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附录 B 电路仿真分析

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附录 B 电路仿真分析 - PowerPoint PPT Presentation


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附录 B 电路仿真分析. 计算机及相关技术的发展极大地促进了电路分析与设计 技术的进步,相应的 EDA ( Electronic Design Automation ) 产品层出不穷,熟练地应用这些产品,已成为提高电路 分析和设计技能的重要手段。 OrCAD (公司名)软件是其中的一种 EDA 产品 OrCAD 软件覆盖了电子设计中的四项核心任务: ( 1 ) 电路原理图设计 ( 2 ) 电路仿真 及优化设计 ( 3 )印制电路板设计 ( 4 )可编程逻辑设计. 将原理图 转化为 印制电路板图. 对逻辑电路进行模拟

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附录B 电路仿真分析
  • 计算机及相关技术的发展极大地促进了电路分析与设计

技术的进步,相应的EDA(Electronic Design Automation)

产品层出不穷,熟练地应用这些产品,已成为提高电路

分析和设计技能的重要手段。

  • OrCAD(公司名)软件是其中的一种EDA产品
  • OrCAD软件覆盖了电子设计中的四项核心任务:

(1)电路原理图设计

(2)电路仿真及优化设计

(3)印制电路板设计

(4)可编程逻辑设计

1 orcad
将原理图

转化为

印制电路板图

对逻辑电路进行模拟

进行CPLD/FPGA设计

1. OrCAD软件系统的基本组成

原理图编辑

仿真参数设置

产生网络表

…….

电路图编辑软件

Capture

软件模拟验证优化设计

电路仿真/优化设计软件

PSpice/Optimizer

Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis

印制电路板设计软件

Layout Plus

可编程逻辑设计软件

Express

2 orcad capture
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

(1)启动OrCAD/Capture

2 orcad capture1
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

OrCAD/Capture程序窗口

2 orcad capture2
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

(2)新建设计项目

2 orcad capture3
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

新建项目(New Project)对话框

默认扩展名 .opj

单击OK打开设计项目管理器

项目名称

项目类型

项目路径

2 orcad capture4
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

设计项目管理器(Project Manager) 窗口

设计资源

双击PAGE

进入原理图编辑器

右击Library

载入元件库

输出文件

Pspice仿真资源

2 orcad capture5
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

双击PAGE → 原理图编辑窗口

标题栏

菜单栏

基本工具栏

PSpice工具栏

绘图工具栏

工作区

状态栏

2 orcad capture6
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

右击Library → 载入元件库对话框

包含模拟电路的无源元件

包含参数可变的元件

包含半导体器件、集成电路等

包含各种独立电源

包含测量器件

2 orcad capture7
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

4.放置电路元件

或者单击按钮

2 orcad capture8
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

放置元件(Place Part)对话框

元件名

元件

列表

元件库列表

2 orcad capture9
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

5. 设置元件属性参数Property

双击图中的元件,可以设置元件属性参数,

PCB Footprint(封装形式)

Value

(电气参数值)

Reference

(元件编号)

2 orcad capture10
2 OrCAD/Capture电路图的绘制

6. 连接线路:

选择菜单Place/Wire

7. 放置接地符号(设置参考点)

选择菜单Place/Ground

3 orcad pspice
3 OrCAD/PSpice软件简介
  • SPICE

(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)

即重点用于集成电路的模拟程序

  • PSpice

PC机上运行的SPICE

  • OrCAD/PSpice软件主要功能

模拟电路仿真

数字电路仿真

模拟数字混合电路仿真(PSpice A/D)

3 orcad pspice1
3 OrCAD/PSpice软件简介

OrCAD/PSpice软件中最基本的4种仿真类型

(1)直流分析:分析直流工作点(即直流响应)

(2)直流扫描分析:改变电路中某个参数(自变量)的

取值,并对其每个取值分析所产生的的直流响应

(3)交流小信号频率特性分析:先计算电路的直流工作

点,然后使交流电源的频率在一定范围内变化,并用交

流小信号等效电路分析电路的交流信号响应。

(4)瞬态分析:在给定激励作用下分析电路的暂态响应

3 orcad pspice2
对设计任务采用

项目管理方式

人机交互方式编辑电路图,是仿真分析的输入

4种基本分析类型之一,附加相应的其它类型

在Probe窗口中显示响应波形,在有关文件中存放响应数据

3 OrCAD/PSpice电路仿真的基本流程

新建设计项目(Project)

绘制电路图(OrCAD/Capture)

仿真分析类型及参数设置(Profile)

执行仿真(PSpice A/D)

仿真结果分析(PSpice Probe)

3 orcad pspice3
3 OrCAD/PSpice电路仿真的基本流程
  • 一般地,在仿真过程中,如果电路设计方案不合适、电路图

生成中出错,或分析参数设置不当,都会导致仿真不能正常

进行,此时可能需要修改电路设计,或者纠正电路图的绘制

错误,或者重新设置仿真分析的参数。

  • 另外,对于完整的电子设计自动化(EDA)过程,还可以在

仿真分析之后,调用PSpice A/D中的优化模块(Optimizer)

对电路进一步进行优化设计;还可以调用OrCAD/Capture

输出全套电路图纸及各种统计报表;还可以将电路设计图传

送给OrCAD/Layout,继续进行印制电路板的设计,等等。

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4 设置仿真分析类型及参数
  • 选择菜单PSpice/New Simulation Profile,
  • 可打开“New Simulation”对话框

单击按钮Creat

输入仿真文件名

新的仿真文件

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4 设置仿真分析类型及参数

“Simulation Settings”对话框,

缺省选项:通用设置

直流工作点分析

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5. 观察仿真结果
  • 仿真结束后,观察仿真结果的方法

(1)单击快捷工具按钮 和 ,直流工作点分析结果:

节点电压和器件电流直接显示在电路图中。

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5. 观察仿真结果

直流工作点仿真结果

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5. 观察仿真结果

(2)单击快捷工具按钮,在原理图中放置电压、电流探

头 、 和 ,可以显示暂态分析中的响应波形。

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5. 观察仿真结果

(3)在输出文件中查看数值结果

选择菜单PSpice/View Output File

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仿真实验2:直流电路的仿真分析
  • 要求:

1、设计一个直流电路:

结构要求:3个节点,4个支路

元件要求:含有1个电压源、1个电流源、1个CCCS

(或者CCVS),若干电阻

2、仿真分析各节点电压和元件端子的电流。

3、理论计算仿真结果,并与仿真结果比较。

4、按照实验指导书的要求整理实验报告。

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仿真实验7:频率特性与谐振现象的分析
  • 实验要求:
  • 1、自拟一个高通滤波器电路,要求其低频截止频率为1kHz。

并分析在不同参数下(不同R或C值)输出电压的频率特性。

  • 2. 自拟一个R、L、C并联谐振电路,要求谐振频率为100kHz。

并分析不同R值时,电路中各元件电流的频率特性曲线。

  • 实验报告要求:
  • (1)总结分析电路频率特性时交流扫描分析的设置方法。
  • (2)打印电路图及输出的频率特性曲线。
  • (3)得出实验结论,并用电路理论知识加以解释。
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