研究生Pspice仿真课程Word版..docVIP

第一章 PSpice概述 1-1 SPICE的起源 SPICE 程序的全名为Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis，顾名思义它是为了执行日益庞大而复杂的集成电路( Integrated Circuit IC)的仿真工作而发展出来的。最早它是由美国加州柏克莱大学发展出来的，并大力推广至各校园及企业中。而后它改进规格成为SPICF2标准，现在世面上的SPICE兼容软件皆基于SPICE2标准。 在目前个人电脑上使用的商用电路仿真软件中，以PSpice A/D系列最受人欢迎。它是1984年MicroSim公司依SPICE2标准所发展出来，可在IBM及其兼容电脑上执行的SPICE程序。因为PSpice A/D程序集成了模拟与数字仿真运算法，所以它不只可以仿真纯模拟电路或纯数字电路，更可以非常有效率地并完善地仿真模拟加数字的混合电路。历年来经过多次改版，以其强大的功能及高度的集成性而成为现今个人电脑上最受欢迎的电路仿真软件。 最近，EDA ( Electronic Design Automation )界的天王厂家orCAD相中了PSpice A/D高超的电路仿真能力而加以并购，因此这项程序就正式更名为。orCAD PSpice A/D了。经过重新集成过后的orCAD PSpice在整个orCAD设计环境内的地位如图所示 由图可以看到，目前的OrCAD设计环境将两个公司最佳的EDA程序产品紧紧地结合在一起形成超强的阵容，其功能之完整强悍当然是不必赘述了。它的前段处理程序为OrCAD Capture CIS(component information system)，负责电路图的绘制、仿真参数的设置以及产生网络表( netlist )等报告文件，然后就是OrCAD PSpice登场，负责软件验证的工作。一旦绘制的电路图可以通过验证，就可以进入后续的Layout Plus程序进行印刷电路板(PCB设计，或是进入Express程序进行可编程逻辑元件(PLD)的设计。 在OrCAD Capture眼中，OrCAD PSpice就像是一块软件的电路面包板，我们可以在上面放入电源与触发信号后，再根据需求来测试设计的电路是否合乎要求，然后予以必要的调整，等到仿真结果顺利通过检测，就可以转移流程到实际，接触硬件层次的过程( PCB或PLD设计)。 在OrCAD Capture准备转移到OrCAD PSpice进行仿真之前，Capture会先将绘好的电路与仿真设置转换成一系列的电路文件以供PSpice读取。这些电路文件包括使用元件种类、网络连接状态、仿真相关指令、自建仿真元件库与激励源信号等等信息。 本书的内容为OrCAD Pspice介绍。由于Capture CIS是 PSpice的前端处理程序，所以我们也将使用四章(第2章到第5章)的篇幅介绍在Capture CIS中有关于PSpice界面的功能与操作。对于完整的Capture CIS, Layout Plus和Express介绍限于篇幅，有兴趣可自行参考相关书籍。 1-2 OrCAD PSpice的特点 1、集成性高。在OrCAD的集成环境内，从调用电路绘制程序Capture CIS在视窗环境下完成电路图的制作及分析设置，到调用电路仿真程序PSpice完成仿真与观测结果，再到印刷电路板设计Layout Plus或可编程逻辑元件设计Express整个操作步骤完全一气呵成。用户不需要四处切换工作环境，可以省却不少麻烦。 2、完整的Probe观测功能，在观测仿真结果方面，OrCAD PSpice提供了一个Probe程序来协助用户快速而精准地观察电路特性，另外它也提供了软件测量的功能，可以测量出各式各样基本与衍生的电路特性数据，让用户能够轻易地判断出电路是否合乎要求。必要时，用户可以让PSpice显示出一些由记录数据所衍生出来的波形数据，譬如波特图、相位边限、迟滞图、上升时间等等。另外，无论是光标功能、分割画面以显示多个输出波形、放大或缩小显示的波形、切换x轴和Y轴的变量、标注文字等等功能，PSpice均能完成如曲线跟踪仪(Curve Tracer)、示波器( Oscilloscope )、网络分析仪(Network Analyzer)、频谱分析仪(Spectrum Analyzer ) 、逻辑分析仪(Logic Analyzer )等仪器般的分析功能。而这些功能均能支持鼠标操作，十分方便。 3、各种完整的高级仿真功能。除了基本的偏压点分析( Bias Point Detail ),直流扫描分析(DC Sweep ),交流扫描分析(AC Sweep ) ,暂态分析(Transient Analysis)之外，更包含有温度分