PSpice软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能,自动进行电路检查,生成网表,模拟和计算电路。Pspice现在是集成到Cadence中的一个电路仿真工具,能通过Pspice模型的原理图仿真电路的输出结果。其大致步骤是:
1. 创建仿真工程
执行菜单命令File->New->Project,选择Analog or Mixed A/D,然后选择一个模板(这个看自己需要,也可以是空工程)
2. 添加仿真元件库
仿真所用的元件必须要有Pspice模型,Cadence安装目录下/tools/capture/library/pspice中所有的元件库都含有Pspice仿真模型。
/tools/capture/library/pspice下的库很多,比如:
Analog:包含无源元件(R、L、C),互感器,传输线,以及电压和电流非独立的源(电压控制的调用源E、电流控制的电流源F、电压控制的电流源G 和电流控制的电压源H)
Source:给出不同类型的独立电压和电流源,例如:Vdc(直流电压),Idc(直流电流),Vac(交流电压),Iac(交流电流),Vsin(正弦电压),Vexp(指数电压),脉冲,分段线性,等
Eval:提供二极管(D…),双极型晶体管(Q…),MOS 晶体管,结型场效应晶体管(J…),真实运算放大器;如u741,开关(SW_tClose, SW_tOpen),各种数字门和元件
Abm:包含一个可以应用于信号的数学运算符选择,例如:乘法(MULT),求和(SUM),平方根(SWRT),拉普拉斯(LAPLACE),反正切(ARCTAN),等
Special:包含多种其他元件,像参数、节点组,等
3. 绘制原理图
就以上面找到的LM393电压比较器为例:
sch
其中的元件来自不同的Pspice库(/tools/capture/library/pspice目录下):
电阻:Analog
电压比较器LM393:opamp
直流电源V1(Vdc):Source
正弦电源V2(VSIN):Source
4. 设置仿真参数并执行仿真
这步是最重要的,也是做仿真分析的目的——你要仿真什么?
通过菜单命令PSpice->New Simulation Profile设置仿真参数,如下图,可进行共4种类型的仿真:
Profile
时域仿真:
直流扫描:
交流扫描:一般用于频域及相位分析
偏置点分析:
这里就以一个上面电路的时域仿真为例,如上图,设置仿真时间10ms,仿真最大步长0.1ms。
设置好了仿真类型参数,接着添加探针,观测我们感兴趣的值(电压、电流),在工具栏中点击RUN开始仿真,
run
仿真结果默认会在电路网络上显示偏置电压值(可通过工具栏按钮选择显示与不显示),同时会弹出上面设置的时域仿真分析结果波形:
result
5. 分析仿真结果
还是那句话,仿真是为了帮助分析,因此做仿真后的分析是必不可少,相对于前面的软件傻瓜操作,分析更为重要。
我们来分析仿真与电路预期的效果是否一致?
原电路时一个LM393的电压比较电路,反相输入端电压通过等值的1K电阻分压(运放输入阻抗近似无穷大),因此理论上为2.5V。所以当正相输入端电压< 2.5V时,输出为低电平(0V),否则为高电平(LM393的输出电平电压通过上拉电阻的电位确定,这里使用10K电阻上拉到5V)。
我们来看看仿真结果:输入为正弦波(峰峰值5V,直流分量2.5V),当正弦波(绿线)>2.5V时,输出(红线)为高电平;当正弦波(绿线)< 2.5V时,输出(红线)为50mV->0V为低电平,这50mV是由于运放本身造成的,对输出电平判别而言值可以忽略。
参考资料
PSPICE简明教程. 宾西法尼亚大学电气与系统工程系. 编译:陈拓, 2009年8月4日.
这是一份学习操作Pspice分析的很好的资料,文档逻辑清晰,语言简明,非常适合初学者。里面有不少的例子关于4种仿真类型的具体例子,可谓比较全面。
Pspice教程(基础篇+进阶篇). 上海银利电子有限公司(下载的文档上是这样标的,如有侵权请联系).
大致浏览了一下,和上面的参考资料[1]差不多,参数分析部分更为详细(包括蒙特卡洛分析、傅里叶分析等),但关于入门的介绍感觉没[1]那么直观,作为进阶使用PSpice参考还是不错的。
在PSPICE 中使用德州仪器 (TI) SPICE 模型. http://www.ti.com
文档的TI网站链接是http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/zhca088/zhca088.pdf,从题目就可以看到,不用说了。有些PSpice模型在Cadence默认的PSpice目录中是没有的,但器件方可能会提供该模型,TI官网上就可以下载许多PSpice元器件模型,这些模型可用于电路设计前的仿真,提高电路设计的正确率。
LMV791: Application Note 1516 Pspice Universal Test Circuits. http://www.ti.com
好吧,也是TI的文档,是TI的关于运放的PSpice测试电路设计,当然比较偏应用了。
- 2017-02-22PSPICE仿真软件 16.3 中文免费版
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