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文档简介

2.1OrCAD/PSpice系统构成2.2创建新设计2.3绘制电路原理图2.4绘图实例详解2.5本章小结2.6习题PSpice篇

PSpice软件的构成以及OrCAD软件包中与PSpice运行有关的软件模块简要介绍如下:

1)电路图设计模块(Capture)

PSpice以Capture作为前端输入模块。在Capture中绘制电路图后,原理图编译器会把电路图自动转化成电路网络表文件,并标上节点号,以便进行计算和仿真。

2)激励信号编辑模块(StimulusEditor)

在对电路特性进行分析时,需要用到多种不同的激励信号源。StimulusEditor是一个信号波形编辑器,生成在进行电路模拟时需要的各种激励信号波形。2.1OrCAD/PSpice系统构成

3)电路仿真分析模块(PSpiceA/D)

PSpiceA/D是PSpice的核心部分,不仅可以对模拟电路进行分析,而且还可以对数字电路和模/数混合电路进行仿真。PSpiceA/D能完成6类共计15种电路特性分析任务。

4)输出波形显示与分析模块(Probe)

Probe是PSpice的输出图形处理软件包,它接收仿真程序输出的绘图文件( .dat),在屏幕上绘出曲线,并且可以输出打印。

5)模型参数提取模块(Parts)

由于电子元件的种类和数量繁多,模型参数库中的模型有限,PSpice提供的模型参数提取模块Parts不需要对器件进行测量就能从元器件制造商提供的数据表中直接提取模型参数,然后将该模型放入库中就可加以利用进行仿真。

6)电路优化模块(Optimizer)

Optimizer可在电路模拟分析的基础上,根据规定的电路特性约束条件,自动调整电路元器件参数,以满足某一电路的指标要求。当对电路性能指标要求较多时,则需要调节的参数也比较多,这时Optimizer就能充分表现出它的性能优势。使用PSpice进行电路仿真分析的第一步就是电路原理图的输入。版本8.0以前的PSpiceA/D本身带有电路图输入软件Schematic,从版本9.0开始,PSpiceA/D、OrCAD/LayoutPlus和OrCAD/Express均以OrCAD/Capture作为前端模块。OrCAD/Capture是一个功能强大的电路原理图设计软件,不但可以绘制各种类型的电路图(包括模拟电路、数字电路以及模/数混合电路),生成多种格式要求的网络表文件,而且还可以对电路设计图进行各种后处理,生成多种统计报表输出。CaptureCIS与Capture的区别在于CaptureCIS软件包中有元器件信息系统CIS(ComponentInformationSystem),可以对元器件的采用实施高效管理。本书中的电路图设计就是基于CaptureCIS进行的。使用PSpice进行电路仿真分析一般要经历以下几个步骤:首先在OrCAD/CaptureCIS中完成电路原理图的绘制,并利用编译器把电路图转换成一系列的电路仿真设置文件以供PSpice调用,这些文件包括使用元器件种类、网络连接状态、相关仿真命令、自建元件库及激励信号源等信息。接着在OrCAD/PSpice这个软件形式的电路实验板上放入电源与触发信号,再根据需要来测试所设计的电路性能指标是否满足要求。仿真结果顺利通过检测后,就可以转到LayoutPlus和Express程序进行PCB或PLD设计了。

使用OrCAD/PSpice进行电路设计的流程如图2-1所示。图2-1OrCAD/PSpice电路设计流程2.2.1建立新设计项目

启动OrCAD9.2/CaptureCIS程序,执行如下操作:首先单击“开始”,在“程序”选项中选取“OrCADFamilyRelease9.2”,然后选择“CaptureCIS”选项,单击即可打开文件。文件运行后,可以依次看到如图 2-2

和图2-3所示的OrCAD欢迎界面和OrCADCapture的初始界面。在图2-3中,窗口左下方有一个最小化的“SessionLog”窗口,它是显示Capture操作流程或错误信息的窗口。2.2创 建 新 设 计图2-2OrCAD欢迎界面图2-3OrCADCapture的初始界面

OrCAD是采用项目的方式来管理各个设计任务的,由项目管理器对项目所涉及的电路图、模拟要求、元器件符号库、模型参数库以及输出结果进行统一管理。每个设计项目对应一个项目管理器窗口。

打开一个新的绘图页之前必须先创建一个全新的项目。如图2-4所示,在OrCADCaptureCIS环境下,选择执行“File\New\Project”菜单命令或者点击主工具栏内的按钮都可弹出如图 2-5 所示的NewProject对话框。图2-4建立新设计项目图2-5NewProject对话框在图 2-5NewProject对话框中共有3个栏目:

(1) Name栏内需要键入新建设计项目名称。这里输入“circuit1”作为示范设计项目名称。

(2) CreateaNewProjectUsing栏下的4个选项用于规定设计项目类型。

AnalogorMixedA/DProject:用于电路图绘制和后续的模拟或模/数混合仿真任务,需要安装PSpiceA/D。

PCBoardWizard:用于PCB板的设计,需要安装Layout。

ProgrammableLogicWizard:用于CPLD/FPGA数字逻辑器件设计,需要安装Express。

Schematic:用于单纯的电路图绘制而不需要进行后续的电路特性仿真分析。

我们的目的是电路原理图的绘制与仿真分析,因而这里选中“AnalogorMixedA/DProject”选项。

(3) Location栏内需要键入本项目要保存的位置,也可以点击“Browse…”按钮,在弹出如图2-6所示的SelectDirectory对话框中确定文件保存路径。选择完毕,按“OK”按钮即可进入CreatePSpiceProject对话框,如图2-7所示。图2-6SelectDirectory对话框

图2-7CreatePSpiceProject对话框如果想在原来已存在的电路图基础上创建电路图,选中“Createbaseduponanexistingproject”选项,然后通过点击下拉菜单,选择相关项目,选好后点击“OK”按钮,打开的绘图页面上就会显示所选取的原来已经存在的电路图。

如果想创建全新的电路图,选择“Createablankproject”选项,然后点击“OK”按钮,就可以打开一个空白的电路图编辑窗口,如图2-8所示。图2-8空白电路图编辑窗口到此,一个新设计项目已建立完毕。打开项目管理器窗口,如图2-9所示,系统默认建立一个新绘图页“PAGE1”,如果想修改绘图页的名字以方便记忆,双击“PAGE1”,编辑修改即可。图2-9项目管理器窗口2.2.2电路图编辑窗口

如图2-8所示,电路图编辑窗口是一个典型的Windows窗口,顶部是标题栏,接着是主命令菜单和工具按钮,中间占窗口绝大部分的空白区域是绘图工作区,在工作区的右方和下方有滚动条,窗口最底部是状态栏。状态栏分为3个部分:左边部分显示当前选用命令或当前绘图状态;中间部分显示当前电路图中处于选中状态的电路元素个数;右边部分给出了屏幕上电路图所采用的显示倍率以及电路图上光标所在位置的坐标值。窗口最右侧一排是绘图按钮工具栏,可以用鼠标左键单击工具栏不放,把它拖拽到屏幕上的某个地方后再松开鼠标左键,就可以达到移动它的目的。

1)基本工具按钮

图2-10是位于主工具栏左上方的13个按钮。 按从左向右顺序分别对应于File主命令菜单中的“New”、“Open”、“Save”与“Print”子命令;Edit主命令菜单中的“Cut”、“Copy”、“Paste”、“Undo”和“Redo”子命令以及View\Zoom下的“In”、“Out”、“Area”和“All”子命令。几乎所有的Windows应用程序中均有这些工具按钮。图2-10基本工具按钮

2)后处理工具按钮

位于第一类按钮右边的6个按钮,如图2-11所示。它们的作用是对绘制好的电路图进行各种后处理,包括电路图元器件自动编号及回注、设计规则检查、产生网络表、制作交互参考表和生成元器件清单,依次对应于ProjectManager窗口中Tools主菜单下的“Annotate”、“BackAnnotation”、“ResignRulesCheck”、“CreateNetlist”、“CrossReferenceParts”、“BillofMaterials”子命令。图2-11后处理工具按钮

3) PSpice工具按钮

图2-12中前8个按钮按从左向右顺序分别对应于PSpice主命令菜单中的“NewSimulationProfile”、“EditSimulationSettings”、“Run”、“ViewSimulationResults”子命令以及PSpice\Markers下的“VoltageLevel”、“VoltageDifferential”、“CurrentIntoPin”和“PowerDissipation”子命令。后面6个按钮与电压、电流和功率在电路图中的显示有关。图2-12PSpice工具按钮

4) Place工具按钮

电路图编辑窗口右侧的20个工具按钮是专用的绘图工具按钮,如图2-13所示。除第一个按钮用于选中电路元素(Selection)外,其余19个按钮分别对应于Place主命令菜单中的19条子命令。图2-13Place工具按钮

5)其它工具按钮

其它工具按钮共3个,如图2-14所示,按从左向右次序其作用分别为使光标只能在坐标网格点上移动(SnaptoGrid)、转向项目管理器(ProjectManager)和启动在线帮助(Help)。图2-14其它工具按钮2.3.1绘图页参数设定

在电路设计中,新打开的绘图页尺寸、背景、边框、标题框等均采用CaptureCIS的默认值,即SizeA规格,见图2-15。如果默认绘图页的规格不合适,在电路图绘制过程中和存档之前随时都可以调整其参数设置。选择“Options\SchematicPageProperties”菜单命令,调出SchematicPageProperties对话框,再点击“PageSize”标签,打开如图 2-15 所示的PageSize标签页。2.3绘制电路原理图图2-15PageSize标签页在PageSize标签页中,Units栏用于选定图纸尺寸的单位是英寸还是毫米。NewPageSize栏列出了6种不同幅面的图纸尺寸以供选择。若以英寸为单位,不同幅面的图纸代号为A、B、C、D、E以及用户自定义Custom;若以毫米为单位,则图纸幅面代号相应为A4、A3、A2、A1、A0以及Custom。图中Pin-to-PinSpacing用于设置元器件引线间的最小间距,对应于绘图页面上网格点的最小间距。单击“GridReference”标签,弹出图2-16所示的GridReference标签页,该标签页共设置了3类6组参数。

(1)图幅分区的设置:图中Horizontal或Vertical栏内的4项参数用来设置水平或垂直图幅分区的划分方式。

Count:在Horizontal栏内设置水平方向的分区数;在Vertical栏内设置垂直方向的分区数。

Alphabetic和Numeric:用于确定分区编号采用字母还是数字,二者择一。

Ascending和Descending:用于确定分区的编号是增大还是减小,二者择一。Horizontal规定方向是从图纸左上角起向右,Vertical规定方向是从图纸左上角起向下。

Width:设置分区编号框线的宽度。图2-16GridReference标签页

(2)屏幕显示和打印状态的设置:BorderVisible、TitleBlockVisible和GridReferenceVisible这3栏分别用于确定图纸边框线、标题栏和图幅分区这3项内容是否在屏幕上显示以及是否打印在输出的电路图上。

(3) ANSIgridreferences:用于确定是否采用美国标准化协会关于图幅分区的划分规定。

Miscellaneous标签页列出了当前图纸页的有关信息,包括该页图纸在整个电路设计中的编号,以及该页电路图的绘制时间和最近一次修改时间。2.3.2元器件选取与放置

在电路图中绘制元器件实际上就是从系统配置的元器件符号库中调出所需要的元器件符号,并按照一定的方位放置在电路图中的合适位置。表2-1为PSpiceA/D支持的元器件类别及其相应字母代号。表2-1PSpiceA/D支持的元器件类别及其相应字母代号字母代号元器件类别字母代号元器件类别BGaAs场效应晶体管N数字输入C电容O数字输出D二极管Q双极性晶体管E受电压控制的电压源R电阻F受电流控制的电流源S电压控制开关G受电压控制的电流源T传输线H受电流控制的电压源U数字电路单元I独立电流源USTIM数字电路激励信号源J结型场效应晶体管(JEFT)V独立电压源K互感(磁芯),传输线耦合W电流控制开关L电感X单元子电路调用MMOS场效应晶体管(MOSFET)Z绝缘栅双极性晶体管(IGBT)选取及放置元器件的操作过程如下:

1.调出PlacePart对话框

在电路图编辑窗口状态下,选择“Place\Part”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,或者使用快捷键【Shift+P】,调出如图 2-17 所示的PlacePart对话框。图2-17PlacePart对话框

2.按下述步骤选取所需要的元器件

1)载入元器件所在的元件库

Libraries下方的列表框里显示的是在该设计项目中已配备的元件库名称清单。点击某一库名称后,该库中的元器件将按字母顺序列在其上方的元器件列表框中。在按下【Ctrl】键的同时再点击其它库名称,可同时选中几个元件库。为绘图时方便使用,我们通常会多载入几个元件库。Analog和Digital两个库文件分别列出了模型参数库中包括的模拟和数字两类元器件名称清单,这些元器件基本覆盖了目前常用的商品化半导体器件和集成电路。如果想要的元器件所在的元件库并没有出现在元件库列表中,那么需要添加库文件。点击图2-17中的“AddLibrary…”按钮,屏幕上弹出BrowseFile对话框,其中列出了系统提供的库文件清单(以“.olb”为扩展名),如图2-18所示。用鼠标点击所需要的库名称,按“打开”按钮,即可将选中的库文件添加至图2-17的元件库列表中;可以一次多选几个库文件,方法是左手按住键盘上的【Ctrl】键不放,右手单击鼠标左键选取所要的库文件,选好后按“打开”按钮;也可以选择所有的元件库,方法是在窗口空白处单击鼠标左键,然后使用快捷键【Ctrl+A】,就会选中所有库文件,选好后按“打开”按钮即可。虽然添加更多的元件库能够扩大元器件的搜索范围,但是库文件太多,会导致计算机的运行速度变慢。对于已经知道元器件是属于哪个元件库的,按照上述办法添加库,不知道元器件在哪个库的推荐使用“PartSearch…”按钮查找元器件。

如果知道元件库列表中有不必要的元件库,可以删除。方法是在元件库列表中选中一个或多个需要删除的库名称,点击“RemoveLibrary”按钮,即可将多余的库文件从列表中删除。图2-18BrowseFile对话框

2)寻找并选择元器件

如果知道元器件的确切名称,就可以在Part栏内直接输入,如图2-19所示(以电容元件为例),这时画面右下角的预览框里会出现这个元器件的外观、名称和默认值。如果不能完全肯定欲调用元器件的确切名称,可以利用2个通配符“*”和“?”来配合,或者在Part栏内输入想要的元器件的前几个字母,系统就会自动搜寻头部含有这几个字母的元器件并在元器件列表框中罗列出来,点击欲调用的元器件名称,则预览框内也将显示出被选中的元器件外观、名称和默认值。图2-19选择电容元件另外一种常规的元器件搜寻办法就是通过点击PlacePart对话框中的“PartSearch…”按钮,打开如图2-20所示对话框。图2-20PartSearch对话框在Part栏内输入需要查询的元器件名称,例如输入“C”,然后点击“Browse…”按钮,打开BrowseFile对话框,设置元器件搜索路径。当然,被搜索元器件所在的元件库必须在此路径下才能确保搜索成功。接着点击“BeginSearch”按钮启动自动搜寻。搜寻的结果会显示在Libraries栏内。本例电容搜索的结果如图2-21所示。Libraries列表框中显示有2个库analog.olb和analog_p.olb中都有符合要求的电容元件,根据电路需要选择合适的元器件,点击“OK”按钮,即可回到图2-19。图2-21电容搜索结果

3)完成选取

在图2-19中,选择好元器件后,按下“OK”按钮,关闭PlacePart对话框,该元器件即被调至绘图页面上。

3.放置元器件

被调至绘图页面上的元器件将附着在鼠标光标上并随着光标移动。移至合适位置后点击鼠标左键或者按下键盘上的空格键,即在该位置放置一个元器件。这时再移动光标,还可在电路图的其它位置继续放置该元器件,CaptureCIS还会为依次放置的相同元器件自动增加其编号。如图2-22所示,绘图页上放置了3个电容,5个电阻,2个三极管,与其所放位置无关,系统依照它们被放置的先后顺序自动为其编号。图2-22CaptureCIS为依次放置的相同元器件编号

4.结束元器件的绘制

在元器件被放置到绘图页之前,元器件符号能随着鼠标光标移动的状态下,单击鼠标右键,出现图2-23所示元器件放置快捷菜单。选择执行其中的“EndMode”子命令即可结束元器件绘制状态,也可以按下键盘上的【Esc】键,或者点击绘图工具栏中的按钮,结束元器件绘制状态。图2-23元器件放置快捷菜单2.3.3电源的选取与放置

1.两种类型的电源和接地符号

OrCAD/CaptureCIS符号库中有两类电源符号。一类是CAPSYM库中提供的5种电源符号,它们仅仅是一种符号,在电路图中只表示该处要连接的是一种电源,本身不具备任何电压值。但是这类电源符号具有全局(Global)相连的特点,即在电路中具有相同名称的几个电源符号即使相互之间没有互连线,在电学上也是相通的。图2-24中VDD和VEE都是这类电源符号。另一类电源符号是由SOURCE库提供的。这类符号代表真正的激励源,通过设置可以赋予它们一定的电平值。如图2-24中的V1、V2和V3均为这类电源符号。当然也可以把 +12V和-12V电源直接接到电路中的VDD和VEE处,但是按通常习惯,我们经常把两个直流电源VDD和VEE按图2-24中所示形式绘制。因为如上所述这两个符号仅仅是一种符号,不具有任何电平值,所以在图右下角还需绘制一个附加小电路,表示VDD接到V2(+12V),VEE接到V3(-12V)。图2-24电源与接地符号绘制示范电路接地符号的情况同样如此。CAPSYM库中提供的5种接地符号只代表一种电学上相连的符号,只有SOURCE库中的接地符号(符号名称为“0”)才代表电位为0的“地”。

图2-25、图2-26和图2-27列出了CaptureCIS提供的电源与接地符号。图2-25是CAPSYM库中的5种电压源的5个电压源符号;图2-26是CAPSYM库中的5种接地形式的5个接地符号;图2-27是SOURCE库中的电源与接地符号。SOURCE库中的电源符号很多,这里不一一列出。图2-25CAPSYM库中的电压源符号图2-26CAPSYM库中的接地符号图2-27SOURCE库中的电源与接地符号

2.电源和接地符号的选用原则

(1)模拟电路中的直流电压源或电流源、交流和瞬态信号源以及数字电路中的输入激励信号源,被视为一般电路元器件,执行“Place\Part”子命令,从SOURCE库(或SOURCSTM库)中选用。

(2)加在数字电路输入端的高电平信号和低电平信号应执行“Place\Power”子命令,或者使用工具按钮从SOURCE库中选用“$D-HI”和“$D-LO”两种符号。

(3)调用PSpice对模拟电路进行模拟分析时,电路中一定要有一个电位为0的接地点。这种0电位接地符号必须通过执行“Place\Ground”子命令,或者使用工具按钮从SOURCE库中选用名称为“0”的接地符号。图2-24中采用了4个这种接地符号,并且这4个“地”是电学相连的。

(4)如果使用了CAPSYM库中的电源或接地符号,那么还需要调用SOURCE库中的符号进一步说明这些电源和接地符号的电平值,如图2-24右下角的附加小电路所示。

3.电源和接地符号的绘制步骤

CaptureCIS中的电源与接地元件要由菜单命令“Place\Power”和“Place\Ground”来调用,也可以点击绘图工具栏内的和按钮或者按下键盘上的【Shift+F】和【Shift+G】快捷键来调用。这时,屏幕上会弹出如图2-28所示的PlacePower对话框(PlaceGround对话框与此基本相同)。在这个对话框内提供了一些最常见的电源符号和接地符号以供选择。PSpice提供的仿真专用电压源与电流源都在SOURCE.OLB元件库内。图2-28PlacePower对话框放置电源的具体操作步骤与前面利用PlacePart对话框放置元器件的过程很相似,先在Libraries栏内选出需要的电源库,元器件列表内就会显示出这些电源库所包含全部电源的对应列表,然后选中需要的电源,这时Symbol栏内会对应显示这个电源名称,而且对话框中间方框里会出现选中电源的外观,如图2-29所示。选好后点击“OK”按钮,对话框关闭,画面上会有一个随着鼠标光标移动的电源符号,到达适当位置后单击鼠标左键或者按下键盘上的空格键,即可完成电源放置。图2-29利用PlaceGround对话框放置0接地符号若想结束放置电源的操作,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择执行“EndMode”子命令即可结束放置,也可以按下键盘上的【Esc】键,或者点击绘图工具栏中的按钮,结束电源放置状态。

如果元器件列表中没有需要的电源,还可以通过“AddLibrary…”按钮来添加新的电源库。2.3.4对元器件的基本操作

在将元器件放置到绘图页面之前,单击鼠标右键,会出现图2-23所示的元器件放置快捷菜单。在将元器件放置到绘图页面之后,用鼠标左键单击需要处理的元器件,使其处于被虚线框包围的激活状态,此时单击鼠标右键,会出现图2-30所示的元器件操作快捷菜单。这两个快捷菜单中列出了与元器件绘制和对元器件操作密切相关的几条子命令,选用这些子命令可以提高绘图效率。图2-30元器件操作快捷菜单

1.翻转和旋转

MirrorHorizontally:将元器件做左右翻转处理,也可按下键盘上的快捷键【H】。

MirrorVertically:将元器件做上下翻转处理,也可按下键盘上的快捷键【V】。

Rotate:将元器件逆时针旋转90°,也可按下键盘上的快捷键【R】。

这些操作也可以使用主功能菜单的选项来执行。选择“Edit\Mirror”就可以看见这三个菜单命令,选择相应命令也可实现同样操作。

2.放大和缩小

ZoomIn:在屏幕上放大显示电路图,也可以点击绘图工具栏内的按钮,或者按下键盘上的快捷键【I】。

ZoomOut:在屏幕上缩小显示电路图,也可以点击绘图工具栏内的按钮,或者按下键盘上的快捷键【O】。

3.移动与拖拽

对元器件的移动,就是在绘图页上改变元器件或元器件组的位置。如果在操作过程中需要移动一个单一的对象时,可以在这个对象上单击鼠标左键不放,然后将它拖到希望放置的地方再松开鼠标左键,就可以将这个元器件的位置固定下来了。如果需要移动一组对象时,首先应该选取要移动的所有对象。方法是按住鼠标左键不放,然后移动鼠标拉出一个方框,确保需要移动的对象都在方框里,再松开鼠标左键,这时被选取的元器件会变色并出现虚线外框,如图2-31所示。选取好对象后,在选取区内的任何一个地方单击鼠标左键不放,被选取的对象就会随着呈现十字箭号形状的鼠标光标移动,到某一合适位置时,放开鼠标左键就可以完成移动。

移动操作只是移动被选中的对象,电路中原先与该对象相连的互连线并不随之发生变化,显然这时电路的连接关系将改变。图2-31选取一组对象对元器件的拖拽,是指在选取对象的时候,选取范围的边缘包含了连线或总线,那么在移动元器件时,这些连线或总线并不会自动断开,而是像橡皮筋一样随之伸长或缩短,使电路的连接关系保持不变。拖拽的操作与移动操作相同,都是先选取对象,然后在选取区内的任何一个地方单击鼠标左键不放,被选取的对象就会随着鼠标光标移动,拖拽到希望的位置后,释放鼠标左键即可。

拖拽操作虽然改变了一个对象在绘图页的位置,但是原来电路的连通性和完整性并不被破坏。图2-32显示的就是将图2-31中的电阻R1向右拖拽的状态。图2-32电阻R1在拖拽状态中

4.剪切、复制、粘贴与删除

1)剪切

剪切就是将选中的对象在电路中移除而在Windows剪贴板内保留一份备份。

要进行剪切操作,首先要选取元器件对象,然后使用“Edit\Cut”菜单命令,或者点击主工具栏内的按钮,或者按下键盘上的【Ctrl+X】键来执行剪切操作。

2)复制

复制就是将选取的对象制成一份备份放入Windows剪贴板内,复制并不删除绘图页内选择到的元器件对象。

要进行复制操作,首先要选取元器件对象,然后使用“Edit\Copy”菜单命令,或者点击主工具栏内的按钮,或者按下键盘上的【Ctrl+C】键来执行复制操作。

3)粘贴

粘贴就是将剪贴板上的内容复制一份放到已经打开的绘图页面上。粘贴通常与复制和剪切操作相互配合使用。

要进行粘贴操作,可以选择“Edit\Paste”菜单命令,或者点击主工具栏内的按钮,或者按下键盘上的【Ctrl+V】键,都会出现一个剪贴板内容图像随着鼠标光标在绘图页面上移动,到达满意位置后,按下鼠标左键或者按下键盘上的【Enter】键完成粘贴操作。

4)删除

删除就是指在绘图页内将选定的对象删除掉。删除掉的对象在Windows剪贴板内没有备份,所以删除后就不能再使用粘贴操作。

要进行删除操作,首先要选定欲删除的对象,然后使用“Edit\Delete”菜单命令,也可以按下键盘上的【Delete】键或者【Backspace】键完成删除操作。2.3.5元器件参数设定和元器件符号编辑

PSpice对电路进行模拟分析时,要求电路图中的每一个元器件均有一个与其类别相关的编号。按PSpice的规定,同类元器件的编号都以同一个关键字母开头。例如电路图中所有的电阻编号均以R开头,后面为不同的数字:R1、R2、…,这样就可以区分出电路中的每一个电阻;电容的编号为C1、C2、…,集成芯片的编号为U1、U2等等。一般来说,CaptureCIS默认的元器件编号以绘制的先后为顺序。除此之外,CaptureCIS还默认元器件的性质、数值等。

1.PSpice中的数字与单位表示

在PSpiceA/D中,数字采用通常的科学表示方式,即可以采用整数、小数和以10为底的指数来表示。用指数表示时,字母E代表作为底数的10。例如,5.1k、5.1E3和5100均表示同一个数。对于比较大或比较小的数字,还可以采用10种比例因子,如表2-2所示。表2-2比例因子符号比例因子名称符号比例因子名称f10-15飞(femto-)m10-3毫(milli-)p10-12皮(pico-)k10+3千(kilo-)n10-9纳(nano-)MEG10+6兆(mega-)u10-6微(micro-)G10+9吉(giga-)mil25.4×10-6密耳(mil)T10+12太(tera-)需要注意的是,单个字母M(m)是代表10-3。要表示106必须用MEG(meg)共3个字母,字母大小写均可。例如要指定100兆赫兹的频率,必须用100MEG(100meg),若按平时习惯表示为100M,则PSpice将其理解为100毫赫兹。

在PSpiceA/D中,单位采用国际单位制,即时间单位为秒(s),电流单位为安培(A),电压单位为伏特(V),频率单位为赫兹(Hz),……。在绘图与仿真过程中,代表单位的字母可以省略。

2.修改元器件属性参数

如果是在元器件虽然被调出至绘图页面,但是还没有被放置的情况下,单击鼠标右键,会出现图2-23所示的元器件放置快捷菜单,选择其中的“EditProperties”子命令,弹出图2-33所示的EditPartProperties对话框。其中,PartValue和PartReference栏内显示了系统默认的元器件数值和编号,我们可以根据需要自行修改。如果元器件已被放置到绘图页面上,则直接双击该元器件符号,或者先选中该元器件,使之处于被粉色虚线框包围的激活状态,然后单击鼠标右键,会出现图2-30所示的元器件操作快捷菜单,选择其中的“EditProperties”子命令,调出图2-34PropertyEditor对话框,这是一个元器件属性参数编辑器。在Reference栏内更改元器件名称及编号,在Value栏内修订元器件的参数值。本例中在Reference栏内将电容名称由C1改为Ci,在Value栏内将电容值由1nF修订为0.1μF。图2-33EditPartProperties对话框图2-34利用PropertyEditor对话框修改电容属性参数元器件被放置到绘图页面后还有更简便易行的方法修改元器件属性参数,就是直接在想改变的参数值上双击鼠标左键,调出相应对话框。还以上面的电容为例,双击电容名称,调出图2-35所示的DisplayProperties对话框。双击电容参数值,调出图2-36所示的DisplayProperties对话框。分别修改Value栏内值,在图2-35中,将电容的默认名称由C1改为Ci,在图2-36中,将电容的默认值由1n改为0.1μF。修改完毕,点击“OK”按钮即可。图2-35利用DisplayProperties对话框更改电容名称图2-36利用DisplayProperties对话框更改电容数值

3.编辑元器件符号

在绘图页面上单击一个元器件符号,如本例中的电容,使其处于选中状态,然后选择执行“Edit\Part”子命令,或者选中元器件后单击鼠标右键,选择图2-30元器件操作快捷菜单中的“EditPart”子命令,打开如图2-37所示的元器件符号编辑窗口,对元器件符号进行编辑处理。图2-37元器件符号编辑窗口2.3.6绘制连线与放置节点

1.绘制互连线

将电路图中包括的所有元器件都放置到绘图页面上,并且各自的大致位置已经确定后,就可以用线条将它们连接起来绘制成电路图了。连线的目的就是依照设计电路的要求建立网络。连线操作时使用“Place\Wire”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,或者按下键盘上的【Shift+W】键,都可以进入绘制互连线的状态,此时鼠标光标的形状也会由空心箭号变为虚线的十字。将光标移至互连线的起始端,单击鼠标左键,就会出现一个可以随鼠标光标移动的欲拉线,把光标移动到连线的转弯点,每单击鼠标左键一次就可以定位一次转弯。当拖拽虚线到某个元器件的管脚上时单击鼠标左键,或者在任何时候双击鼠标左键,就会终止本次互连线的操作。要想结束互连线绘制状态,单击鼠标右键,从快捷菜单中选择执行“EndWire”子命令,或者按下键盘上的【Esc】键,再或者点击绘图工具栏内的按钮,都可以结束互连线绘制状态。

画图过程如图2-38所示。 图中,C1与0接地符号之间的连线在上一次操作已绘制完毕,而电源与C2之间的互连线正处于绘制状态中。图2-38绘制互连线连接元器件上面介绍的操作只能绘制直角转弯的互连线。如果想绘制任意角度走向的斜线,要先按下【Shift】键不放,再用鼠标控制光标移动,即可实现斜线的绘制。

通常判断连接与否的规则是:当两个电气对象(电气元件或者是连线等)的电气接点(元器件为空心小方块,连线为实心小方块)接触在—起时,它们就被视为连接在—起了,如图2-38所示。连线与连线之间还有以下一些专门的连接规则。第一,当连线的终端连接到任何其它连线的转角而形成T形连接时;与另一条连线的某一个终端连接时;或是两条连线重叠时,其终端就被视为连接在一起。连线的终点以任何角度接触到元器件的管脚或电源对象均被视为有效的连接。通常,系统会自动地在有效的电气连接处放置一个节点。当然,我们也可以人为地放置节点。

2.放置节点

通常情况下,CaptureCIS会自动地在连线交汇处放置节点。不过如果想要自己添加节点,可以使用“Place\Junction”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,也可按下键盘上的【Shift+J】键,进入节点绘制状态,这时空心箭号形状的鼠标光标前面会多出来一个实心黑点。用鼠标光标移动黑点使其浮在欲放置节点位置上,再单击鼠标左键即可实现节点放置,此时系统仍处于节点绘制状态,可以继续在电路的其它位置放置节点。要想结束节点绘制状态,单击鼠标右键,从快捷菜单中选择执行“EndMode”子命令,或者按下键盘上的【Esc】键,再或者点击绘图工具栏内的按钮,也可结束节点绘制状态。

如图2-39中3个T形连接处和1个十字形连接处都被放置了节点。图2-39在电路图中放置节点2.3.7设置网络别名

设置网络别名,就是设置电路中电学上相连的互连线、总线、元器件引出端等构成的节点名。按惯例,我们也要为它们命名以示区别。况且,CaptureCIS系统还要通过节点名描述各个元器件之间的连接关系,以生成网络表文件,同时也为后面的Pspice仿真做准备,因为电路模拟结束后,系统要采用节点名来表示电路特性的分析结果。系统会自动生成节点名,但有时为了方便使用,我们还可以自行设定一些有含义的或者具有提示作用的节点名称。电路中不同位置的节点,即使并未互相连接,只要它们的节点名相同,就表示在电学上是互连的。

设置网络别名使用“Place\NetAlias”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,也可按下键盘上的【Shift+N】键,打开如图2-40所示的PlaceNetAlias对话框。在Alias栏内输入欲设置节点名称,图2-40PlaceNetAlias对话框在图2-41中,网络别名“Out”已在节点旁标出,另外将其它节点也设置了网络别名,分别为“N1”、“N2”、“N3”和“N4”。

要想结束网络别名设置状态,单击鼠标右键,从快捷菜单中选择执行“EndMode”子命令,或者按下键盘上的【Esc】键,再或者点击绘图工具栏内的按钮,都可以结束网络别名设置状态。图2-41设置节点网络别名2.3.8添加文本和图像

1.添加文本

如果想在电路图中放置一些说明性文字的时候,就要执行添加文本的操作。使用“Place\Text”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,或者按下【Shift+T】快捷键,打开如图2-42所示的PlaceText对话框,可以在编辑区内输入说明文字,如本例中键入“输入电压”字样。注意,换行时要使用【Ctrl+Enter】键而不能直接按下【Enter】键,否则就会结束这个对话框。输入完成后,点击“OK”按钮,退出对话框,然后出现一个可以随着鼠标光标移动的小方框,将它移动到需要的地方后,单击鼠标左键即可定位。图2-42PlaceText对话框在图2-43中,“输入电压”即为在电路图中添加的说明文本。

要想结束添加文本状态,单击鼠标右键,从快捷菜单中选择执行“EndMode”子命令,或者按下键盘上的【Esc】键,再或者点击绘图工具栏内的按钮,都可以结束添加文本状态。图2-43在电路图中添加文本

2.添加位图

CaptureCIS允许在绘图页面上放置位图的功能,为在电路图中添加信号波形或者各种图形标志等提供了方便。选择执行“Place\Picture”菜单命令,弹出如图2-44所示的对话框,选择需要的位图文件,点击“打开”按钮,调用该位图文件。这时对话框关闭,位图会随着鼠标光标移动到目标位置,单击左键放置后,位图的4个角会出现4个矩形小方框,拖拽小方框可调整位图大小。

图2-45中,在输出端“Out”添加了正弦信号波形。图2-44PlacePicture对话框图2-45在电路图中添加位图2.3.9标题栏的处理

当打开一幅电路图时,在图纸的右下角会显示标题栏。OrCAD\CaptureCIS把标题栏放在CAPSYM.OLB元件库中,这个库与一般的元件库不一样,不能用选取一般元器件的方法来取用它。当要放置标题栏时,可以选择“Place\TitleBlock”菜单命令,弹出如图2-46所示的对话框,选择所需要的标题栏模板。图2-47所示的是TitieBolck0标题栏模板。若想修改电路原理图名称,双击图2-47中的“<Title>”,弹出如图2-48所示的对话框。在Value栏内输入电路原理图名称。若要改变字体则点击“Change…”按钮。当一切都设置完毕后,点击“OK”按钮,就可以返回标题栏了。

在图2-47所示标题栏中,Size栏是由系统根据所使用的图纸大小而自动设置的,Date栏根据系统的日期自动输入,Sheet栏根据项目中电路图的数量及该电路图的顺序而定。图2-46PlaceTitleBlock对话框图2-47TitleBlock0标题栏模板图2-48修改电路原理图名称2.3.10保存和打印电路图

1.保存

在电路原理图绘制完成后,要将文件存档,供以后调出使用。使用“File\Save”菜单命令,或者点击主工具栏内的

按钮,或者按下键盘上的【Ctrl+S】键,都可以把绘制好的电路图保存在预先设定的路径下。

2.打印

OrCAD/Capture是一个Windows应用程序,因此打印设备和输出纸张设置以及打印输出方法与一般Windows应用程序相同,但打印参数设置有其特殊之处。

要想打印在绘图编辑窗口状态下绘制好的电路原理图,最简单的做法就是切换到项目管理程序,选好某个绘图页文件夹或绘图页文件后,使用主工具栏内的按钮,CaptureCIS会将选定的绘图页文件送出打印,打印参数默认。

如果某些打印参数需要重新设置,可以使用“File\Print”菜单命令,或者按下键盘上的【Ctrl+P】键,调出如图2-49所示的Print对话框。根据需要,在该对话框中设置打印参数。图2-49Print对话框

3.打印预览

为了节省不必要的打印工作,CaptureCIS也提供了打印预览功能,在正式打印输出之前可以先预览打印输出的效果。选择执行“File\PrintPreview”菜单命令,屏幕上会弹出图PrintPreview对话框。这个对话框与图2-49Print对话框形式基本相同,参数设置方法也相同。

设置好有关参数后,按“OK”按钮,屏幕上即显示出打印预览的结果,如图2-50所示。图2-50打印预览本节我们以一个由两级运放构成的放大电路为例,进一步熟悉使用CaptureCIS绘制电路原理图的一般过程,掌握绘图基本技巧。

电路如图2-51所示,我们将按照图中所示选取并摆放元器件、设置元器件属性参数、连接元器件以建立网络和对电路原理图进行简单处理。2.4绘图实例详解图2-51集成放大电路实例

1.创建新项目并打开绘图编辑窗口

启动OrCAD9.2中的CaptureCIS程序,选择“File\New\Project”菜单命令,打开NewProject对话框。在其中的Name栏内输入文件名“circuit2”,在CreateaNewProjectUsing栏内选中“AnalogorMixedA/DProject”选项,在Location栏内设置文件保存路径,设置好之后,用鼠标左键点击“OK”按钮退出对话框。在随后弹出的CreatePSpiceProject对话框中选择“Createablankproject”选项,选好之后用鼠标左键点击“OK”按钮,关闭对话框,屏幕上会出现绘图编辑窗口。

2.寻找并选择元器件

选择“Place\Part”菜单命令,或者点击绘图工具栏的按钮,也可使用快捷键【Shift+P】打开PlacePart对话框,将元件库载入后,在Part栏内键入元器件名称即可展开搜索。该电路图中除有一般的阻容元器件外,还包括集成芯片。集成芯片与分立元器件的选取与放置方法相同,图2-52就是集成芯片LM324的选取过程。图2-52选取运算放大器LM324按照图中元器件名称依次寻找并选择元器件,把它们放到绘图页面上,如图2-53所示。图2-53在绘图页面摆放元器件

3.选取电源及接地符号

选择“Place\Part”菜单命令,或者点击绘图工具栏内的按钮,再或者使用快捷键【Shift+P】打开PlacePart对话框。两个直流电源很容易找到,在Part栏内直接键入“VDC”即可。电路输入电压是正弦交流信号,最快的方法就是在Part栏内直接键入“VSIN”或者“vsin”,如图2-54所示,或者点击“PartSearch…”按钮,再进行搜索,然后从元器件列表中选取“VSIN”也

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