電路仿真軟件的使用介紹1——PSPICE

昵稱3896031 2011-01-14

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一、開篇：
首先聲明：本人并非精通電路設(shè)計及仿真軟件的使用，也只是一個初學(xué)者，此篇目的是拋磚引玉（也是響應(yīng)FAT兄的號召

），也是提供一個討論的場合，以供大家共同學(xué)習(xí)。
為什么選PSPICE？主要是因為MULTISIM這個更為簡單直觀的軟件JM兄要比我強(qiáng)得多，還是讓JM兄來介紹，我就不班門弄斧了（也是甩包袱，基于同樣的理由proteus就交給fujiachun傅兄了

），并且這些軟件各有所長，在實際使用中可以相輔相成。

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二、初識：
      PSPICE是Cadence公司出品的ORCAD綜合電路設(shè)計軟件中負(fù)責(zé)電路仿真的子軟件，是建立于電路仿真標(biāo)準(zhǔn)語言SPICE之上的仿真軟件。
      PSPICE可以對模擬電路、數(shù)字電路、以及數(shù)/模混合電路進(jìn)行仿真，針對不同輸入信號條件下電路系統(tǒng)的時間響應(yīng)、瞬態(tài)響應(yīng)、頻率響應(yīng)、靈敏度、噪聲等有關(guān)參量進(jìn)行分析。
      相對于其他仿真類軟件，PSPICE最為顯著的優(yōu)點是得到了各大元件生產(chǎn)商的支持，在很多大的元件生產(chǎn)商網(wǎng)站上能夠直接下載到其元件的PSPICE模型文件，這樣使得PSPICE的元件建模變得非常簡單，也使得PSPICE的元件庫資源極為豐富。
      不同于MULTISIM和PROTEUS這兩個仿真軟件的是PSPICE沒有提供在路仿真功能，也就是說其原理圖繪制和仿真功能分屬于兩個不同的模塊，中間需要生成一個仿真描述文件來傳遞仿真需求，從而使其在使用上相對于以上兩個軟件顯得不是那么直觀，但PSPICE在仿真的嚴(yán)謹(jǐn)性和真實性上似乎要強(qiáng)一些。

三、實例1——SS9014輸出特性仿真
先題外一下：
1、我一直認(rèn)為通過實例學(xué)習(xí)軟件操作是個很好的辦法，應(yīng)用軟件使用書籍里那些安裝、界面介紹等應(yīng)該全部歸到附錄里面以備查詢而不是歸到主篇幅的主要章節(jié)中，可惜國內(nèi)出版的此類書籍大部分是翻譯軟件說明書或者幫助來著，連結(jié)構(gòu)也原封不動照搬，完全不講章法。
2、關(guān)于ORCAD的獲得和安裝指南大家可以通過各大搜索引擎找到，基本是GOOGLE-百度-迅雷，最后還不行就有請電驢
，還是不行，那只有去0day找了，教育網(wǎng)內(nèi)資源也很豐富，找高校學(xué)子或者老師幫忙也是個解決之道，這也是我一般找軟件和資料的手段，順道透給大家。不過在后面的帖子里可能或提供相關(guān)的資源給大家，得看有無精力。

現(xiàn)在進(jìn)入正題
前面說過ORCAD的原理圖和仿真分為兩個模塊，分別是CAPTURE和PSPICE，電路仿真當(dāng)然得有電路才行，就是先得打開ORCAD程序菜單里的CAPTURE，界面如下，按左上的“新建”按鈕新建原理圖：

會出現(xiàn)兩個對話框，分別是設(shè)計目的（從上到下分別是數(shù)模混合仿真、PCB構(gòu)建向?qū)А⒖删幊踢壿嬙O(shè)計向?qū)АH僅原理圖）和項目模板選擇（上面是選擇模板，一般選默認(rèn)即可，會根據(jù)上一步的設(shè)計目的自動生成相關(guān)文件，下面是選擇建立空項目，即不帶任何附屬文件的空原理圖文件）：

接著出現(xiàn)項目文件列表，雙擊如下圖位置的“PAGE1"：

然后進(jìn)入主界面：

下載 (22.53 KB)

2009-4-28 20:29

首先是放置元件，就是右邊一條按鈕中的這個：

元件庫中如沒有需要的原件需要按“Add Library…”增加元件庫到Capture中，注意只有ORCAD安裝目錄中Capture—Library子目錄下的PSPICE中的元件才是ORCAD自帶具備仿真模型的元件：

這里放置1個SS9014、1個直流電壓源和1個直流電流源以及1個接地符號（在主界面右邊工具條中的這個按鈕

調(diào)出）并連接成典型的共射極放大電路（連線按鈕是這個：

）放置元件或者連線完成后可以按ESC或者點擊鼠標(biāo)右鍵選擇彈出菜單第一項End “xxxx”退出當(dāng)前操作模式。接著點擊上面的這個按鈕（Edit Simulation Settings）編輯仿真設(shè)置：

在Analysis（分析）界面中的Analysis Type（分析類型）中選擇DC Sweep（直流掃描）：

在下面Options里的Primary Sweep（主掃描）的Sweep variable（掃描變量）中選擇Voltage source（電壓源），
Name項中填上原理圖中的電壓源名稱V1，下面的Sweep Type（掃描類型）中選擇Linear（線性），右邊Start value
（初始值）填上0，End value（終止值）填上50，Increment（步進(jìn)）填上0.1：

接著把Options里的Secondary Sweep（第二掃描）勾選，Sweep variable選擇Current source（電流源），Name填上
原理圖中的電流源名稱I1，下面的Sweep Type（掃描類型）中選擇Linear（線性），右邊Start value（初始值）填
上0，End value（終止值）填上160u，Increment（步進(jìn)）填上20u：

現(xiàn)在可以進(jìn)行仿真了，按上面工具條中的這個按鈕，Capture會把編輯好的仿真設(shè)置文件傳遞給PSPICE組件進(jìn)行仿真運算：

會出現(xiàn)一個警告提示，選Yes：

這時才會彈出PSPICE界面，仿真運算完成后左下的狀態(tài)框內(nèi)會顯示Simulation complete（仿真完成），同時底部的狀態(tài)條內(nèi)會顯示100%。主顯示框內(nèi)顯示出了坐標(biāo)圖，但還沒有曲線出現(xiàn)，點擊上面工具條的增加軌跡按鈕，如圖：

在彈出的界面左邊選擇需要顯示的軌跡，這里點擊IC(Q1)，在Trace Expression出現(xiàn)了選擇的軌跡名，然后點擊OK：

回到PSPICE主界面就可以看到IC的曲線了，但顯示范圍并不合適，可以在坐標(biāo)圖的分度線上點擊鼠標(biāo)右鍵，在出現(xiàn)的彈出菜單中選Settings…：

在出現(xiàn)的設(shè)置菜單中可以設(shè)置X、Y軸的數(shù)值范圍和分度值，這里將Y軸的數(shù)值范圍改為User Defined（用戶設(shè)置），填上0mA和130mA：

回到PSPICE主界面后可以見到顯示范圍已經(jīng)適于觀察了：

至此，SS9014的輸出仿真實例已經(jīng)完成，不過……
如果想按本例依葫蘆畫瓢那您得失望了，因為ORCAD元件庫里并沒有SS9014

，好在ORCAD提供了很多其他的三極管模型可用，簡單把上例中的9014替換為其他的NPN三極管一樣可以完成仿真，這里特別選了一個元件庫里沒有的模型主要是為下面的建立PSPICE元件模型實例做個先導(dǎo)。好了，希望本例能夠讓您初步了解PSPICE基本的仿真操作。

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原帖由 fat 于 2009-4-26 00:57 發(fā)表 <A href="http://bbs./redirect.php?goto=findpost&pid=7051&ptid=949" target=_blank><IMG alt="" src="http://bbs./images/common/back.gif" border=0></A> 搬個小板凳坐前排學(xué)習(xí)先，第一個問題：請教naffan老師，學(xué)PSPICE是不是要先學(xué)ORCAD，怎樣建立元件？

pspice是orcad里面的一個組件，現(xiàn)在已經(jīng)沒有單獨的pspice了，所以必須安裝orcad才能使用pspice。您想問的是建立元件還是電路？建立元件的話ORCAD里帶了單獨的PSPICE元件編輯器，原理圖是靠orcad里的caputre組件來畫的。

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四、實例2——建立一個新的仿真元件庫 由于PSPICE是第一個基于PC的SPICE仿真軟件，多數(shù)世界知名的元器件生產(chǎn)商在提供其器件仿真模型都會優(yōu)先考慮采用PSPICE格式的文件形式，因此使得PSPICE格式的仿真模型極易獲取和使用。
下面以實例來說明如何建立一個新的PSPICE仿真元件庫，這個元件庫一個包含了仙童半導(dǎo)體（fairchild現(xiàn)在的中文名叫飛兆，但我喜歡用仙童，內(nèi)含對這個硅谷及半導(dǎo)體界的源泉致敬之意）SS9014和SS9012兩個三極管元件。
 
預(yù)備工作： 首先需要從仙童半導(dǎo)體的網(wǎng)站申請這兩個元件的模型文件：<A href="http://www./models/PSPICE/Discrete/Small_Signal_TR.html">http://www./models/PSPICE/Discrete/Small_Signal_TR.html</A>，點擊型號行中“Condition”列的鏈接（寫有Electrical或者Electrical/Thermal），然后在打開頁面的EMAIL欄中輸入email地址就能接收到模型文件（擴(kuò)展名為lib的文件）。為簡單起見，本貼底部將提供9012、9013、9014、9015和8550及8050的lib文件。保存好收到的文件到某個目錄中，然后我們開始。
 
打開ORCAD程序菜單中PSpice Accessories下級菜單里的Model Editor：

點擊左上的New Library建立新的模型庫：

在頂部的Model下拉菜單中選擇Copy From…：

在出現(xiàn)的界面中先點擊Browse…選擇好SS9012.lib，在頂部的New Model欄內(nèi)填好想建立的模型名稱，然后在From Model選擇欄內(nèi)點選SS9012（這里再啰嗦一下，有的lib文件中可能包含不止一個元件模型，所以這里需要注意選取），點擊OK完成參數(shù)拷貝：

回到主界面可以見到列表中已經(jīng)有了SS9012，但型號后面有個*號，代表新建立或者更改了模型還沒有保存，點擊上面工具條的這個按鈕

保存，保存時起一個獨立的文件名，這里因為是要建一個多三極管的模型合集，所以起名為BJT：

重復(fù)Copy From…步驟，這一次選SS9014.lib加入SS9014的模型參數(shù)：

回到主界面后記住先點擊保存按鈕，這時建立好的的BJT模型文件中已經(jīng)包含了SS9012和SS9014兩個元件模型，下一步來生成原理圖中需要用到的olb元件符號庫，選擇File菜單下的Export to Capture Part Library…項：

點擊OK生成olb元件符號庫：

這個窗口顯示生成過程中錯誤記錄，最下行“0 Error messages, 0 Warning messages”表明沒有錯誤產(chǎn)生，操作成功：

至此就成功建立了包含SS9012和SS9014這兩個元件的元件庫，可以在Capture中直接調(diào)用了，至于在PSPICE中仿真，由于對于ORCAD來說是外來模型，需要在原理圖仿真文件中進(jìn)行一些設(shè)置才能夠啟用。首先在Capture放置元件界面中選擇Add Library…來把生成的BJT.olb加入到元件庫列表中，這樣就能選用元件庫所包含的元件了：

畫好原理圖在仿真前需要編輯仿真設(shè)置文件，除去上例中需要設(shè)置分析選項外還要把包含仿真元件的仿真元件庫加入到設(shè)置文件的元件庫列表中，在仿真設(shè)置窗口中進(jìn)入Configuration Files界面，在Category選擇框中點選Library，然后點擊右上的Browse…按鈕：

選擇剛建立的BJT.lib文件：

任意點擊一個在界面右邊3個以Add開頭的按鈕把元件庫加入到元件庫列表中，3個按鈕從上到下的含義分別為： Add as Global——把元件庫加入到PSPICE的全局仿真設(shè)置中，這樣PSPICE會把元件庫作為任何新設(shè)計項目的默認(rèn)元件庫進(jìn)行加載。 Add to Design——在本設(shè)計中有效，這樣在本設(shè)計中新建仿真設(shè)置文件這個元件庫可以默認(rèn)自動加入。 Add to Profile——僅在本仿真設(shè)置中有效，一旦新建了仿真設(shè)置文件，本元件庫將不會默認(rèn)加入，需要再次手動加入。 最后點擊確定完成設(shè)置，就能夠用新建立的元件進(jìn)行仿真了：

下面的壓縮文件中包括9012、9013、9014、9015和8550及8050的lib文件，可以自己按以上步驟建立包括這些常用元件的元件庫：

BJT.rar (3.16 KB) 

[ 本帖最后由 naffan 于 2009-4-29 23:55 編輯 ]

我找了下我的軟件“收藏”，發(fā)現(xiàn)手頭有10.5 SP1的，分30個卷壓縮，共139MB，怎么比naffan兄的900多M少了那么多？有朋友需要嗎？ 
文件信息： 
OrCAD v10.5 SP1 
Release Date : 06/21/2006 
Nfo Date : 06/20/2006 
Num. Disks : xx/30 OS : Winall 
Nfo Time : 20:43:27 
Rel Type : Application Cracker : Team SiGNMAKER 
Archive : lz0g1h*.zip Packer : Team Lz0 
Rating : 7/10 [#######---] Supplier : Team Lz0 
Language : English Protection : License 
Requirements : N/A Publisher URL : <A href="http://www./" target=_blank>http://www./</A> 
Publisher : Orcad

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原帖由 fat 于 2009-4-30 08:46 發(fā)表 <A href="http://bbs./redirect.php?goto=findpost&pid=7481&ptid=949" target=_blank><IMG alt="" src="http://bbs./images/common/back.gif" border=0></A> 我找了下我的軟件“收藏”，發(fā)現(xiàn)手頭有10.5 SP1的，分30個卷壓縮，共139MB，怎么比naffan兄的900多M少了那么多？有朋友需要嗎？文件信息： OrCAD v10.5 SP1 Release Date : 06/21/2006 Nfo Date : 06/20/20 ...

sp1是升級文件，必須裝了ORCAD10.5以后才能安裝，我那個900多兆的壓縮包里面也帶了sp1的升級文件，大小是140多M

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