pspice入门ppt.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PSpice,快速入门,前 言,PSpice,是,SPICE,应用在,PC,机上的程序，,SPICE,程序（,Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis,）是美国加州大学（,U.C Berkeley,）柏克莱分校,1972,年开发的，是一种通用电路分析程序。能够分析和模拟一般条件下的各种电路特性。在众多的,CAD,工具软件中，,SPICE,程序是精度最高,10,-6,，最受欢迎的软件工具，许多,EDA,系统软件的电路模拟部分是应用,SPICE,程序来完成的。,1988,年,SPICE,被定为,美国国家工业标准,。,PSPICE,分为商业版和学生版（,PSpice,Student,），学生版本可以免费下载。,限制,64,个节点,。,PSpice,A/D,能够进行模拟电路分析、数字电路分析和数模混合电路分析。,PSpiceA,/D,由六大功能模块组成：电路图绘制程序,Schematic Editor,；电路仿真程序,PSpice,Simulator,；元器件建模程序,Model Editor,；信号源编辑器,Stimulus Editor,；输出波形后处理程序,Probe,；电路设计优化程序,PSpice,Optimizer,。,1,电路输入文件,PSpice,程序待仿真电路有两种输入方式，,文本输入,和,图形输入,。,文本输入,方式是用,PSpice,编程语言编程，保存为扩展名,cir(*.cir),的文本文件。,图形输入,方式是在绘图编辑器（,Schematic Editor,）中直接绘制电路图，计算机直接保存为扩展名,sch,图形文件。,绘图：打开,Schematics,窗口，从菜单,Draw,中选取,Get New Part,命令，即打开元器件的符号库,(*.,slb,),，选取元器件符号图，放,(place),在绘图版面，连线，完成电路原理图绘制。,元件管脚不能重叠。,输出端不能悬空。任意节点对地要有直流通路。,元件旋转,CTRL+R,镜像,CTRL+F,，在,Edit,菜单中，可以选取对元件旋转和编辑的命令。,零伏电压源相当于电流表，串接电路中，求静态工作点。,文件名、路径必须英文，输入文件（*,.cir,）和（*,.,sch,）必须保存于英文路径和英文名称。,2,元件描述和参数设置,元件描述由三部分构成：符号名称、线性参数值和模型参数。元件参数和电路标号在元件属性中（,Attributes,）描述，非线性元件参数由元件模型语句（,Model,）来描述，元件属性中只给出它的模型名称。,元件关键字不能改写。线性元件,R L C,，非线性元件,Q D J,等。元件名称可以由,8,个英文字母或数字构成，第一个字母是关键字，由,PSpice,程序定义，字母大小写没有区别。例如,Rb1,、,Ce,、,Q1,、,D2,、,Vin,。,UA741 VSIN VPULSE GND-EARTH OFFPAGE,元件参数采用实际工程单位制，电压用,V,、电流用,A,、时间用,S,、电阻用,、频率用,Hz,等，元件参数的单位通常可以忽略。,V A S F H,不用写，数值要写成,10,-6,=u 10,-3,=m 10,3,=k 10,6,=meg,，,或者用字母,E,代表,10,，,10,3,=1E+3,、,10,-3,=1E-3,，,PSpice,不区分大小写。,元件属性的,VALUE,项可以定义元件参数值，元件属性的,IC,项设置电容的初始电压、电感的初始电流。,修改参数,R L C,双击数值直接改写，,模型参数；非线性元器件（包括电阻、电容、电感）都有电路模型，由,.model,语句给出或者是用子电路,(.,subckt,）来描述。,Q D J,选中，当前色红色。选,EDIT-MODEL-EDIT INSTANCE MODEL,（,TEXT,）修改,BF=,电路仿真的精度主要由元器件的模型参数来决定。,PSpice,选用了较精确的模型。模型参数很多，并且给出了参数的缺省值，仿真时可直接从模型库（扩展名,lib,）调用元器件模型，并可以通过,Edit,菜单的,Model,命令调出模型参数，加以修改3,电源描述,PSpice,的信号源分为两类：独立源和受控源。,独立源有五种主要电源模型：指数源、脉冲源、调幅正弦信号源、分段线性源、单频调频源。,受控源有四种类型，可以由多项式和多种数学表达式及表格组成。,电源关键字,V,表示电压源，,I,表示电流源。,电源的参数可以在其属性窗中赋值（双击电源图形符号，即可打开其属性窗）。,附表,1,几种主要的独立源描述,类型名,电源类型,参数设置,应用场合,举 例,DC,直流源,DC,直流信号值,直流分析,(DC Sweep),DC=5V,AC,交流源,AC,交流幅值,交流分析,(AC Sweep),AC=10mV,SIN,调幅正弦信号源,Voff,直流偏置,Vampl,幅度（单峰值）,Freq,频率,TD,延迟时间,DF,阻尼因子,Phase,相移,瞬态分析,(,tran),SIN(0 10m 1k 0 0 0),Voff,直流偏置,Vampl,幅度（单峰值）,Freq,频率,TD,延迟时间,DF,阻尼因子,Phase,相移,类型名,电源类型,参数设置,应用场合,举 例,PULSE,脉冲源,V1,初始值,V2,峰值,TD,延迟时间,TR,上升时间,TF,下降时间,PW,脉宽,PER,周期,瞬态分析,方波,PULSE(0 5 10U 0 0 10U 20U),PWL,分段线性源,T1 V1 T2 V2 T10 V10,时间和电压（电流）值坐标点对,瞬态分析,PWL(0 0 1us 4V),SRC,简单源,DC,直流,AC,交流幅值,TRAN,瞬态值,可以当作,DC,、,AC,或瞬态源,DC 5V AC 10mV,TRAN 5V,V1,初始值,V2,峰值,TD,延迟时间,TR,上升时间,TF,下降时间,PW,脉宽,PER,周期,方波,t1t2,t2,t3,4,电路分析设置,PSpice,有多种分析功能，电路分析需要在菜单,Analysis,的,Setup,选项中进行参数设置，选中的分析选项打对号,(Enabled,）。,分析项的参数设置不正确，分析不能正常进行，,PSpice,程序将给出错误,(error),信息。,错误信息可从输出文件,(*.out),读取。,分析设置完成，运行,Simulate,命令，程序对电路进行分析。,附表,2,分析项参数设置,分析项,参数说明,设置说明,AC Sweep,交流分析,AC Sweep Type,交流扫描类型,Linear,线性扫描，频率线性增长,Octave,倍频程扫描，频率以,8,倍率增长,Decade,十倍频程扫描，频率以,10,倍率增长,Total Pts.,每一频程内的打印点数,Start Freq,扫描起始频率,End Freq,扫描截止频率,倍频程扫描的频率为对数轴，起始频率不能为,0,。,Swept Var.Type,扫描变量类型：,Voltage Source,电压源,Temperature,温度,Current Source,电流源,Model Parameter,模型参数,Global Parameter,通用参数,Sweep Type,扫描类型：,Linear,线性扫描,Octave,倍频程扫描,Decade,十倍频程扫描,Value list,扫描变量值列表,Start Value,扫描变量起始值,End Value,扫描变量结束值,Increment,扫描变量线性增长值,Pts./Decade,扫描变量每频程内的打印点数,DC Sweep,直流分析,输出波形横轴为选中的扫描变量，扫描变量名必须与电路已有的相符。,如：,Voltage Source Name V1,，,V1,必须存在,如：,Model Name Q2N2222,Param.Name,BF,（,Q2N2222,三极管必须存在）,0,V1,BF,Bias Point Detail,静态工作点,分析,程序自动设置,输出结果在输出文件*,.out,中给出,Transfer Function,小信号传递函数分析,Output Variable,输出变量,Input Source,输入电源名,输出变量是输出节点标号或输出节点名称，必须与电路输出文件定义一致。,Transient,瞬态分析,Print Step,打印间隔,Final Time,分析结束时间,No-Print Delay,初始延迟打印时间,Step Ceiling,开始保存分析数据的时间,Detailed Bias Pt.,给出详细输出偏置点的信息,打印间隔,可设,0-20ns,，,分析时长可设输入信号的,N,个周期。,该项可忽略,该项可忽略,5,输出波形处理,PSpice,的分析结果存放在两个文件中。,与波形有关的计算结果存放在*,.,dat,文件中，由,Probe,程序调用显示输出波形。,与数字有关的计算结果存放在*,.out,文件中。,Probe,程序运行，打开波形显示窗口。对几个主要命令说明如下：,在,Trace,菜单中：,命令项,Add Traces,选择输出电压（电流）波形曲线；,命令项,Fourier,是输出波形的快速付里叶变换；,Cursor,项调用指针，显示输出坐标值；,Goal Functions,项输出数据的分析特征函数；,Eval,Goal Function,项计算全局函数值。,执行,Add Traces,命令，调出输出变量选择窗口（,Simulation Output Variables,）和输出变量数学运算和函数窗口（,Functions or Macros,）；,在确定了运算函数和输出变量后，得出输出波形表达式（,Trace Expression,）。,例如,DB(V(RL:1),，表示对输出节点电压,V(RL:1),求,DB,运算；,ABS(V(Q1:c)-VQ1:e)*IC(Q1),，表示对,BJT,的,Q1,发射结电压和集电极电流乘积取绝对值。,附表,3 PROBE,输出变量运算和函数,功能符号,意义,功能符号,意义,ABS(X),|X|,求绝对值,QRT(x,),X,1/2,B(Kxy,),互感,Kxy,的磁通量密度,SIN(x,),Sin(x,),正弦函数,H(Kxy,),互感,Kxy,的磁化强度,COS(x,),Cos(x,),余弦函数,EXP(x,),e,x,指数,ARCTAN(x,),余切函数,DB(x,),20log(|x|)(,以,10,为底,),d(y,),Y,对,X,求微分,LOG(x,),Ln(x,)(,以,e,为底的对数),S(y,),Y,对,X,求积分,LOG10(x),log(x,)(,以,10,为底的对数,),AVG(x,),X,的平均值,PWR(x,y,),|,x|,y,RMS(x,),X,的,RMS,均值,在,Plot,菜单中命令,Axis Settings,设置坐标轴；,Add Y Axis,添加纵向坐标轴；,Add Plot to Window,增加一个图形窗口；,Label,给输出波形加标签。,执行,Axis Settings,命令，弹出设置坐标轴的对话框。可以设置输出数据范围，选择横坐标是线性或对数坐标轴。,可以重新设置横坐标变量，点击,Axis Variable,按键，打开,X Axis Variable,窗口，可更换,X,轴变量。,6,输出文件,输出文件,(*.out),是文本文件，它仅给出分析结果的部分数据和错误信息,(error warning),，输出文件的几个主要组成部分：,（,1,）电路输入文件,(*.cir),，包含*,.net,文件、*,.,als,文件和分析指令，,.END,语句结束。*,.net,网表文件给出元器件的节点标号，*,.,als,别名文件给出元器件的正节点（,1,号节点）、负节点（,2,号节点）的节点标号。,（,2,）模型参数，所有元件模型参数全部列出。,（,3,）交流小信号分析的输出变量,(SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION),，交流小信号分析输出变量是,.AC,分析的解，给出电路全部节点,(NODE),的电压值,(VOLTAGE),、电压源电流值,(VOLTAGE SOURCE CURRENTS),和交流小信号总功耗,(TOTAL POWER DISSIPATION),。,（,4,）静态工作点分析,(Bias Point Detail),给出工作点信息,(OPERATING POINT INFORMATION),。,（,5,）小信号传输特性,(SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS),，是直流小信号传输特性分析,(Transfer Function),的解。给出电压增益,V(out)/Vin,输入电阻,INPUT RESISTANCE,，输出电阻,OUTPUT RESISTANCE,。,（,6,）直流小信号灵敏度分析,DC SENSITIVITY ANALYSIS,给出各元器件和模型参数在输出节点的直流灵敏度。元件名称、元件值、元件灵敏度,ELEMENT SENSITIVITY(VOLTS/UNIT),和元件百分比灵敏度,NORMALIZED SENSITIVITY(VOLTS/PERCENT),。元件灵敏度是某元件对输出节点的灵敏度，元件值增长一个单位值，输出节点电压的相应增长量。,（,7,）瞬态分析初始解,(INITIAL TRANSIENT SOLUTION),，瞬态分析初始解只给出瞬态分析开始时的电路节点,(NODE),电压,(VOLTAGE),、电压源电流,(VOLTAGE SOURCE CURRENTS),和瞬态分析总功耗,(TOTAL POWER DISSIPATION),。与交流小信号偏置解,(SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION),的区别在于，瞬态分析计算电容、电感的初始值,(,如,IC=5V),。,7,错误信息,有,3,种常见错误：,1,、绘制电路原理图不符合电路规则，程序直接弹出对话框，指出错误的坐标点。,2,、电源参数设置、分析参数设置不正确时或电路分析不收敛时，,PSpice,程序给出出错信息（,error,）。错误信息在输出文件的头部（输入文件部分），错误信息语句上面一条语句有错。,3,、其他错误信息在输出文件的最后面。,常见的错误信息说明如下：,*,ERROR*:NO DC PATH TO GROUND FROM NODE number,，每个节点对地要有直流通路，特别要检查电容回路。,*,ERROR*:VOLTAGE SOURCE AND/OR INDUCTOR LOOP INVOLVING L_L3,，电压源被短路，特别要检查电感回路。,*,ERROR*,：,VALUE IS ZERO,，这个信息产生是由于电路里有零值电阻，,PSpice,程序解电路节点方程，不允许出现零值电阻，零值电阻导致电导无穷大，运算不收敛。建议电阻值大于,1m,。,*,ERROR*,：,NO CONVERGENCE IN DC ANALYSIS.LAST NODE VOLTAGES:list,，直流（,DC,）分析不收敛，查看电路连接和器件设置的是否正确。,