OrCAD的电路优化设计

ORCAD是由美国ORCAD公司于八十年代末推出的EDA软件，每天都会有百万计的电子工程师、PCB设计师在使用。它是世界上使用最广的EDA软件，相对于其它EDA软件而言，它的功能也是最强大的，由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版，因此在国内它并不普及。但是它以其良好的人机交互性能，完善的电路模拟、仿真、设计等功能，已成为微机级EDA的标准系列软件之一。本文基于OrCAD/PSpice9的电路优化设计方法，通过实例分析了有源滤波器的优化设计过程。 OrCAD是一款由美国ORCAD公司开发的电子设计自动化（EDA）软件，自八十年代末推出以来，已经成为全球范围内广泛使用的EDA工具，尤其受到电子工程师和PCB设计师的青睐。尽管由于其使用软件狗防盗版机制，使得在国内的普及率相对较低，但其出色的人机交互体验和全面的电路模拟、仿真、设计功能使其成为微机级EDA的标准软件之一。 在电路设计领域，优化设计是一个关键环节，特别是在有源滤波器设计中。电路优化设计是指在满足基本功能和性能指标的前提下，通过调整电路参数以提升特定性能，同时满足一定的约束条件。在OrCAD/PSpice9中，可以使用Pspice Optimizer模块进行这一过程。 电路优化设计的基本条件包括：电路已经通过Pspice仿真，具备基本功能，但某些性能需要改进；至少有一个器件的值是可变的，且其变化直接影响优化目标；存在一种算法，使性能成为参数的函数，以便通过参数分析优化性能。 优化设计通常遵循以下步骤： 1. 创建新的设计项目，完成电路原理图，其中包含用于优化的OPTPARAM符号。 2. 使用Pspice A/D进行初步模拟，确保电路正常工作并基本满足要求。 3. 设置Pspice Optimizer模块，定义可调整的元件参数、优化目标和约束条件。 4. 启动优化迭代过程，分析输出结果。 以有源滤波器为例，优化目标可能包括中心频率（Fc）、3dB带宽（BW）和增益（G）。滤波器中可能存在多个可调元件，如电位器，它们的值影响性能指标。通过设置参数属性，如电位器的位置参数，然后调用Pspice Optimizer，定义优化指标，如增益、频率和带宽，利用特征值函数描述这些指标。执行优化过程后，Pspice Optimizer会提供最终的优化结果。 例如，在一个滤波器电路中，优化目标为Fc=10Hz，BW=1Hz±10%，G=10±10%。通过设置适当的分析类型（如交流小信号分析）和扫描范围，以及调整OPTPARAM参数，启动优化过程。优化完成后，软件会显示满足优化指标的新参数值。 OrCAD的电路优化设计功能为电子工程师提供了强大的工具，以实现更高效、更精确的电路设计。通过细致的参数设置和迭代优化，可以有效地提升电路性能，满足严格的工程需求。