PSPICE软件的使用Word下载.docx
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Pspice8.0包含9个组成部分:
(1)DesignLabDesignManager设计管理程序。
通过它对开发项目进行管理。
(2)MicroSimSchematics电路图输入程序。
通过它,采用电路原理图输入方式输入电路,并可以编译它转化生成电路网单文件,以进行后面的仿真模拟。
(3)PspiceA/D电路仿真程序。
通过它,可以对电路进行直流工作点的分析、直流转移特性分析、传输函数的计算、交流小信号分析、交流小信号的噪声分析、瞬态分析、傅里叶分析、直流灵敏度分析、温度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗统计分析等,同时它还可以对数模混合电路进行仿真。
仿真结果由图形文件(.DAT)和数据文件(.OUT)两部分组成。
(4)MicroSimPCBoard制作印刷电路板的程序
(5)Optimizer电路优化程序。
通过它可以对电路进行优化。
Optimizer将调整电路中某些参数的值,观察参数的微弱变化对电路性能的影响,然后再次调整参数,直到达到要求为止。
(6)Parts模型参数提取程序。
该程序可以根据用户给出的元器件特性或参数初值用曲线拟合等优化算法,得到最优解参数的元器件模型,然后将该模型放入库中就可以使用它进行仿真。
同时还可以对已有的模型参数进行修改。
(7)MicrosimProbe输出绘图程序。
它接收仿真后输出的绘图文件(.DAT),在屏幕上绘出曲线,并可以输出在打印机上。
(8)StimulusEditor激励源编辑程序。
给用户建立输入信号源波形。
(9)MicrosimTextEditor电路文件编辑程序。
对输入文件进行编辑,也可以浏览输出的网单文件。
二.CMOS反相器的静态分析
1.在电路图编辑器Schematic下输入原理图
(1)点击桌面“开始-程序-Pspice-Schematic”,打开电路图编辑器Schematic界面,如图1所示。
图1
(2)放置各元器件并编辑元器件的属性
在图1界面中,点击菜单“Draw-Getnewpart…”,弹出元器件浏览对话框,如图2所示,在该图列表中依次选择各元器件,放置在图1中的适当位置。
双击各元器件,可打开各元器件的属性设置对话框,在此对话框中可以对该元件的属性:
如名称、取值等进行设置,放置元件并修改其属性后如图3所示。
图2
图3
各元件分别如下:
M1:
NMOS器件,库元件名称是MbreakN.
M2:
PMOS器件,库元件名称是MbreakP.
VDD:
连接器,库元件名称是BUBBLE,有两个BUBBLE的名称均设置为VDD,表示它们互相连接。
同理,有VOUT连接点。
两个直流电源:
V2,VIN,它们的电压值分别为5V,0V。
这两个直流电源的库名称为VDC。
三个电源地:
它们的库名称为GND_ANALOG。
(3)连接各元器件
选择菜单“draw-wire”命令,此时鼠标变成铅笔形状,然后分别连接各元件。
如图4所示。
两根导线交叉时,会有一个点。
图4
电路图编辑好以后,点击菜单“File-Save”进行保存,文件名称为NOT.sch。
2.设置分析类型
在Schematic界面下,选择菜单“Analysis-Setup…”命令,弹出分析设置分析种类选择框,如图5所示,选中“DCSweep”项,表示要进行直流扫描分析(静态分析)。
按下“DCSweep…”按钮,弹出直流扫描分析设置对话框,并且按照图6所示来设置直流扫描分析。
图5
图6
扫描变量(SweptVar.Type)选择电压源(VoltageSource),该电压源的名称为VIN。
扫描类型(SweepType)选择线性(Linear),扫描变量的起始值为0V,终止值为5V,步长为0.01V。
如果在直流扫描中要进行的扫描变量不止一个,就按下图6中的“NestedSweep…”按钮,进行设置。
设置好以后,分别点击图6中的“OK”钮和图5中的“Close”钮。
3.利用Probe来观察结果。
(1)在Schematic界面中,选择菜单“Markers-MarkVoltageLevel”命令,在要观察波形的点上加VoltageMarker。
如图7所示,表示要观察VOUT的电压输出波形。
若要观察支路电流,则选择菜单“Markers-MarkCurrentintoPin”命令。
图7
(2)选择菜单“Analysis-Stimulat”命令,此时,Schematics就会调用PspiceA/D对输入的电路图进行仿真计算,其过程是首先将电路图生成用电路描述语句描述的电路网单文件,然后对电路进行计算求解。
运行完以后,自动打开probe界面,输出了电压波形,如图8所示。
在Probe界面下,选择菜单“Trace-Cusors-Display”命令,就会出现ProbeCusor,可以读取曲线上任一点的值,如图9所示。
图8
图9
按照此方法,可以读取电路的VIHmin,VILmax,等值,同时添加电流观测点,可以测出电路在高态和低态时的VDD的输出电流。
如图10所示。
图10
(3)在电路图中的vout和VSS之间连接一个电阻,改变该电阻的阻值,可以仿真它的负载效应,即可能出现输出低态时,输出电压大于VOLmax,或者输出高态时,输出电压小于VOHmin。
如图11,图12。
图11
图12
三.CMOS的动态分析
动态分析,即瞬态分析是在时域空间内观察分析仿真结果。
1.更改电压源
在前面电路图中,将名称为VIN的直流电源及其连接的GND_ANALOG删除。
选择菜单“Draw-GetNewPart…”命令,在元件列表中选择DigStim(数字电路激励源),放置在电路图的输入信号处。
如图13所示。
图13
2.低频仿真
(1)双击数字激励源DSTM器件,设置其名称为DSTM1,打开激励源编辑器,如图14所示,设置其频率为100KHz,占空比为50%,初始值为0。
图14
(2)设置分析类型
在Schematic界面下,选择菜单“Analysis-Setup…”命令,弹出分析设置分析种类选择框,如图15所示,选中“Transient…”项,表示要进行瞬态分析(动态分析)。
按下“Transient…”按钮,弹出瞬态分析设置对话框,并且按照图16所示来设置瞬态分析时间从0-40us。
图15
图16
选择菜单“Analysis-Stimulat”命令,此时,Schematics就会调用PspiceA/D对输入的电路图进行仿真计算,运行完以后,自动打开probe界面,输出了所要观察的输入和输出电压波形,如图17所示。
图17
图17中是将输入电压、输出电压和电源电流波形显示在一个坐标中的,如果要将三个波形分别显示在不同区域,则如下操作。
在Probe窗口中,选择菜单“Plot-AddPlottoWindow”命令,此时在原来窗口上部增加一个显示区域。
如图18所示。
单击位于窗口下部的想移到新增显示区域的变量(如激励源DSTIM2),然后执行“剪切”-“粘贴”命令后,新增显示区域就显示出该信号的波形,如图19所示。
图18
图19
可见,在低频时,信号的上升时间、下降时间和传输延迟几乎为0。
在状态改变时刻,有10μA左右的尖峰电流,在状态不改变期间,电源电流为0。
3.高频仿真
双击数字激励源DSTM器件,设置其名称为DSTM1,打开激励源编辑器,如图20所示,设置其频率为1000MHz,占空比为50%,初始值为0。
图20
按下“Transient…”按钮,弹出瞬态分析设置对话框,并且按照图21所示来设置瞬态分析时间从0-4ns。
图21
选择菜单“Analysis-Stimulat”命令,此时,Schematics就会调用PspiceA/D对输入的电路图进行仿真计算,运行完以后,自动打开probe界面,输出了所要观察的输入和输出电压波形,如图22所示。
图22
图22中是将输入电压、输出电压和电源电流波形显示在一个坐标中的,将三个波形分别显示在不同区域,如图23所示。
图23
可见,在高频仿真中,输入信号和输出信号的上升时间、下降时间较长,且二者有一定的传输延迟。
在状态改变时刻,有30μA左右的尖峰电流,在状态不改变期间,电源电流为0.
关于Pspice的其他功能,请同学们参考相关书籍自学。
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