ORCAD软件的使用PPT课件.ppt

一 什么是 电子电路计算机仿真 就是用计算机来帮助人们分析或者设计电子电路 它是CAD和EDA技术的重要组成部分 电子电路设计就是根据给定的功能和特性指标要求 通过各种方式 确定采用的拓扑结构及各个元件的参数值 第一章概述 2 计算机辅助设计CAD ComputerAidedDesign 就是在电子电路设计过程中 继承和借鉴前人在电路 图论与拓扑逻辑和优化理论等多学科的最新科技成果 在开发电子电路与系统时 借助于计算机来迅速准确地完成设计任务 电子电路设计方式分为三种类型 1 人工设计方案的提出 验证和修改都是人工完成的 其中设计方案的验证采用搭接实验电路的方式进行 3 电子设计自动化EDA ElectronicDesignAutomation EDA技术可看作CAD的高级阶段 基本特征是 按照 自顶向下 的设计方法 对整个系统进行方案设计和功能划分 系统的关键电路用一片或几片ASIC芯片实现 然后采用硬件描述语言完成系统行为级的设计 最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件 4 计算机辅助分析CAA ComputerAidedAnalysis 借助于计算机硬件和系统软件组成的基本工作平台 利用相关软件工具对所作设计进行分析 仿真 以验证设计是否满足要求 3 EDA技术的优点缩短了设计周期 计算机模拟代替搭实验电路 印刷电路板设计软件 节省设计费用 提高设计质量 灵敏度分析 容差分析 成品率模拟 最坏情况分析 优化设计等 共享设计资源 成熟的单元设计及各种模型和模型参数均放在数据库中 很强的数据处理能力 计算机存储量大 数据处理能力强 设计完后 可以很方便地生成各种数据文件和报表文件 直到80年代初 CAD软件还只能在小型机或专用的工作站上运行 近年来 新型微机系统功能越来越强 微机上的EDA软件也发展到了相当的水平 典型代表 OrCAD PSPiceProtel ProtelElanix SystemViewAltera MAXPLUSII QUARTUSIIPADS PowerPCBElectronicsWorkbench EWB 二 微机级电子电路EDA软件 1 OrCAD软件OrCAD是美国OrCADSystem公司推出的著名的EDA软件 它覆盖了电子设计的4项核心任务 2 Pspice软件 SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasisPSpice是国际上著名的通用电路分析程序 是一个多功能的电路模拟实验台 从70年代问世以来 经过了近30年的不断改进 完善 已成为国际上公认的一种工业标准工具 PSpice软件的发展过程 1972年 由美国加州大学伯克莱分校研制出SPICE SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis 1975年 推出正式实用化版本SPICE2G 1988年 被定为美国国家标准 1984年 MicroSim公司推出了基于SPICE的微机版本PSpice Personal SPICE 此后各种版本的PSpice不断问世 功能也越来越强 进入20世纪90年代 PSpice又出现了可在Windows环境下运行的5 1 6 1 6 2 8 0等版本 也称为窗口版 采用图形输入方式 操作界面更加直观 分析功能更强 元器件参数库及宏模型库也更加丰富 1998年1月 著名的EDA公司OrCAD公司与开发PSpice软件的MicroSim公司实现了强强联合 于1998年11月推出了最新版本的OrCAD PSpice9软件 2000年 OrCAD公司与著名的EDA公司Cadence公司合并 加强了其EDA后端的处理能力 推出了OrCAD PSpice9 23版本 2005年Cadence公司发布了OrCAD PSpice10 5版本 三 OrCAD PSpice9 X软件的功能特点 OrCAD PSpice9 X可模拟以下6类常用的电路元器件 1 基本无源元件 如电阻 电容 电感 传输线等 2 常用的半导体器件 如二极管 双极晶体管 结型场效应管 MOS管等 3 独立电压源和独立电流源 4 各种受控电压源 受控电流源和受控开关 5 基本数字电路单元 如门电路 传输门 触发器 可编程逻辑阵列等 6 常用单元电路 如运算放大器 555定时器等 在这里集成电路可作为一个单元电路整体出现在电路中 而不必考虑该单元电路的内部结构 OrCAD PSpice9 X可支持的元器件类别及其字母代号 2 OrCAD PSpice9可分析的电路特性 OrCAD PSpice9可分析的电路特性有6类15种 2 OrCAD PSpice9可分析的电路特性 3 OrCAD Pspice9 X的配套软件 OrCAD是一个软件包 核心软件是PSpiceA D 为使模拟工作做得更快更好 OrCAD软件包中还提供了以下5个配套软件与之相配合 1 电路图生成软件 Capture 其主要功能是以人机交互方式在屏幕上绘制电路图 设置电路中元器件的参数 生成多种格式要求的电连接网表 在该程序中可直接运行PSpice及其它配套软件 2 激励信号编辑软件 StmEd StimulusEditor 其主要功能是生成电路模拟中需要的各信号源 包括瞬态分析中需要的脉冲 分段线性 调幅正弦 调频 指数等5种信号波形和逻辑模拟中需要的时钟 脉冲 总线等各种信号 3 模型参数提取软件 ModelEd ModelEditor 其主要功能是提取来自厂家的器件的数据信息 生成所需要的模型参数 尽管PSpiceA D的模型库中提供了一万多种元器件的模型参数 但在实际应用中仍有用户觉得不够用 这时ModelEd软件就显得至关重要 4 波形显示和分析模块 Probe 其主要功能是将Pspice的分析结果用图形显示出来 不仅能显示电压 电流这些基本电路参量的波形 还可显示由基本参量组成的任意表达式的波形 所以有 示波器 之称 5 优化程序 Optimizer 其主要功能是自动调整元器件的参数设计值 使电路的特性得到改善 实现电路的优化设计 OrCAD软件包中5个配套软件之间的相互关系 四 电路仿真过程 五 OrCAD PSpice9中的单位和数字 Pspice中采用的是实用工程单位制 如电压用伏 V 电流用安培 A 电阻用欧姆 功率用瓦特 W 等 在运行中 Pspice会根据具体对象自动确定其单位 用户在输入数据时 代表单位的字母可以省去 例如给电压源赋值时 键入12和12V意思一样 Pspice中的数字采用科学表示方式 即可以使用整数 小数和以10为底的指数 用指数表示时 底数10用字母E来表示 对于比较大或比较小的数字 还可采用10种比例因子 如下表所示 例如1000 1E3和1K都表示同一个数 特别注意 1 比例因子可用大写也可用小写 如m和M都表示10 3 而国标规定 m表示10 3 M表示10 6 我们通常的习惯也是这样 为了防止混淆 在该软件中用MEG表示10 6 这一点在使用时应特别小心 2 比例因子只能用英文字母 如10 6用U或u表示 而国标规定10 6用m表示 这一点在使用时也应注意 如电容容量C 1 10 6F 应写成C 1u 或1U OrCAD PSpice9 X中采用的比例因子 专用名词 CAD ComputerAidedDesignDA DesignAutomationEDA ElectronicDesignAutomationSPICE SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis 重点用于集成电路的仿真程序PSpice P代表是在PC机上运行的版本CIS ComponentInformationSystem 元器件信