Pspice应用课件.ppt

Pspice理论知识入门 Orcad9 2 Fn F7切换后 在笔记本上出现选择提示 选第二项即可 Pspice应用 文本输入的练习题 1 电路如图所示 信号源v 5sin 500 2 t AC交流幅值为5V 请用文本输入的方式进行如下分析 1 交流分析 以每十倍频程扫描3点的方式 绘制1Hz 10MHz电压频率特性 输出电压取自R2两端 2 瞬态分析 绘制各节点电压0 8ms的瞬态响应其中 R1 10 R2 2K L 2 5mH C 40uF 2 电路如下图所示 其中电阻R1 R2 电容C1 C2 电感L均采用模型参数 其标称值分别为R10 100 R20 100 C10 3 18uF C20 3 18uF L0 15 9mH 电阻的各参数如下 R 1 Tc1 0 02 Tc2 0 005 电容的各参数如下 C 1 Vc1 0 01 Vc2 0 002 Tc2 0 02 电感的各参数如下 L 1 IL1 0 01 IL2 0 002 Tc1 0 005 电源V1 12sin 2 1000t 请对该电路进行瞬态分析 并绘制0 3ms各节点电位瞬态分析的曲线 步长为10us要求考虑温度40 及50 的情况 3 直流扫描的例子 R1 300K R2 3K RL 5 1K C1 20uF C2 20uF Vb 12V 三极管为Q2N3901 请描绘三极管输出特性曲线 这里Vb的扫描范围0 7V 0 76V 步长为0 02V Vc的扫描是0 100V 步长为1V Vi是正交信号源 振幅3V 频率500Hz 初相为0 提示 三极管为库元件 所以文本中应该有语句 lib 三极管的描述为Q1420Q2N3901 参数描述的例子 Vi是正交信号源 振幅5V 频率10KHz L 10mH R 2K 当参数C为扫描时 其扫描值有3个 分别为0 1uF 1uF 20uF 其参数设置值可为20uF 当参数R扫描时 其扫描值有3个 分别为1K 10K 20K 其参数设置值可为10K 请观察各节点电位的瞬态响应曲线 步长为0 05ms 终止值为2ms Pspice使用 第一章简介 第一节概述 1 Pspice的简单历史 Pspice是主要用于集成电路的分析程序 Pspice起初用在大规模电子计算机上进行仿真分析 后来推出了能在PC上运行的Pspice软件 Pspice5 0以上版本是基于windows操作环境 Pspice8 0被Orcad收购成为Orcad9 2 2 Pspice的用途 用于仿真设计 在实际制作电路之前 先进行计算机模拟 可根据模拟运行结果修改和优化电路设计 测试各种性能 不必涉及实际元器件及测试设备 用于电路的分析 计算 3 引例 设计一个RC电路 求电容两端电压零状态响应的变化规律 设计电路如图所示 t RC3 4 300 s uC3 8V 解 根据学过的知识 已知Vc 0 0 零状态响应 说明 1 图中电阻的符号2 电压源的表示 V13 电容的单位 uF 微法 下面仿真验证 采用原理图输入方法c zymEDAteaching92 transient6 sch 双击程序 OrcadFamilyRelease9 2 Schematics draw里的getnewpart 取R 2个 C vdc 双击各元件 将其value值分别按图中给出 2 用draw中的wire将各元件连线 3 draw中的getnewpart取Egnd 7 Simulate 分析结束后自动进入probe程序中 6 设置分析类型 在Analysis Setup 选择Transient选中 其步长stepvalue 10msstopvalue 100ms 4 双击各连线分别标注节点号1 2 5 存盘 8 在probe画面中选中trace addtrace 如V 2 第三节Pspice组成 1 schematics程序 2 Pspice程序 3 probe程序 4 stimulseditor程序 5 parts程序 1 schematics程序 2 Pspice程序 完成Pspice的仿真后 生成两类文件 out文件 电路输出文本文件 查看分析结果 dat文件 数据文件 通过probe程序查看结果 完成用户图形文件的生成 后缀为 sch 图形文件编辑器自动将原理图转换为网表文件以提供给模拟计算程序进行仿真 自动转换成 cir文件 电路模拟计算程序 只打开 cir文件 3 probe程序 输出图形后处理程序 它把Pspice仿真生成的 dat文件 用图形方式表示出来 它相当于万用表 示波器 扫频仪 4 stimulseditor程序 信号源编辑程序 可根据自己需要建立和修改信号源 5 parts程序 用户自己确定元器件模型 建立有源器件的Pspice模型及集成电路的Pspice宏模型 还允许用户修改库文件中已有的器件模型参数或器件方程 重新建立器件模型 其中重点是Pspice的功能 后面重点讲述 第四节电路仿真步骤 1确定电路方案 利用电路知识 2输入电路方案 1 可以文本输入 存成 cir文件 2 可以是电路原理图输入 sch文件 3设置分析类型 后面重点讲 4Simulate 进行仿真 1 对原理图输入的 2 对文本输入的 程序 OrcadFamilyRelease9 2 PspiceAD File 输入并存盘 Simulation run 进入analysis setup 选定分析类型后 simulate 5RunProbe 说明 1 文本结果在examine out中查看 3 若输入或分析设置有错 可在examine out文件中看错误 2 图形结果在 Probe画面中查看 第二章文本文件描述 第一节基本规则和术语 一 节点 电路应编写节点号 其值为0 9999之间整数 0节点约定为地 每个节点应有一个通向地节点的直流通路 直流通路是流经电阻 电感 二极管 三极管到地节点的路径 可以并接大电阻到地或串接0值电压源到地 提供直流通路 要求是不改变电路性能 二 元件名和元件值 P9 1 元件名 各元件首字母见P10表2 1 例B 砷化镓MES场效应晶体管K 互感R 电阻C 电容D 二极管L 电感受控源 E VcvsF CccsG VccsH Ccvs独立源 I 独立电流源V 独立电压源开关 W 流控开关S 压控开关 单位后缀 V 伏特 DEG 度 元件的数值后面单位可省略 数值比率 F 1E 15 m 1E 3 k 1E3 meg 1E6 g 1E9 2 元件值采用浮点形式 后跟数值比率和单位后缀 三 分析类型 P10 见后面2 5详细讲述 四 统计分析自学 了解 五 温度分析 TEMP 一 直流分析 二 交流分析 三 瞬态分析 幅频响应 相频响应 AC小信号频响 瞬态分析 TRAN 付立叶分析 Four NOISE 噪声分析 蒙特卡罗分析 MC 最坏情况分析 WCASE 五 输出变量P12 可分为电压输出和电流输出 例V N 节点N相对地的电压 二端元件Vxy name 名为name的元件上x端和y端之间的电压 三端或四端元件 I name 名为name的元件上的电流 二端元件 Ix name 流入名为name的元件x端的电流 三端或四端元件 1 DC和 TRAN电压和电流输出变量 见P13表2 3 2 Ac的输出变量 P13表2 4 例 Vm 2 1 节点2和1之间的电压幅度V 2 1 同上Vdb R1 R1上的电压幅度分贝Vp D1 二极管D1上的电压相位Ir Vin 流经电压源Vin的电流实部Ii R1 流经电阻R1的电流虚部 注 AC只有P14表2 5所列6种元件能得到电流 若想求其它元件上的电流 应将一个0值电压源串进去 然后求该0值压源的电流即可 电容C独立电流源I电感L电阻R独立电压源V传输线T 四 输出语句格式P11 1 打印输出语句 print 例 printDCV 2 V 3 5 I Vin I R1 Ic Q1 printACVm 3 Vp 3 IR R5 II R5 printTranV 2 Ic Q1 输出变量的值以列表形式给出 每列对应一个输出变量 输出结果存在 out文件中 2 绘图输出语句 plot以文本形式打印输出图形 例 plotDCV 2 V 3 5 输出结果由绘图给出 图由字符组成 输出结果存在 out文件中 例 前面瞬态分析的例题 3 屏幕图形显示语句 probe 例 probe 将所有节点电压和元件电流都写到 dat文件中 probe 一个或多个变量 仅将指定变量的分析结果写到 dat文件 其中 不需要 print和 plot命令直接输出结果的有 OP TF SENS FOUR 利用 print plot或 probe输出结果的分析有 DC AC TRAN NOISE 六电路文本描述格式P14 1 标题行 第一行必须是标题行2 电路描述3 分析的类型语句4 输出描述5 结束句 END 最后一行必须是结束句 其余行顺序不管 续行号为 注释行为 不区分大小写 不采用下标符号 1每个电路必须有一个0电位点 2pspice不区分大小写 3pspice不采用下标 文本输入说明 输入作业中常存在的一些问题 P113 1节点悬浮 对地无直流通路 3节点悬空 如输入输出引脚不能悬空 5没有 地 4电压源和电感回路问题 存在零电阻回路 均不允许 电容引发的问题 对地无直流通路 直流通路 流经电阻 电感 二极管或三极管到地的路径 Error Node4isfloating 节点4悬浮 对地无直流通路 应将4与地相连 常见错误P113 节点3对地无直流通路 可在节点5处接一大电阻至地 a b c 都是0电阻回路Error VoltageloopinvolvingV1 0电阻元件有电压源 受控电压源 电感 PSPICE要求不能有0电阻回路 应串一个小电阻 节点4悬空 不可以 Error Lessthantwoconnectionsatnode4 应短路R3或节点4到地接一大电阻 第二节信号源P14 2 2 1信号源模型P14 详细内容将在后面结合独立源讲 分类 1 脉冲源 2 正弦源 3 指数源 4 分段线性源 5 单频调频源 6 多项式源 独立源包括电压源和电流源 可以是时变的或恒压源 正电流从N 节点流入信号源 从N 节点流出 2 2 2独立源 教材P19 格式为 V name N N DC value AC value phase value transientvalue PULSE SIN EXP PWL SFFM modelparameter 直流分析中信号源设置为直流值 交流分析中设置为交流值 1 独立直流源 V name N N DCI name N N DC 例 V145DC5VIx67DC3A 时变信号源 PULSE SIN EXP PWL 用于瞬态分析 例 V145AC5v30DEGI534AC1A 2 独立交流源 V name N N ACI name N N AC 3 独立脉冲源 P14 15 V name N N pulse V1V2TDTRTFPwPER I name N N pulse I1I2TDTRTFPwPER 例 V232pulse 015ns2ns2ns50ns100ns 例 V145pulse 1 12ns2ns2ns20ns40ns 4 独立正弦源 调幅正弦信号 V name N N SIN V0VafTda 例 Vsin23sin 0510KHz I245sin 02500KHz0045 u t V0 Vae a t td sin 2 f t td 例如 上图中 vsin23sin 2v10v0 5kHz5ms2630deg 5 独立指数源 V name N N exp v1v2TRDTRCTFDTFC TRC 上升时间常数TFC 下降时间常数 TRD 上升延迟时间TFD 下降延迟时间 例 v110exp 012ns20ns60ns30ns I635exp 122ns20ns60ns30ns 电压在TRd段保持V1 然后以指数形式从V1上升至V2 其时间常数为TRC 在时刻TFD后又按指数形式以时间常数TFC从V2降到V1 6 独立分段线性源 V name N N PWL T1V1T2V2 TNVN I name N N PWL T1V1T2V2 TNVN 例 VPWL40PWL 01V5ms5V10ms5V15ms1V IPWL30PWL 01A5ms5A10ms5A15ms1A 7 独立单频调频源 P17了解 V name N N SFFM V0VAFCMFs V t V0 Vasin 2 fct m sin 2 Fst V0 偏置电压 电流 Va 幅度电压 电流 Fc 载频 Fs 信号频率例 V135SFFM 02V5KHZ51KHZ I135SFFM 1A2A3000KHz55KHz 2 2 3线性受控源P20 1 线性VCVS 例上图中 E212345 0即V 1 V 2 5 V 3 V 4 E name N N Nc Nc 电压增益 其中N N 是受控电压源的正负输出节点 NC NC 是控制源的正负控制节点 2 线性VCCS 例 G12345 0即I G 5 V3 V4 G name N N Nc Nc 跨导值 N N 分别为受控电流源的正负输出节点 电流从N 入受控源 经过受控源后从N 流出 例 G30212 0即I G 2 0 V2 V1 注意 PSPICE认为 线性电压控制源是理想受控源 其输出具有无穷大阻抗 无电流输出 要在控制端并接一大电阻 提供到地的直流通路 p20 例如 1 E212345 0 注意 是在控制端接一大电阻 RG211 0E 7 RE341 0E 9 2 G30212 0 3 线性CCCS F name N N VN电流增益 VN为主控电流流过的独立电压源名称 例 FX24V160 这里V1为主控电流流过的电压源名即 I FX 60I V1 4 线性CCVS H name N N VN互阻值 H156Vx500Vx42DC0这里Vx为主控电流流过的电压源名 即 V 5 V 6 500I Vx 注意 电流控制源经常是某支路的电流作为控制电流 该支路若没有电压源 要在该支路串上一个0值电压源 如上例中的VX CCVS H120V36V330DC0 2 2 4非线性受控源P21 用于研究非线性电阻 用多项式源表示 一 多项式源 用于表示非线性受控源 例 1 POLY500 01 03 04 0表示 Y 0 V 5 3V 5 2 4V 5 3 2 POLY 2 325081203表示 Y 8 V 3 2 2V 5 3V 3 2 V 5 1 主控量为电压 POLY n n为维数 维数为1时 可省略不写 控制节点的数目必须为n的2倍 2 主控量为电流 POLY n 维数n必须与主控源的数目同 一维 n 1 F X P0 P1X P2X2 P3X3 二维 n 2 F X Y P0 P1X P2Y P3X2 P4XY P5Y2 P6X3 这里P0 P1 P2等是常数项 一次项 等系数 例 1 POLYVX5112表示 Y 5 I VX I VX 2 2I VX 3 2 POLY 2 VXVY01023表示 Y 0 I VX 0 I VY 2I VX 2 3I VX I VY 二 非线性受控源 用多项式源表示 1非线性VCVS E name N N ploy n 例 1 Enonlin52poly600 03 02 05 0表示位于5 2节点间的受控电压源 其值 0 3 V6 2 V6 2 5 V6 3 例 2 Epoly22545poly 2 23500 00 00 01 02 05 0表示位于节点25和45之间的多项式电压源 其值 0 0 v2 v3 0 v5 1 v2 v3 2 2 v2 v3 v5 5 v5 2 v2 V3 2 2 v3 v3 V5 5 v5 2 2非线性VCCS G name N N poly n 例 Gpoly22545poly 2 23500 00 00 01 02 01 0表示位于节点25和45之间的受控电流源 其值 0 0 v2 v3 0 V5 1 v2 v3 2 2 v2 v3 V5 1 V5 2 3非线性CCCS F name N N poly n 例 Fpoly12545poly 2 VxVy0 00 00 01 02 01 0 表示位于节点25和45之间的多项式电流源其值 0 0I vx 0I vy 1I vx 2 2I vx I vy I vy 2 I vx 2 2I vx I Vy I Vy 2 4非线性CCVS 表示位于节点25 45之间的多项式电压源其值 I vx 2 2I vx I vy I vy 2 例 Hpoly2545poly 2 VxVy0 00 00 01 02 01 0 三 非线性受控源的应用 非线性电阻 R5为非线性电阻 已知其VAR为i V 2V2 3V3 是个非线性VCCS 可转换为下图所示电路 例如 用G112POLY120123表示 2 3元件 只讲电阻 电容 电感 互感 二极管 注意 元件可以只给出value 也可以使用模型语句 model 一 电阻 R250Rmodel10K modelRmodelRES R 1TC1 0 02TC2 0 005 这里R2使用了模型语句 模型语句说明如下 R name N N 电流从N 流入电阻 从N 出 例1 R12315K 例2 其中 TCE 指数温度系数R0 标称值R 电阻因子Tc1和Tc2 分别为一次和二次温度系数T 工作温度T0 室温 电阻值R R0 R 1 Tc1 T T0 Tc2 T T0 2 未赋TCE值R R0 R 1 01TCE T T0 已赋TCE值 二 电容 C name N N valueIc value 给出具体值时C name N N valueIc使用模型参数 电流从电容的N 入 从它的N 出 注 这里Ic指0时刻电容的Vc 0 在文本输入中要利用Vc 0 则应加 UIC语句 在电路图输入中要利用Vc 0 只在IC项中添入数值即可 例如 C250cmodel10pfIc 5V modelcmodelcap c 1Vc1 0 01Vc2 0 002Tc1 0 02 C12350uF 使用模型语句时电容值等于 C V T C0 C 1 Vc1 V Vc2 V2 1 Tc1 T T0 Tc2 T T0 2 V 电容两端电压C0 标称值C 电容因子Vc1和Vc2 分别为线性电压和二次电压系数Tc1和Tc2 分别为一次和二次温度系数 各参数含义可在P26表2 14查找 使用模型语句时 电感值等于 L I T L0 L 1 IL1 I IL2 I2 1 Tc1 T T0 Tc2 T T0 2 三 电感 L name N N Ic 电流从电感的N 入 从其N 流出 I 通过电感的电流L0 标称值L 电感因子IL1和IL2 分别为线性电流和二次电流系数 Tc1和Tc2 分别为一次和二次温度系数 例 L12330mHL250Lmodel10mHL320Lmodel5mHIc 5mA modelLmodelIND L 1IL1 0 01IL2 0 002Tc1 0 02 各参数可在P26表2 15 注意 3 电路图输入中 带模型参数的R C L分别调用元件 Rbreak Cbreak Lbreak 1 若C和L有初始值时 文本输入中应加 UIC 否则初始值不起作用 2 R C L若使用模型语句 均应输入工作温度 TEMPvalue 3 动态元件有初始条件时 IC 已知值 其节点号有顺序要求 否则出现IC 已知值 4 元件有初始条件时 文本输入应加 uic 表示利用初始条件 1 电阻节点号顺序不限 但其上电流从其N 流入 从N 流出 2 电源节点号顺序应按定义要求 N 在前 N 在后 注意以下问题 5 当调用库中元件时 应加 Lib 否则无法调用库中元件 例如 Lib表示打开所有的库 LibC MSIM Lib Diode Lib表示打开C MSIM Lib下的diode库 例 V1为正弦电压源vsin 其Voff 1vVampl 8vfreq 10KHz图中各电阻 电容 电感采用模型参数 各元件标称值如下 R1 100R2 90kC1 15uFC2 10uFL1 3mH 本例中 电阻的R 1TC1 0 02TC2 0 005电容的C 1VC1 0 01VC2 0 002Tc1 0 02电感的L 1IL1 0 01IL2 0 002TC1 0 02其余各参数均采用缺省值 工作温度25度 45度 求各节点电压随时间变化的波形 文本输入内容如下 exercise2transientANALYSISr130rmodel100r223rmodel90kc130cmodel15uFc242cmodel10uFL120lmodel3mH modelRmodelRES r 1TC1 0 02TC2 0 005 modelCmodelCAP C 1VC1 0 01VC2 0 002TC1 0 02 modelLmodelIND L 1IL1 0 01IL2 0 002TC1 0 02 TEMP2545v140sin 1v8v10kHz000 tran0 1ms1ms PROBE END 见c zymEDAteaching92 textinput8 cir 互感K L1120 5mHL2340 5mHKL1L20 99 L1120 5mHL2430 5mHKL1L20 99 K name L 第一电感名 L 第二电感名 L1120 5mHL2340 5mHL3450 5mHK12L1L20 99K13L1L30 99K23L2L30 99 对于非线性互感 用模型参数表示 例如上页图 1 L112100L23410KL1L20 99Cmodel ModelcmodelCore area 2PATH 628Cap 0 1 PACK 0 98 见P28表2 16 五 开关 1 压控开关 N N 正电流从N 流入开关 从N 流出Nc Nc 主控电压的正负节点 S name N N Nc Nc 例 其中 Von 闭合态控制电压Voff 断开态控制电压Ron 闭合电阻Roff 断开电阻vswitch 模型类型名 见P29页表2 17 s15640smod modelsmodvswitch Von 0 7VVoff 0 0 Ron 0 5Roff 1E6 表示40之间的电压控制位于5 6节点间的压控开关 2 流控开关 正电流从N 流入开关 从N 流出 W name N N VN 电路图输入中 调Sbreak 在breakout lib库中 VN 主控电流流过的电压源名 例 表示通过电压源Vn的电流控制位于4 7节点间的流控开关 其中 Ion 闭合态控制电流Ioff 断开态控制电流Ron 闭合电阻Roff 断开电阻Iswitch 模型类型名 见P29页表2 18 电路图输入中 叫wbreak 在breakout lib库中 W147Vnwmod modelwmodIswitch Ion 0 07AIoff 0 0 Ron 0 5Roff 1E6 半导体二极管 自己看 D name NaNk areavalue 例 其中Na Nk是阳极和阴极节点 面积因子是制定模型的等效并联器件数目 D123D2N modelD2ND Is 5E 7Rs 6 Bv 5 2 Ibv 5E 8 见P30 教材2 5电路特性分析语句 重点 第三章电路特性分析设置 四 统计分析 自学 了解 五 温度分析 TEMP 一 直流分析 二 交流分析 三 瞬态分析 教材2 5电路特性分析语句 OP DC TF SENS 幅频响应 相频响应 AC小信号频响 NOISE 噪声分析 瞬态分析 TRAN 付立叶分析 Four 一 直流分析 包括 OP DC TF SENS 重点 a 电路的直流总功耗 b 节点电压 c 线性受控源的小信号参数 d 流过电压源的电流 1 OP 自己看计算并打印直流工作点 此时L 短路C 开路 打印内容如下 2直流小信号灵敏度分析 SENS sensitivity 自学 相对灵敏度 normalizedsensitivity 绝对灵敏度 elementsensitivity 通过在偏置点附近将电路线性化 在L 短路 C 开路时 计算每个输出电压或电流对电路中所有元件值和模型参数变化时的敏感程度 并打印输出结果 Pspice只有直流灵敏度分析 对于指定的输出变量 计算其对所有元件单独变化的灵敏度 例 注 在 SENS中分析的都是直流情况下的 SENSV 9 I Vx 这里V 9 和I vx 是输出变量 若输出变量为电流 则必须为流过独立电压源的电流 例 下图中要求调整适当参数 使Ic 1 0 1 mA c zymEDAteaching92 sensitivityold sch 解 输出结果如下 可见 Ic I VX 不满足要求 VOLTAGESOURCECURRENTSNAMECURRENTV VX4 731E 04V Vcc 5 443E 04 DCSENSITIVITIESOFOUTPUTI V VX ELEMENTELEMENTELEMENTNORMALIZEDNAMEVALUESENSITIVITYSENSITIVITY AMPS UNIT AMPS PERCENT R RE1 200E 03 3 311E 07 3 973E 06R RB22 000E 044 061E 088 121E 06R RB11 500E 05 5 800E 09 8 700E 06R RC5 600E 03 6 338E 15 3 549E 13V VX0 000E 00 1 340E 110 000E 00V Vcc1 200E 018 152E 059 783E 06 VOLTAGESOURCECURRENTSNAMECURRENTV VX9 385E 04V Vcc 1 006E 03 可见 RB1 RB2和RE的灵敏度相对较高 可调整这三个电阻 c zymEDAteaching92 sensitivitynew sch RB2的灵敏度是正的 要提高IC值 应增大RB2 将RB2调至33K 重新计算得 满足要求 3信号转移函数分析 TF Transferfunction 注 其计算结果不在probe画面中看 而在输出文件examine output文件中看 通过在偏置点附近将电路线性化 计算并打印出电器的直流小信号增益 输出 输入 Ri Ro 如 TFV 8 5 vin 其中vin指输入 TFI vx vin 其中vin指输入 输出变量包括电压 电流 若为电流 则应为流过独立电压源的电流 4直流扫描 DC 重点 单变量扫描 分析一个量随另一量变化的规律 嵌套扫描 分析一个量随另两个量变化的规律 Nestedsweep 包括两种 引例 下图中V1按线性规律变化 V1从0变到30V 增量1V 求V2随之变化的规律 分析 变量为V1 是单变量扫描 直流扫描变量有4种 电源 独立电压源的电压或独立电流源的电流 模型参数 温度 全程变量 globalparameter 使用关键字PARAM 线性 十倍频程 倍频程 列表 扫描方式共有下列几种 线性扫描LIN DCLinSCANV1VstartVstopvincr 例 DCLinv1 5v l2v0 5V表示线性扫描v1 DCLinvc 5v l2v0 5VIB0 1mA1mA100uA表示线性扫描vc和IB 十倍频程扫描DEC 例 DCDECNPNQ1ISIE 18IE 155 其中 ND 每十倍频程内扫描点数 增量因子 Yincr 101 ND第n个点的值为 Yn YincrYn 1 扫描变量按十倍频程变化 进行对数扫描 DCDECSCANVVSTARTVTSTOPND 表示NPN管子Q1的IS参数从IE 18到IE 15按十倍频程扫描 5个点 每十倍频程 设增量因子 Yincr 101 ND则第n个点的值为 Yn YincrYn 1 例如 在一个十倍频程内 ND 5 lgYn 1 lgYn 倍频程扫描OCT 例 DCOCTNPNQ1ISIE 18IE 155 DCOCTSCANVVSTARTVTSTOPNO 扫描变量按倍频程变化 进行对数扫描 log2Yn 1 log2Yn 增量因子 Yincr 21 N0第n个点的值为 Yn Yincr Yn 1 例2 DCPARAMRRLIST1K10K100K表示变量RR按全程变量扫描 共扫描3个值1K 10K 100K 4 列表方式 注意 若扫描变量已赋值 在做 DC分析时 不受该值的影响 例1 DCTEMPLIST 50 2501025表示温度按列表值 50 25 0 10 25给出 例1单变量扫描的例子 下图中V1按线性规律变化 V1从0变到30V 增量1V 求V2随之变化的规律 DCsweep1 cirV110DC20V DCLINV1030v1vR1212kR2028k PROBE END 文本在c zymEDAteaching92 dcsweep1text cir 例2单变量扫描 观察三极管输出特性曲线中的一条 c zymEDAteaching92 5singlesweep sch 解 令Vb 0 75V Vc从0扫描到200V 每次变化1V ererciseVb300 75VVc6012V DCLinVc0200v1v Libbipolar LibC11220uFVi10sin 00 02v10kHz000 Q1420Q2N3901RL055 1KR132300KL2463kC24520uF probe END 说明 1 三极管的描述语句为 Q1420Q2N3901三个外接端点的顺序是 CBE 2 元件模型描述有两种方法 一种是利用 Model语句或 Subckt语句 另一种是利用 LIB语句 将模型库打开 直接调用库中元件 所以这里的文本描述中有 Libbipolar Lib语句 3 DC扫描时 需要 probe语句输出结果 否则无法查看图形 例如 Lib表示打开所有的库 LibC MSIM Lib Diode Lib表示打开C MSIM Lib下的diode库 直流扫描另一重要功能 嵌套扫描 例3 观察三极管输出特性曲线 一族 扫描语句含义 Vb从0 7v到0 76v按线性变化 每次变0 02v 对于Vb的每次变化 Vc要从0v扫至200v 每次变1v 文本在c zymEDAteaching92 transistornestedsweep text 文本格式在上例的基础上只需将直流扫描语句改为 DCLinVc0200v1vLinVb0 7v0 76v0 02v其余不变 二 交流分析 AC 1 AC 小信号频响 定义 研究输出变量随输入信号频率变化而变化的关系 频响 交流分析的变量 输入信号的频率 幅频响应 表示输出信号幅度 输入信号幅度随输入信号频率而变化的规律 相频响应 表示输出信号与输入信号的相移随输入信号频率而变化的规律 AC的自变量 输入信号频率 2 频率扫描规律 自变量变化规律 AcLinNPFstartFstop AcDECNDFstartFstop AcOCTNOFstartFstop AcLin50l0HZ100HZ AcDEC51KHZ1000KHZ Acoct510Hz10kHZ 例 注意 Fstart应大于0 NP 线性扫描的扫描总点数 ND 每十倍频程扫描点数 3 AC中的幅频分析 所有非0幅值的独立交流电压源和电流源都是电路的输入 3 1 AC幅频响应中的电源 电路的输入是一幅度不变而其频率为任意值 大于0Hz 的信号 是一理想电压源 Vsin DCACvoffVAMPLFREQTDDFPHASE 取AC 上图中的A值 VAC DCACMGACPHASE 取ACMG 上图中的A值 VSRC DCACTRAN 取AC 上图中的A值 AC幅频响应分析中信号源有以下几种 在交流分析求输出信号的幅度时 起作用的就是各电源的AC值 只需将上述的AC设为要求值 为什么 3 2 ac中电源的特征 引例 图1中纵坐标各点值均缩小2倍 得到图2 图2和图1曲线规律相同 电路的性质由频率响应决定 频率响应 所求 解释 如 一阶RC低通电路中 已知输入信号为频率连续变化的信号 求 V0 V1 随频率变化的规律 这是求各频率点处的电压放大倍数 幅频响应 电路仿真软件 ac分析中只能求输出电压Vo随输入信号频率变化的规律 新问题 如何利用Vo求频响 一阶RC低通电路的幅频特性 频率越低 输出电压越大 称为低通网络 幅频响应 当 1时 Vo1 Vi1 Au1 若令Vi1 Vi2 Vi3 m常数 则 Au1 Vo1 m Au2 Vo2 m Au3 Vo3 m 此时各频率点上 Au 的规律可由Vo的规律表示 当 2时 Vo2 Vi2 Au2 当 3时 Vo3 Vi3 Au3 V0 随频率变化的规律即代表频响 只是倍数关系而已 输出信号在各频率点的电压幅度 V0k Vik K频率点上的电压放大倍数 若把 Vi 大小设成固定值 则 注意 在交流分析中 频率大于0 本题只为举例 已知vi的频率变化规律为 求Vo 即各vo t 的振幅 aclin410k40k 设对应不同的频率 vi t 分别为 10cos 2 10kt i1 V 10cos 2 20kt i2 V10cos 2 30kt i3 V 10cos 2 40kt i4 V 实际例子 当vi t 10cos 2 10kt i1 V时 对应的v0 t 8 47cos 20 t o1 V 当vi t 0 1cos 2 20kt i2 V时 对应的v0 t 6 23cos 40 t o2 V 略 总结 输出电压曲线上每点的值等于相应点的Vi值与幅频曲线上对应点的乘积 此题中各点的Vi均设为0 1V 所以V0曲线规律与幅频曲线一致 V2 f 例如 一阶RC低通电路求幅频响应 文本在c zymEDAteaching92 fmtext cir 4 ac中的相频响应 电路的相频响应 输出信号相位 输入信号相位 若给定vi的相位 则可用vo的相位表示电路的相频响应 相频特性 一阶RC低通电路相频响应 j arctgwCR vo vi 交流分析求相频响应实现以下功能 给定输入信号的相位及其频率变化规律 得出输出信号相位随此频率变化的规律 c zymEDAteaching92 acRCtext cir 例如 一阶RC低通电路的相频响应 注意 相频分析中 在输出图形画面中找到输出变量后 如v 2 应手工加上p 变为vp 2 2噪声分析 NOISE 此项分析是在 Ac基础上进行的 由 print语句输出 在电路图输入中I Vsource 指信号源 例 NOISEV 3 5 V15 V 3 5 指定节点的噪声输出电压V1 产生新输入噪声的独立电压源名 或电流源名 5 频率打印间隔点数nums 设置nums时 在每个频率间隔点上 将打印出电器中每个噪声源对输出节点的贡献 三 瞬态分析 瞬态分析 TRAN 分析输出变量随时间变化的规律 格式 TRANTsteptstop startTmax UIC 瞬态分析变量 时间 Tstep 打印或绘图的时间增量tstop 分析结束时间tstart 开始时间 缺省值为0 若设置此值 则不显示也不保存0 start结果 但瞬态分析总是从0时刻开始 Tmax 最大运行步长 缺省值 min tstep tstop tstart 50 UIC 若器件规定IC值 则规定 UIC 8 0以上版本 不需加语句 UIC 在瞬态分析中 若电源用Vsin 则其DC值和AC值没用 例 Tran0 1ms10ms 注 Four可分析至9次谐波分量 8 0以上版本无此限制 Four应在 Tran分析的基础上进行 付立叶分析 Four 格式举例 Four100KHZV 2 3 I R1 表示以100KHZ为基频 计算V 2 3 和I R1 的付立叶级数 例题 已知VC1 0 3V 求VC1 t transientR2204kR1102kVs2032VR3216kC11010uFIC 3V tran1ms100ms UIC probe end 文本输入 c zymEDAteaching92 transient12 cir 8 0以上版本 不需加语句 UIC 四 统计分析 看书P39 P40 五 温度分析 TEMP 例 TEMP50 TEMP253050 多个温度条件下时 中间用空格分开 注 若未设 TEMP值 则认为Tnow 27 2 6电路参数设置语句 1 参数定义语句 PARAM PARAM 例 PARAMRx 50Vx 5v PARAMFx 500K 3 注 表达式要有括号 2 参数扫描语句 STEP STEPLin变量名起点终点增量 STEPDEC变量名起点终点点数 每十倍频程 STEPOCT变量名起点终点点数 每倍频程 STEP变量名List 参数扫描的变量和直流扫描一样 例 注 参数扫描与直流扫描有相似之处 DCLinVin 5v l2v0 5V DCDECNPNQ1ISIE 18IE 155 DCPARAMRxList1K10K100K DCTEMPList 50 2501025 STEPLinVin 5V 12v0 5v STEPDECNPNQ1 IS 1E 181E 155 STEPPARAMRXList1k10k50k 电路仿真时 DC和 STEP不能设置同样的值 例 图中 vi 5sin 2 ft L 10mH 1 当cx取值分别为10u 20u 30u时 fx 1k 进行瞬态分析 2 当fx取值分别为1k 2k 3k时 cx 10uF 进行瞬态分析 这里 paramcx 10uFfx 1k的意思是 当变量cx扫描时 则fx 1K不变 当变量fx扫描时 则cx 10uF保持不变 erercise 考虑cx扫描时 v110sin 05v fx r1123kL12310uHC130 cx stepparamcxlist10u20u30u paramcx 10uFfx 1k Tran0 1ms2ms probe END在c zymEDAteaching92 textinputcf1 cir erercise 考虑fx扫描时 V110sin 05v fx r1123kL12310uHC130 cx stepparamfxlist1k2k3k paramcx 10uFfx 1K Tran0 1ms2ms probe END在c zymEDAteaching92 textinputcf2 cir 第三章原理图输入 3 1Schematics程序项简介 P41页 一 File菜单 用于新建 打开 保存 打印电路用文件 二 Dram 调元件 画线调元件 getnewpart 画线 DrawwireDrawbus 画总线 注意 每个电路都应画一个地线 否则出错 各库中有哪些元件见书后附录 三 Edit可剪切 复制 拷贝 编辑所选内容的属性 标节点号 旋转等 四 Zoom Zoomin 画面放大Zoomout 画面缩小Area 画面局部放大 五 Analysis Simulate 运行它后 自动执行AnnotateElectricalrulecheckprobe 以屏幕形式显示模拟结果 其余自己看 七 examineoutput八 examinnetlist 九 setup 十 典型例题 非常重要 1 Ac Sweep 变量为输入信号的频率 1 AC 注 startFreq应大于0 线性扫描倍频程扫描十倍频程扫描 TotalPts 对应AC中的NPpts octave 对应AC中的NOpts Decade 对应AC中的ND NoiseAnalysis I vsource 信号源名interval 频率间隔点数 nums 选中时 则enabled划勾 应在Ac Sweep分析基础上 例1 求一阶RC低通电路的幅频响应startFreq 1Endfreq 100megc zymEDAteaching92 fm sch 例2 求一阶RC低通电路的相频响应startFreq 1Endfreq 100meg c zymEDAteaching92 acRC sch 例3 进行交流扫描 Dts Decade 3startFreq 1Endfreq 100megc zymEDAteaching92 exercise1 1 sch 例4 AC和 Noise分析c zymEDAteaching92 exercise1 1 2DCsweep在一定范围内 对电源 电压源 电流源 温度 模型参数或全程变量进行扫描 对应于 DC语句 1 Sweptvar Type VoltagesourceCurrentsourceTemperatureModelparameterGlobalparameter 例 若选voltagesource 则Name 如V1 例 若选Modelparameter 则Name 如Q1ModelType 如NPNParam Name 如IS 2 SweepType Linear 需输入StartvalueEndvalueIncrmentOctave 需输入StartvalueEndvaluepts octaveDecade 需输入StartvalueEndvaluepts decadeValuelist 需输入各Values 用空格分开 3 DC分析的形式 I直流扫描 DCSweepII直流扫描里含嵌套扫描 DCNestedSweep 例5单变量扫描的例子 下图中V1按线性规律变化 V1从0变到30V 增量1V 求V2随之变化的规律 c zymEDAteaching92 dcsweep1 sch 电路图输入 例6单变量扫描 利用直流扫描观察三极管输出特性曲线中的一条 已知正弦源Vi的各项参数 AC 1VDC 0Voff 0Vamp 0 02v f 10KHz sweptvarType voltage