附录B电路仿真分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,附录,B,电路仿真分析,计算机及相关技术的发展极大地促进了电路分析与设计,技术的进步，相应的,EDA,（,Electronic Design Automation,）,产品层出不穷，熟练地应用这些产品，已成为提高电路,分析和设计技能的重要手段。,OrCAD,（公司名）软件是其中的一种,EDA,产品,OrCAD,软件覆盖了电子设计中的四项核心任务：,（,1,）,电路原理图设计,（,2,）,电路仿真,及优化设计,（,3,）印制电路板设计,（,4,）可编程逻辑设计,1.OrCAD,软件系统的基本组成,电路图编辑软件,Capture,电路仿真,/,优化设计软件,PSpice,/Optimizer,印制电路板设计软件,Layout Plus,可编程逻辑设计软件,Express,原理图编辑,仿真参数设置,产生网络表,.,软件模拟验证优化设计,将原理图,转化为,印制电路板图,对逻辑电路进行模拟,进行,CPLD/FPGA,设计,Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,（,1,）启动,OrCAD/Capture,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,OrCAD/Capture,程序窗口,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,（,2,）新建设计项目,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,新建项目（,New Project,）对话框,项目名称,项目类型,项目路径,默认扩展名,.opj,单击,OK,打开设计项目管理器,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,设计项目管理器（,Project Manager),窗口,设计资源,输出文件,Pspice,仿真资源,双击,PAGE,进入原理图编辑器,右击,Library,载入元件库,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,双击,PAGE,原理图编辑窗口,标题栏,菜单栏,基本工具栏,绘图工具栏,工作区,状态栏,PSpice,工具栏,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,右击,Library,载入元件库对话框,包含模拟电路的无源元件,包含参数可变的元件,包含各种独立电源,包含测量器件,包含半导体器件、集成电路等,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,4.,放置电路元件,或者单击按钮,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,放置元件（,Place Part,）对话框,元件库列表,元件,列表,元件名,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,5.,设置元件属性参数,Property,双击图中的元件，可以设置元件属性参数，,Reference,（元件编号）,Value,（电气参数值）,PCB Footprint,（封装形式）,2 OrCAD/Capture,电路图的绘制,6.,连接线路：,7.,放置接地符号（设置参考点）,选择菜单,Place/Wire,选择菜单,Place/Ground,3 OrCAD,/,PSpice,软件简介,SPICE,（,Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis,）,即重点用于集成电路的模拟程序,PSpice,PC,机上运行的,SPICE,OrCAD/PSpice,软件主要功能,模拟电路仿真,数字电路仿真,模拟数字混合电路仿真（,PSpice A/D,）,3 OrCAD,/,PSpice,软件简介,OrCAD/PSpice,软件中最基本的,4,种仿真类型,（,1,）直流分析：,分析直流工作点（即直流响应）,（,2,）直流扫描分析：,改变电路中某个参数（自变量）的,取值，并对其每个取值分析所产生的的直流响应,（,3,）交流小信号频率特性分析：,先计算电路的直流工作,点，然后使交流电源的频率在一定范围内变化，并用交,流小信号等效电路分析电路的交流信号响应。,（,4,）瞬态分析：,在给定激励作用下分析电路的暂态响应,3 OrCAD/PSpice,电路仿真的基本流程,新建设计项目（,Project,）,绘制电路图（,OrCAD/Capture,）,仿真分析类型及参数设置,(Profile,）,执行仿真（,PSpice A/D,）,仿真结果分析（,PSpice Probe,）,对设计任务采用,项目管理方式,人机交互方式编辑电路图，是仿真分析的输入,4,种基本分析类型之一，附加相应的其它类型,在,Probe,窗口中显示响应波形，在有关文件中存放响应数据,3 OrCAD/PSpice,电路仿真的基本流程,一般地，在仿真过程中，如果电路设计方案不合适、电路图,生成中出错，或分析参数设置不当，都会导致仿真不能正常,进行，此时可能需要修改电路设计，或者纠正电路图的绘制,错误，或者重新设置仿真分析的参数。,另外，对于完整的电子设计自动化（,EDA,）过程，还可以在,仿真分析之后，调用,PSpice A/D,中的优化模块（,Optimizer),对电路进一步进行优化设计；还可以调用,OrCAD/Capture,输出全套电路图纸及各种统计报表；还可以将电路设计图传,送给,OrCAD/Layout,，继续进行印制电路板的设计，等等。,4,设置仿真分析类型及参数,选择菜单,PSpice/New Simulation Profile,，,可打开“,New Simulation”,对话框,单击按钮,Creat,输入仿真文件名,新的仿真文件,4,设置仿真分析类型及参数,“Simulation Settings”,对话框，,直流工作点分析,缺省选项：通用设置,5.,观察仿真结果,仿真结束后，,观察仿真结果的方法,（,1,）单击快捷工具按钮 和 ，直流工作点分析结果：,节点电压和器件电流直接显示在电路图中。,5.,观察仿真结果,直流工作点仿真结果,5.,观察仿真结果,（,2,）单击快捷工具按钮，在原理图中放置电压、电流探,头 、和 ，可以显示暂态分析中的响应波形。,5.,观察仿真结果,（,3,）在输出文件中查看数值结果,选择菜单,PSpice/View Output File,仿真实验,2,：直流电路的仿真分析,要求：,1,、设计一个直流电路：,结构要求,：,3,个节点，,4,个支路,元件要求,：含有,1,个电压源、,1,个电流源、,1,个,CCCS,（或者,CCVS,），若干电阻,2,、仿真分析各节点电压和元件端子的电流。,3,、理论计算仿真结果，并与仿真结果比较。,4,、按照实验指导书的要求整理实验报告。,仿真实验,7,：频率特性与谐振现象的分析,实验要求,：,1,、自拟一个高通滤波器电路，要求其低频截止频率为,1kHz,。,并分析在不同参数下（不同,R,或,C,值）输出电压的频率特性。,2.,自拟一个,R,、,L,、,C,并联谐振电路，要求谐振频率为,100kHz,。,并分析不同,R,值时，电路中各元件电流的频率特性曲线。,实验报告要求,：,（,1,）总结分析电路频率特性时交流扫描分析的设置方法。,（,2,）打印电路图及输出的频率特性曲线。,（,3,）得出实验结论，并用电路理论知识加以解释。,