度分析，找出使输出有最差情况的组合，然后 用这些数值找出最差情况时的真正输出结果。 6.3 PSpice可执行的仿真分析
●●● ●●●● ●●●●● 64 PSpice文件 ●●● ●●●0● ●●●0 64 PSpice文件 电路内的元件与它们之间的连接状况、执行何种分析 对应电路元件的仿真模型以及激励源信号。这些数据分别 存放在不同的资源文件内。某些文件会软件自动产生,某 会由元件厍送来,某些得由用戶自行定义。 641 DSN, OPJ, CIR. NET ALS文件 原则上每一份电路图都存于一个扩展名为DSN的文 件内,项目文件的扩展名为.○PJ。仿真之前先自动产生 扩展名为C|RNET和ALS的一个文件供 PSpice程序使 用。CIR是电路主文件,内容包含SPCE规格要求的固定 形式和仿真指令,NET文件内容为一连串元件名称、元 件值、元件连接状祝的文字式描述。ALS内容为元件端点 连线在电路中的别名。 642.OLB.LIB文件 元件的几何图形,存在于OLB元件库文件内。所谓 模型定义就是一组描述元件特性的参数值,存在于.LB元 件库文件内
6.4 PSpice文件 电路内的元件与它们之间的连接状况、执行何种分析、 对应电路元件的仿真模型以及激励源信号。这些数据分别 存放在不同的资源文件内。某些文件会软件自动产生，某 些会由元件库送来，某些得由用户自行定义。 6.4.1 .DSN .OPJ .CIR .NET .ALS文件 原则上每一份电路图都存于一个扩展名为.DSN的文 件内，项目文件的扩展名为.OPJ 。仿真之前先自动产生 扩展名为.CIR .NET和.ALS的一个文件供PSpice程序使 用。.CIR是电路主文件，内容包含SPICE规格要求的固定 形式和仿真指令，.NET文件内容为一连串元件名称、元 件值、元件连接状祝的文字式描述。.ALS内容为元件端点 连线在电路中的别名。 6.4.2 .OLB .L IB文件 元件的几何图形，存在于.OLB元件库文件内。所谓 模型定义就是一组描述元件特性的参数值，存在于.LIB元 件库文件内。 6.4 PSpice文件
●●● ●●●● ●●●●● 64 PSpice文件 ●●● ●●●0● ●●●0 643.0UT.DAT文件 ●●●● OUT内容包含有电路的网络连接描述、PSPⅰce指令与选 项、仿真结果、仿真过程中所产生的错误信息。另外经设 置,它也可包含有一些仿真后的输出结果。 DAT为仿真完后的输出结果,主要是供 Probe程序来观测 仿真结果之用 644. PRB STL STM.|NC文件 PRB自动记录最后一次的屏幕波形,用户也可以自行设 置存档。 使用激励源编辑程序( Stimulus editor)来作信号时,STL 文件内放置这些信号数据。如果使用模型编辑程序 Model edito)的 Model text view产生文字式输入信号描 述,其扩展名为STM。 ⅠNC是包含文件,内容是用户定义的 PSpice指令及用户想 要在.○UT文件内出现的文字注解。可以使用记事本等文 字编辑器或 Model editor的 Model text view来产生
6.4.3 .OUT .DAT文件 ⚫ .OUT内容包含有电路的网络连接描述、PSPice指令与选 项、仿真结果、仿真过程中所产生的错误信息。另外经设 置，它也可包含有一些仿真后的输出结果。 ⚫ .DAT为仿真完后的输出结果，主要是供Probe程序来观测 仿真结果之用。 6.4.4 .PRB .STL .STM .INC文件 ⚫ . PRB自动记录最后一次的屏幕波形，用户也可以自行设 置存档。 ⚫ 使用激励源编辑程序(Stimulus Editor)来作信号时，.STL 文件内放置这些信号数据。如果使用模型编辑程序 （Model editor)的Model Text View产生文字式输入信号描 述，其扩展名为.STM。 ⚫ .INC是包含文件，内容是用户定义的PSpice指令及用户想 要在.OUT文件内出现的文字注解。可以使用记事本等文 字编辑器或Model Editor的Model Text View来产生。 6.4 PSpice文件
●●● ●●●● ●●●●● ●●● PSpice软件界面及菜单 ●●●0● ●●●0 四 MATLAB Internet Exp C Cadence PSD 14 PSpice Accessories 360杀毒 Online Documentat e画人园 腾讯Q 回河北省科技计划项目信息填报系统西0 Orcad Family and PSpice Documents Microsoft Office PSpice 2003 浩潮阅览器 PSpice AD MathType 5 PSpice Optimize Adobe reader x 因 Adobe reader Release Notes Microsoft office pdffactory Pro PowerPoint 2003 图 Schematics 画中国建设银行E路护航网银安全组件 Set Configuration 画图 画电驴 Uninstall Cadence PSD 14.0 Products 画腾讯软件 熄 eb update 所有程序)b 画0 overture40中文版 m PANDORATV C The KMPlayer 开始s° 画360安全浏览器
PSpice软件界面及菜单
●●● ●●●● ●●●●● ●●●● PSpice软件界面及菜单 ●●●0● ●●●0 P, PSpice Schenatics-[ Schenaticl p 1 1 回区 File Edit Draw Navi gate View Options Analysis Tools Markers Window Help X 国图[MmV叫I 1.12, 0. 00 Autosaving complete
第PSpice 6章软件界面及菜单 PSpice应用
