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（uf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：,.PRINTDCACTRAN.PLOTDCACTRAN.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311句为元件行，描述各元件标号、连接点及器件参数值。第1221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100Hz100kHz，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03ms，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-3，2.4E4(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（缺省值）、m