Pspice Simulation.ppt

PSPICE仿真入门,Pspice定义,Pspice是以Spice为核心发展起来的，Spice是SimulationProgramwithICEmphasis的缩写。Microsim公司的Pspice是其中著名的一个。Microsim被OrCAD并购后，Pspice程序更名为OrCADPspiceA/D,版本升为V9。,CadencePSD15.1安装注意事项,参考CADENCEPSD151.2详细安装.pdf顺序安装到6页出现图一界面时注意默认安装路径为：C:PSD_data手动修改路径为C:CandecePSD_data以下按安装说明顺序安装此处如果不修改路径，在Pspice仿真时，从Orcad调用Pspicemodel等子程序时,可能出现“InvokePspicemodel”的错误提示。,仿真步骤,明确仿真目的绘制电路图定义分析类型参看仿真结果,仿真常用库,仿真常用库有包含各类电源的source.olb包含常用分离器件的analog.olb元器件厂商提供的PSPICE库，可以下载后导入,图1-1低通滤波器,1,2,3,0,分析模拟图1.1中的电路，计算并描绘出以10us为步长，03ms内的瞬态响应。要求打印出V(1)和(V3)的波形可以用记事本编辑电路文件，保存为*.CIR.可以在CIS中直接绘制电路图,电子电路文本输入文件的规定,节点元件值电路元件元件模型信号源分析类型输出变量,节点,分析电路之前，首先要对电路的节点进行编号。在图1.1电路中，节点的编号已注明。节点标号必须为09999之间的整数。节点0倍规定为地节点，其他节点的编号是任意的。PSpice要求，每个键点至少应连接两个元件，即不能有悬空节点。,元件值,在电路文件中，元件值写在与元件相连的节点后面。元件值用表标注浮点形式书写，后跟客源的数之比率和（或）单位后缀。Pspice中约定了两种后缀，比率后缀和单位后缀。,比率后缀,F1E-15P1E-12N1E-9U1E-6M1E-3MIL25.4E-6,K1E3MEG1E6G1E9T1E12,单位后缀,V=伏A=安Hz=赫OHM=欧姆H=亨F=法DEG=度,元件值注意事项,在没有比率后缀和单位后缀的情况下，隐含量纲为默认量纲，为伏，安，赫兹等。由于Pspice忽略所有单位后缀，下列表示是等价的25E-325.0E-325M25MA25MV比率后缀都是大写字母M代表milli（毫），而不是兆，2M应写作2MEG或2MEGOHM,电路元件,电路元件有元件名表示。元件名必须按规定的字母开头，随后就可以是数字或字母。参考表1.1电路元件和信号源代号无源元件的描述格式,表1.1电路元件和信号源代号,无源元件的描述格式,无源元件的描述格式如下假定电流从正节点N+流向负节点N-。对图1.1中的无源元件描述如下：R11250C1203.18UFL12315.9MHC2303.18UFR23050,元件模型,一些电路元件值依赖于其他参量，例如电感的初始状态，随温度变化的电阻值等。电路元件的各种参数可以通过元件模型给出。例简单正弦信号源的模型表示为：SIN(VOVAFREQ)其中VO,VA代表偏置电压和幅值电压，FREQ为频率。对于Vin=10sin(2X1000t)的正弦电压，描述语句为：SIN(0101KHZ),信号源,电压(或电流)源可以是受控源,也可以是独立源,参考表1.1信号源描述语句格式为:假定电流从正节点N+流向负节点N-，节点N+和N-的顺序很重要。图1.1中节点1和节点0之间的输入信号源Vin的描述语句为：VIN10SIN(0101KHZ),分析类型,直流分析交流分析时域分析统计分析,直流分析,输入电压/电流源，模型参数或温度的直流扫描（.DC）线性化期间模型参数的确定（.OP）小信号传输函数（戴维南等效电路）（.TF）直流工作点（.OP）灵敏度分析（.SENS）,交流分析,小信号频率响应（.AC）噪声分析（.NOISE）交流分析用于分析电路的频响特性，包括u-f特性和-f特性。由于自变量是频率，所以交流分析又称为频域分析。同时，在交流分析定义的频段中，分析噪声来源，测量噪声指标。,时域分析,时域分析是指在某一时间函数激励下电路的时域响应特性。设置瞬态分析的初始条件（.IC）时域响应（.TRAN）傅立叶分析（.FOUR）,统计分析,蒙特-卡罗分析（.MC）最坏情况分析（.WCASE）Pspice提供了统计分析功能。包括蒙特-卡罗分析（.MC）和最坏情况分析（.WCASE）Montelcarlo，蒙特卡罗分析是在考虑到器件参数存在容差的情况下，分析电路特性随器件容差的变化情况。这种分析最接近电路的实际工作情况。最坏情况分析是分析各器件容差对电路性能的最大影响量（即最坏情况），从而达到优化电路设计的目的。,输出变量,Pspice在打印或描绘输出电压或电流时具有的特征。例如：节点3对于节点0的电压可以写作V(3,0)或V(3)。,电路文件的格式-1,Pspice能读懂的电路文件分为5部分：描述电路类型的标题或注释定义电路元件和模型参数的电路描述定义分析类型的分析类型描述规定输出形式的输出描述程序的结束命令.END,电路文件的格式-2,电路文件的一般格式如下：标题电路描述分析类型描述输出描述.END结合图1.1说明,电路文件的格式-3,AlowpassfiltercircuitwithsinusoidalinputvoltageVIN10SIN(0101KHZ)R11250C1203.18UFL12315.9MHC2303.18UFR23050.TRAN10US3MS.PLOTTRANV(3)V(1).PROBE.END,双击已保存为*cir的文件，调用PspiceA/D进行仿真，出现如下界面,此时可以进行修改或仿真如果进行仿真，可直接点击按钮Run,仿真结果见图1.2,图1.2仿真结果,绘制电路图进行仿真,对于高版本的Pspice，可以直接利用其绘图功能直接绘制电路图，然后调用Pspice进行电路分析。步骤如下：创建仿真文件绘制电路图设置仿真类型查看仿真结果,创建仿真文件,1.启动OrCAD/Capture：选择“开始”“程序”“CadencePSD15.1”“CaptureCIS”，以进入Capture的工作环境2.创建新项目在菜单栏中选择filenewProject3.出现图1.3的界面，输入文件名字例如:T1，选择文件类型.在CreateaNewProjectUsing复选框中选择:AnalogorMixed-SignalCircuit单击“OK”4.出现”CreatePSpiceProject”对话窗口选择”Createablankproj”，然后点“OK”.建立一个空项目。,图1.3,Name:键入项目名称,如T1Location：点Browse选择项目名保存的路径，如F:PSPICEsimCreateaNewProjectUsing：工程项目后续处理功能选择：AnalogorMixed-signalCircuit本工程以后将进行数/模混合仿真PCBoardWizard本工程以后将用来进行印刷版图设计ProgrammableLogicWizard本工程以后将用于可编程器件的设计(在9.2版本已经不支持)Schematic本工程只进行原理图设计,绘制电路图,放置器件：和绘制普通原理图过程一样。区别在于所调用的库必须是Pspice库，器件必须是有Pspice仿真模型的。看器件的属性中有Pppicetemplate这一项，如图1.4。特别注意地信号，必须是pspicesource中“0”.见图1.5。元器件间的电连接：执行P1ace/Wire命令将光标移至互连线的起始位置处，点击鼠标左键移动鼠标，在互连线终点，单击鼠标左键进行连接，单击鼠标右键，选择EndWire子命令，结束互连线绘制。修改元件参数：修改后如图1.1在需要绘出图形的测试点放置voltagemarker如图1.7,图1.4,图1.5,注意原理图上的地符号，在“source”库里，不是“CAPSYM”库的DGND，AGND。否则在仿真的时候，原理图的网络会把地网络的DGND等认为名为DGND的网络，但系统中会因为缺少对地回路出现如图1.6的错误提示，导致仿真失败。,图1.6,如图示所有与GND连接的网络都是悬空的,图1.7,设置仿真类型,设置仿真类型可以通过以下两种方法来设置利用快捷图标新建仿真文件设置或修改仿真文件设置，如图1.8通过下拉菜单新建仿真文件设置或修改仿真文件设置，如图1.9在仿真文件设置界面中选择Analysistype:TimeDomain;OptionsGeneralSettings;Runto3MS;Maximumstep10US点击RunPSpice,图1.8,点击图标“Newsimulationprofile”出现图1.10的对话框，给仿真文件起名。然后出现图1.11的仿真文件设置界面如果已有仿真文件，则点击“editsimulationsettings”,同样出现图1.11的仿真文件设置界面,editsimulationsettings,RunPSpice,图1.9,用下拉菜单新建仿真文件的步骤和用快捷图标一样,图1.10,图1.11,查看仿真结果,仿真结果如图1.12，结果与图1.2相同，还可以点击快捷图标查看仿真的输出文件。图1.12,simulationoutputfile,从仿真的输出文件，我们能看出，系统把网络文件：SCHEMATIC.net转化为了.cir文件，除了节点的名字不同外，该文件和前面我们自己编写的1.cir是一样的。关于.INC;.MODEL等点命令，后面介绍。,viewsimulationoutputfile,点命令,Pspice有各种命令，以进行不同的分析，得到不同的输出以及对元件模型进行描述。这些命令均以一个点开头，因此叫做点命令。分为以下几类模型输出类型温度语句，电路结束语句和选择项直流分析交流分析瞬态分析,模型,.MODEL(模型).SUBCKT(子电路).ENDS(子电路结束).LIB(库文件).INC(包含文件),.MODEL(模型),在Pspice中，用.MODEL定义元件参数的模型。在同一电路中，相同的模型允许被一个或多个器件所引用。模型定义的一般格式为：.MODELMNAMETYPE(P1=V1P2=V2P3=V3PN=VN)MNAME：模型名，必须以字母开头。TYPE：是元件模型类名，必须按照表1-2规定取。一个元件必须有一个正确的模型类名。一个电路中，可能有一个以上的模型具有相同的模型类名而模型名不同。模型语句举例：.MODELRLOADRES(R=1TC1=0.02TC2=0.005).MODELCAPSSCAP(C=1VC1=0.01VC2=0.002TC1=0.02TC2=0.005),表1-2元件模型类名,.SUBCKT(子电路),子电路允许定义一个电路块且在多处使用它。子电路定义的格式为：.SUBCKTSUBNAME(twoormore)nodes子电路调用的符号为X，一般格式为：X(twoormore)nodesSUBNAME注意：子电路允许嵌套。就是说，子电路A可以调用其它子电路。但嵌套不能循环，即如果子电路A调用了子电路B，则子电路B不允许再反过来调用子电路A。子电路的调用语句和定义中必须包含相同的节点数。子电路定义中只能包含元件语句（没有点语句）以及.MODEL语句。,.ENDS(子电路结束),子电路必须用.ENDS语句来结束，一般格式为：.ENDSSUBNAME注意：子电路名可以省略主电路节点与子电路节点互不影响，然而，子电路不该有零节点，因为整个Pspice中，节点零都被认为是接地的。,.LIB(库文件),在电路文件中引用库文件：.LIBFNAMEFNAME:被调用的库文件名。例如：.LIB.LIBDIODE.LIB(二极管库文件).LIBC:LIBMNOM.LIB,.INC(包含文件),当前电路文件可以用如下方式包含其它文件的内容：.INCNFILE,输出类型,.PRINT.PLOT.PROBE.WIDTH,输出类型,直流分析，交流分析的结果可以以列表形式输出。打印语句采用格式：.PRINTDCoutputvariables用绘图打印的方式输出。.PLOTDCoutputvariables(,)屏幕图形显示.PROBE，输出变量可以列数学表达式或函数。打印宽度设置.WIDTHOUT=,VALUE是列数，必须是80或132，默认为80,温度语句，电路结束语句和选择项,温度语句：.TEMP其中的温度使用摄氏度。分析电路时，默认为27度。电路结束语句：.END。一个输入文件可以有一个以上的电路，都必须有.END命令。选择项：.OPTIONS可以用不同的选择项去控制和限制电路分析的参量。格式为：.OPTIONS(options)name=,直流分析,.OP(直流工作点分析).NODESET(节点设置).SENS(小信号灵敏度分析).TF(小信号转移函数).DC(直流扫描),交流分析,交流分析是在一定的频率范围内计算电路的响应。交流分析语句的格式：.ACLINNPFSTARTFSTOP.ACOCTNPFSTARTFSTOP.ACOCTNPFSTARTFSTOPNP:交流扫描的点数FSTART:起始频率FSTOP:终止频率LIN为线性扫描。在带宽较窄时使用OCT为倍频扫描。用于带宽较宽的情形DEC为10倍频扫描，它进行对数扫描。用于带宽特别宽的情形,瞬态分析,瞬态响应分析是对网络的时域分析，在时域中对输入信号可确定相应的时域中的输出。命令包括：.IC(瞬态初始状态).TRAN(瞬态分析)瞬态分析语句：.TRAN5US1MS.TRAN5US1MS200US0.1NS,.FOURFREQV1V2V3VN(傅立叶分析).MC(蒙特卡罗分析Monte-Carlo).WCASE(ANALYSIS)(OUTVARIABLE)(FUNCT