培训目标:
熟悉PSpice的仿真功能,熟练掌握各种仿真参数的设置方法,综合观测并分析仿真结果,熟练输出分析结果,能够综合运用各种仿真对电路进行分析,学会修改模型参数。
原理图的具体绘制方法已经在Capture中讲过了,下面主要讲一下在使用PSpice时绘制原理图应该注意的地方。
1、 新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit
2、 调用的器件必须有PSpice模型
首先,调用OrCAD软件本身提供的模型库,这些库文件存储的路径为Capture\Library\pspice,此路径中的所有器件都有提供PSpice模型,可以直接调用。
其次,若使用自己的器件,必须保证*.olb、*.lib两个文件同时存在,而且器件属性中必须包含PSpice Template属性。
3、 原理图中至少必须有一条网络名称为0,即接地。
4、 必须有激励源。
原理图中的端口符号并不具有电源特性,所有的激励源都存储在Source和SourceTM库中。
5、 电源两端不允许短路,不允许仅由电源和电感组成回路,也不允许仅由电源和电容组成的割集。
解决方法:电容并联一个大电阻,电感串联一个小电阻。
6、 最好不要使用负值电阻、电容和电感,因为他们容易引起不收敛。
三、 仿真参数设置
1、 PSpice能够仿真的类型
在OrCAD PSpice中,可以分析的类型有以下8种,每一种分析类型的定义如下:
直流分析:当电路中某一参数(称为自变量)在一定范围内变化时,对自变量的每一个取值,计算电路的直流偏置特性(称为输出变量)。
交流分析:作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。
噪声分析:计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源(独立的电压或电流源)上。即计算输入源上的等效输入噪声。
瞬态分析:在给定输入激励信号作用下,计算电路输出端的瞬态响应。
基本工作点分析:计算电路的直流偏置状态。
蒙托卡诺统计分析:为了模拟实际生产中因元器件值具有一定分散性所引起的电路特性分散性,PSpice提供了蒙托卡诺分析功能。进行蒙托卡诺分析时,首先根据实际情况确定元器件值分布规律,然后多次“重复”进行指定的电路特性分析,每次分析时采用的元器件值是从元器件值分布中随机抽样,这样每次分析时采用的元器件值不会完全相同,而是代表了实际变化情况。完成了多次电路特性分析后,对各次分析结果进行综合统计分析,就可以得到电路特性的分散变化规律。与其他领域一样,这种随机抽样、统计分析的方法一般统称为蒙托卡诺分析(取名于赌城Monte Carlo),简称为MC分析。由于MC分析和最坏情况分析都具有统计特性,因此又称为统计分析。
最坏情况分析:蒙托卡诺统计分析中产生的极限情况即为最坏情况。
参数扫描分析:是在指定参数值的变化情况下,分析相对应的电路特性。
温度分析:分析在特定温度下电路的特性。
您对电路的不同要求,可以通过各种不同类型仿真的相互结合来实现。
2、 建立仿真描述文件
在设置仿真参数之前,必须先建立一个仿真参数描述文件,点击 或PSpice>New simulation profile,系统弹出
《PSpice教程:建立仿真描述文件》
PSpice是一款强大的电路仿真工具,它能够帮助用户进行多种类型的电路分析,包括直流分析、交流分析、瞬态分析等。本教程旨在帮助用户熟悉PSpice的仿真功能,掌握其设置方法,并能有效地分析和输出结果。
在使用PSpice进行电路设计时,首先要注意的是新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit,以确保支持模拟和混合信号的仿真。调用的器件必须具备PSpice模型。OrCAD软件自带的模型库位于Capture\Library\pspice目录下,可以直接使用。如果使用自定义器件,需要确保器件模型文件(*.olb)和库文件(*.lib)同时存在,并且器件属性中含有PSpice Template属性。
在绘制原理图的过程中,必须确保至少有一条网络被标记为0,即接地线。此外,激励源是必不可少的,它们通常存放在Source和SourceTM库中。电源的使用需遵循规则,如电源两端不能短路,不能只由电源和电感构成回路,也不能仅由电源和电容组成割集。这些问题可以通过在电容并联大电阻、电感串联小电阻的方式来解决。避免使用负值电阻、电容和电感,因为它们可能导致仿真不收敛。
PSpice提供了多种仿真类型,例如:
1. 直流分析:通过改变电路中某一参数(自变量)的值,分析电路的直流偏置特性。
2. 交流分析:计算电路的交流小信号频率响应,用于评估频率响应特性。
3. 噪声分析:计算并分析电路噪声,将各个器件对选定输出点的噪声等效到输入源上。
4. 瞬态分析:分析给定输入信号作用下的电路瞬态响应,观察电路动态行为。
5. 基本工作点分析:计算电路的直流偏置状态,了解电路在静态时的工作点。
6. 蒙托卡诺统计分析:模拟元件参数的分散性,通过多次仿真获取电路特性的统计规律。
7. 最坏情况分析:从蒙托卡诺分析中找出性能最差的情况。
8. 参数扫描分析:在指定参数变化下,研究对应的电路特性变化。
9. 温度分析:考察特定温度条件下电路的性能。
进行仿真前,需要创建仿真参数描述文件。这可以通过点击"New simulation profile"来完成。在设置仿真参数时,需要选择适当的分析类型,例如直流扫描分析,可以设置扫描的变量类型,如电压源、电流源或全局参数,并指定扫描的参考名称。
通过灵活组合不同的仿真类型,可以满足对电路的各种分析需求。熟练掌握PSpice的使用,将有助于进行精确、高效的电路设计和分析。在实际操作中,不断实践和优化设置,是提高PSpice应用技能的关键。