电路CAD实习.docx

电路CAD实习报告 目录一、概述3二、例题3【例3-1】3【例3-2】4【例3-3】5【例3-4】5【例3-5】6三、习题7【习题1】7【习题2】9【习题3】10【习题4】10【习题5】11【习题6】12【习题7】13【习题8】14【习题9】15【习题10】15【习题11】16【习题12】16【习题13】18【习题14】18【习题15】20四、实习心得21五、参考文献22一、概述： 电子电路CAD是一门实践性很强的课程。ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件，它是世界上使用最广的EDA软件，每天都有上百万的电子工程师在使用它，相对于其它EDA软件而言，它的功能也是最强大的。通过实训，使学生能够熟练掌握该软件的基本功能（绘制电路图、创建元器件、创建封装图、合理布局布线、设置障碍物、PCB后续处理等），能使用该软件设计出具有一定专业水平的PCB板。ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件，它是世界上使用最广的EDA软件，每天都有上百万的电子工程师在使用它，相对于其它EDA软件而言，它的功能也是最强大的，由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版，因此在国内它并不普及，知名度也比不上PROTEL，只有少数的电子设计者使用它，它进入国内是在电脑刚开始普及的94年。 ORCADCapture(以下以Capture代称)是一款基于Windows操作环境下的电路设计工具。利用Capture软件，能够实现绘制电路原理图以及为制作PCB和可编程的逻辑设计提供连续性的仿真信息。CadenceOrCADCapture是一款多功能的PCB原理图输入工具。OrCADCapture作为行业标准的PCB原理图输入方式，是当今世界最流行的原理图输入工具之一，具有简单直观的用户设计界面。OrCAD CaptureCIS具有功能强大的元件信息系统，可以在线和集中管理元件数据库，从而大幅提升电路设计的效率。OrCAD Capture提供了完整的、可调整的原理图设计方法，能够有效应用于PCB的设计创建、管理和重用。将原理图设计技术和PCB布局布线技术相结合，OrCAD能够帮助设计师从一开始就抓住设计意图。不管是用于设计模拟电路、复杂的PCB、FPGA和CPLD、PCB改版的原理图修改，还是用于设计层次模块，OrCADCapture都能为设计师提供快速的设计输入工具。此外，OrCADCapture原理图输入技术让设计师可以随时输入、修改和检验PCB设计。OrCADCapture与OrCADPCBEditor的无缝数据连接，可以很容易实现物理PCB的设计；与CadencePSpiceA/D高度集成，可以实现电路的数模混合信号仿真。OrCADCaptureCIS在原理图输入基础上，加入了强大的元件信息系统，可用于创建、跟踪和认证元件，便于优选库和已有元件库的重用。这种简单的原理图输入技术让设计师能够更好的发挥他们的创造力，专注于电路设计，而不是忙碌于工具层面的操作。二、例题：【例3-1】由电阻和电流电压源组成的仿真电路如图所示，试求Rl两端的电压和电流。解：选择偏压点分析：运行后单击PSpices工具栏中的“V”和“I”，得结果如下图：故知该电路中，Rl两端的电压为8.000V、电流为8.000uA。【例3-2】RLC串联仿真电路如图所示，试分析该电路电流的频率响应特性。解：选择交流频率响应分析：参数设置为：Start-1K，End-20K,Points/Decade-101；执行PSpices，选择I（R1）与V1 的关系图，得结果如下图：由图可知：该电路中，电流在7KHz附近发生串联谐振，谐振电流100mA。【例3-3】如图为RLC仿真电路，试分析其在脉冲信号作用下的输出瞬态响应。解：选择脉冲信号瞬态分析：参数设置如下：Ran to=1000ns,Stat saving date=0,Maximum step=1ns;选择V(in)和V(out)关系，得结果如下图：【例3-4】含VCVS受控源的电路如图所示，求电路中的控制量u1及u。解：选择偏压点分析，运行后选择PSpices工具栏中的“V”的出下图： 由图可知：u1=20.00V，u=200.0V。【例3-5】RL一阶串联电路加一折线电压源，如图所示，试求L1的电压与电流。解：电源参数设置如下：T1=0s，T2=1us，V1=0V，V2=10V；选择瞬态分析法：参数设置如下Ran to=5000ns,Stat saving date=0,Maximum step=200ns执行PSpices选择I(L1)及V(L1)关系，得结果如下图：由图可知，L/R=1ms的5倍时间（5ms）才能达到10V三、习题：【习题1】如图所示仿真电路，先执行偏压点分析，观察其文本输出文件，然后执行直流扫描分析，画出V(M4/d)的波形图。解：执行偏压点分析如图1所示： 图1执行直流扫描分析如图2所示：图2如图二所示可知，当Vi=6V时，V(M4/d)达到饱和，此时V(M4/d)=10V。【习题2】对如图所示仿真电路先进行偏压点分析，观察其文本输出文件，然后执行直流扫描分析，画出V(U1/OUT)波形图。解：执行偏压点分析如图1所示：图1 执行直流扫描分析如图2所示：图2由图2所示可知，当Vi=5V时，V(U1/OUT)饱和，此时V(U1/OUT)约为-9.80V。【习题3】对图所示的仿真电路进行直流扫描分析，在同一窗口中画出I(R1)和I(R2)的波形图，观察流经R1和R2的电流方向是否是同一方向，为什么？解：执行直流扫描分析：得如图结果：如图可知：流经R1和R2的电流流向不是同一方向，原因：在串联电路中有电流和为零。【习题4】对如图所示仿真电路图执行交流扫描分析，画出DB(V(V0)/V(Vi)及P(V(V0)/V(Vi)的波形图。解：设置如下参数：Start-10K，End-10Meg，Points/decade-101；执行交流扫描，得出如图结果：DB图P图【习题5】对如图仿真电路进行瞬态分析。将Maximum step size设为0.2us，Run to Time设为0.2ms；在同一窗口屏幕下显示V(Vi)和V(V0)两个信号的波形曲线。解：。由图可知：通过运放输出的电压是输入的两倍，方向相反【习题6】对如图仿真电路进行噪声分析。解：选择AC分析，勾选Temperature项，设置参数如下：Start-10，End-1G，points/Decade-101，Output-V(v0)，I/V-VSRC，Interv-10。选择V(INOISE)和V(ONOISE)得结果如图：由图可知：随着频率的升高，输入噪声在50MHz内不变，之后迅速上升；输出噪声在100KHz内不变，此后随着频率的升高而降低。噪声能量会随着温度的升高而增加，SNR也会随之下降。即在高温状态受，电路较容易噪声影响。【习题7】将如图所示仿真电路图中R1温度系数改为tc1=0.02、tc2=0.04。C1的温度系数改为tc1=0.03、tc2=0.04,并仿真温度改为20、30、40、50C，然后重新进行温度分析。解：在Rbreak原件单击左键，选择Edit-PSpice Model，键入tc1=0.02、tc2=0.04；同理设置Cbreak原件参数：tc1=0.03、tc2=0.04。选择瞬态分析，勾选Temperature项，再勾选第二项，填入20、30、40、50C，选择V(V0)关系图，得出如下图结果：【习题8】求图中的仿真电路图中的控制量I及U。解，执行偏压点分析，得出结果如下图：由图可知：I=14.94mA,U=5.06V.【习题9】计算如图所示仿真电路的输入电阻。解：由图可知，输入电阻为1/3欧。【习题10】对如图所示仿真电路完成所示RC充放电电路输出波形。解：参数设置为：Run to-6000ns,MAXimum-0.1us。【习题11】对如图所示仿真电路进行偏压点分析，并观察其文本输出文件，执行直流扫描分析，然后得出所示波形。解：设置参数如下：name-I1,start-0,end-10,increment-0.2;由图可知：电阻电流大小与电流源有关，成线性关系。 【习题12】如图所示BJT共射极放大电路仿真电路图。要求对输出电压V0进行噪声分析，温度分析的设置值为30、45、60C，并观察文本输出文件内容。解：设置如下参数：start-10，end-1G，points/decade-101,output-V(V0),I/V-V2,interv-10,温度设置按题目要求设置。【习题13】求出图中的电压Va和Vb。解：由图可知：Va=68.57V，Vb=61.71V【习题14】分压式偏执共射极电路的仿真电路图如图所示。 1.通过仿真电路求静态工作点。 2.求出电路的输入输出电阻，并与近似计算值比较（管子的模型参数为Bf=255.9，Rb=10）解：【习题15】差动放大电路的仿真电路图如图所示，已知Vi1=12sin21000t，Vi2=2sin21000t。1.通过仿真画出Vo1、Vo2及Vo1-Vo2的波形。2.求出共模抑制比、输入输出电阻。解：（1）由图可知：VO1和VO2输出电压均为1.2V，共模抑制比大约为82。四、实习心得人类已进入高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品，进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格一直呈下降趋势，而产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。应用电子技术、计算机技术和只能技术的深入发展，极大地推动力电子设计自动化的产生和发展，而CAD为电子产品更快的实现更新换代提供了技术保障。很显然，CAD已经成为电子工程设计的重要手段。在21世纪的今天，作为一个大学生，掌握真正的技术是必要的，因此，CAD实习是我们必要的课程。而要掌握CAD技术就必须学会应用OrCAD软件。在这一个周的实习中，我学到了很多东西，我知道OrCAD是一个很实用的软件，我们可以用它做许多东西。这也是我们学习其他内容的基础。五、参考文献1 王延才 Protel DXP应用教程 机械工业出版社 20092 程斌 精通Protel DXP 电路设计 清华大学出版社 20043 江思敏 Altium Designer（Protel）原理图与PCB设计教程 机械工业出版社 20104 陈兆梅 Protel DXP 2004 SP2印制电路板设计实用教程 机械工业出版社 20085 张义和 Protel DXP 电路设计大全 中国铁道出版社 20056 贾新章 OrCAD/PSpice 9实用教程 西安电子科技大学出版社 19997 张丽华 模拟电子技术基础仿真、试验与课程设计 西安电子科技大学出版社8 秦曾煌 电工学（上册） 高等教育出版社 20039 王辅春 OrCAD 9.0简明教程 吉林工业大学出版社 200910 郑光钦 全能OrCAD混合电路仿真PS