PSPICE软件使用简介全解.ppt

PSPICE软件使用简介 1 PSPICEDOS版软件包简介 1 1发展回顾与软件功能著名的电路模拟软件SPICE SimulationProgramWithIntegratedCircuit 是由美国加州大学伯克利分校 UCBerkeley 于1972年首先推出的 经多年来的完善提高 已经发展成为国际公认的 最成熟的电路仿真软件 Micro公司的DOS版PSPICE5 1软件包 具有通用 高效和多功能特点 它的适用面广 可仿真模拟 数字 接口等全部通用电路 同时具有电子工程设计的全部分析功能 另外 PSPICE极具特色的探测器 PROBE 功能 提供了全功能 全频段的测试仪器平台 因而具有更大的影响 其主要功能有 1 直流分析 可实现工作点分析 OP 扫描分析 DC 小信号灵敏度分析 SENS 转移函数 TF 计算等 2 频域分析 可实现频响分析 u f特性和 f特性 及噪声分析 3 时域分析 可实现瞬态分析 频谱分析 失真度分析和快速傅立叶变换 FFT 4 器件容差统计分析 包括蒙特卡罗分析 MC 灵敏度分析和最坏情况分析 WCASE 5 温度扫描分析 6 激励波形编辑修改功能 7 器件模型参数建库和修改功能 1 2电路模拟流程图利用PSPICE软件进行电路仿真的流程图如图1 1所示 1 3输入与输出格式1 输入格式使用PSPICE主程序进行电路模拟分析时 必须按照给定的格式建立输入文件 一般由5部分组成 1 标题行 输入文件的标题 在第一行位置 可由任意字符组成 2 注释行 文件注释或说明行 以 号开头 在第二行位置 也可省略注释行 图1 1电路仿真流程图 3 元件行 描述元件的编号 节点 元件参数及模型名等 4 命令行 确定分析类型 定义模型 器件参数等控制命令 以 开头 5 结束行 表示输入文件的结束 用 END 描述 必须置于文末并以 开头 2 输出格式PSPICE的输出格式包括表格方式和曲线方式 表格方式以文本方式显示或打印输出结果 曲线方式有两种 用字元符号代点的低解析度图形方式 高解析度图形方式 命令格式如下 PRINT DC AC TRAN PLOT DC AC TRAN PROBE 说明 PRINT PLOT PROBE分别是打印 低解析度图形输出和高解析度图形输出命令 DC AC TRAN 是分析类型选项 是输出变量 可以是某节点的电压 电流变量 也可以是计算变量或函数变量 PROBE命令后面若不指定节点变量 则进行全部节点变量分析 2应用范例 分析图1 2单级交流放大电路 了解利用PSPICE软件进行电路模拟分析的全过程以及输入 输出格式 1 画电路图及节点编号电路图及节点编号如图1 2所示 2 建立模拟输入文件模拟输入文件如下 1 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS 2 OP AC NOISE TRAN TEMPANALYSIS 图1 2单级交流放大电路 3 VIN10SIN 00 11K000 AC0 1 4 C12110U 5 R15218K 6 R2204K3 7 R3531K5 8 R440150 9 C2304N7 10 Q1324QMOD 11 VCC509 12 MODELQMODNPN BF 120VJE 0 7VVJC 0 7VRB 100RC 15 13 OP 14 ACDEC51300K 15 TRAN0 1M3M00 01M 16 PROBE 17 END 各语句意义说明如下 第一句为标题行 必不可少 第二句以 号开头 为注释行 可有可无 第3 11句为元件行 描述各元件标号 连接点及器件参数值 第12 21句为 部分 命令行 意义如下 第12句是模型定义命令 定义双极晶体管的部分模型参数 第13句是工作点分析命令 分析直流工作点并列表输出工作点及其它小信号参数信息 第14句是交流 频域 分析命令 分析的频域范围为100Hz 100kHz 每10倍频程分析5个数据点 DEC表示频率按10倍频程规律变化 第15句是瞬态 时域 分析命令 分析的时域范围为0 3ms 分析步长0 05ms 打印数据间隔为0 1ms 第16句是探针 PROBE 命令 用高解析度图形方式显示分析的波形或特性曲线 第17句是结束命令 表示输入文件结束 3 部分输出格式部分输出格式如下 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS 文件标题 下同 CIRCUITDESCRIPTION 电路描述 OP AC NOISE TRAN TEMPANALYSIS 注释行VIN10SIN 00 11K000 AC0 1 元件描述 下同 C12110UR15218KR2204K3R3531K5R440150C2304N7Q1324QMODVCC509 MODELQMODNPN BF 120VJE 0 7VVJC 0 7VRB 100RC 15 控制命令 OP ACDEC51300K TRAN0 1M3M00 01M PLOTACV 3 OPTIONNODENOECHO END 结束行 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS ELEMENTNODETABLE 文件节点列表 0C2R2R4VCCVIN 节点0连接5个元件 1C1VIN 节点1连接2个元件 以下类推 2C1Q1R1R23C2Q1R34Q1R45R1R3VCC 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS BJTMODELPARAMETERS 双极晶体管模型参数 QMODNPNIS100 000000E 18BF120NF1BR1NR1RB100RBM100RC15VJE 7VJC 7 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS 直流工作点分析 SMALLSIGNALBIASSOLUTIONTEMPERATURE 27 000DEGC NODEVOLTAGENODEVOLTAGENODEVOLTAGENODEVOLTAGE 1 0 0000 2 1 5113 3 4 4127 4 6938 5 9 0000 各点直流工作电压VOLTAGESOURCECURRENTS 各电压源耗电NAMECURRENTVIN0 000E 00VCC 5 003E 03TOTALPOWERDISSIPATION4 50E 02WATTS 总功耗 45MW 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS OPERATINGPOINTINFORMATIONTEMPERATURE 27 000DEGC BIPOLARJUNCTIONTRANSISTORS 双极晶体管工作点信息 NAMEQ1MODELQMODIB3 82E 05IC4 59E 03VBE8 17E 01VBC 2 90E 00VCE3 72E 00BETADC1 20E 02GM1 77E 01RPI6 77E 02RX1 00E 02 RO1 00E 12CBE0 00E 00CBC0 00E 00CBX0 00E 00CJS0 00E 00BETAAC1 20E 02FT2 82E 18 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 ACAMPLIFIERCHARACTERICSANALYSIS ACANALYSISTEMPERATURE 27 000DEGC FREQV 3 节点3的频响特性曲线及数据 1 0000E 021 0000E 011 0000E 001 0000E 011 0000E 02 1 000E 001 095E 01 1 585E 001 697E 01 2 512E 002 555E 01 3 981E 003 629E 01 6 310E 004 703E 01 1 000E 015 507E 01 1 585E 015 966E 01 2 512E 016 183E 01 3 981E 016 276E 01 6 310E 016 315E 01 1 000E 026 330E 01 1 585E 026 336E 01 2 512E 026 339E 01 3 981E 026 339E 01 6 310E 026 339E 01 1 000E 036 338E 01 1 585E 036 335E 01 2 512E 036 328E 01 3 981E 036 309E 01 6 310E 036 262E 01 1 000E 046 149E 01 1 585E 045 890E 01 2 512E 045 361E 01 3 981E 044 482E 01 6 310E 043 382E 01 1 000E 052 344E 01 1 585E 051 544E 01 2 512E 059 919E 02 3 981E 056 305E 02 01 07 10013 05 04 PSpice5 0 Jul1991 JOBCONCLUDED 完成分析TOTALJOBTIME 93 分析共耗时 0 93s由以上输出文件可以看出 PSPICE产生的输出文件 OUT 包含的信息较多 显得冗长繁琐 可以用选择项 OPTION限制某些不需要的输出信息 4 图形输出方式用高解析度图形显示方式显示其幅 频 相 频特性 如图1 3所示 图1 3时域 频域响应特性 3定义及规定 3 1节点规定及处理 1 零节点 规定接地点 公共端 为零节点 但电路图中不标出 2 节点编号 可以用非顺序排列的数字 也可以用英文字母或用两者混合编号 3 悬浮节点处理 电路分析过程中 PSPICE要求每一节点必须有到地的直流通路 电压源被当作短路 电流源被当成开路 半导体元件都可以被当成直流路径的一部分 否则 PSPICE在侦错过程中便会报错并中断分析 有两种情况均会引起悬浮节点 少于两个元件的节点 电容对地的隔直作用 处理方法 对于第一种情况 检查并正确连接器件 对第二种情况 在该悬浮点对地并联一个数百兆欧的大电阻 4 节点短路处理 由于电压源是不含内阻的理想电源 电感线圈是不含直流电阻的理想电感 所以当电感线圈与电压源并联时将出现节点短路 引起错检提示并中断分析 处理方法 在电感支路串入一任意阻值的电阻 这也符合电路的实际工作情况 3 2输入描述语言规定输入描述语言有下列规定 1 字母大小写规定 PSPICE对输入语句中的字母大小写无特殊要求 可全部使用大写字母 也可以全部使用小写字母 或混合使用 包括节点编号 器件编号及物理量单位等 2 下标符号 采用小写 大写或平行符号均可 如 Vin VIN或VIN等 3 续行符号 若语句太长需换行描述时 在新行首加续行符号 然后接着写 4 命令书写行中的符号规定 是必选项符号 是可选项符号 3 3元件数值描述规定元件数值描述有下列规定 1 用整数 浮点数和指数方式表示 例如 5 3 0 12 3 25 1E 3 2 4E 4 2 比例因子 科学记号 表示方法为了方便使用 PSPICE规定了用特殊符号表示不同数量级的10种比例因子 即 F 10 15P 10 12N 10 9U 10 6MIL 10 6M 10 3K 103MEG 106G 109T 1012 3 4电参量单位及描述规定1 电参量单位采用同电学规定一致的电参量单位 即 1 电压 kV V 缺省值 mV V nV 2 电流 A 缺省值 mA A nA 3 功率 kW W 缺省值 mW W 4 时间 s 缺省值 ms s ns 5 频率 MHz kHz Hz 缺