pspice实际的eda实习报告Word文档格式.docx
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2013年1月18日
目录
1、PSpice软件简介3
2、JK触发器的电路和工作分析5
3、JK触发器的PSpice仿真分析7
4、实习的体会心得9
PSpice软件简介
起源
用于模拟电路仿真的SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。
SPICE的正式版SPICE2G在1975年正式推出,但是该程序的运行环境至少为小型机。
1985年,加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写,并由MICROSIM公司推出。
1988年SPICE被定为美国国家工业标准。
与此同时,各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件,在SPICE的基础上做了大量实用化工作,从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。
发展
PSPICE采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用,并且从6.0版本开始引入图形界面。
1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并,自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。
不久之后,ORCAD公司已正式推出了ORCADPSPICERelease10.5,与传统的SPICE软件相比,PSPICE10.5在三大方面实现了重大变革:
首先,在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上,实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析;
第二,不但能够对模拟电路进行,而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真;
第三,集成度大大提高,电路图绘制完成后可直接进行电路仿真,并且可以随时分析观察仿真结果。
PSPICE软件的使用已经非常流行。
在大学里,它是工科类学生必会的分析与设计电路工具;
在公司里,它是产品从设计、实验到定型过程中不可缺少的设计工具。
PSPICE仿真软件的优越性
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,以图形方式输入,自动进行电路检查,生成图表,模拟和计算电路。
它的用途非常广泛,不仅可以用于电路分析和优化设计,还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。
与印制版设计软件配合使用,还可实现电子设计自动化。
被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件,具有广阔的应用前景。
这些特点使得PSPICE受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎,国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。
电路设计软件有很多,它们各有特色。
如Protel和Tango,它对单层/双层电路板的原理图及PCB图的开发设计很适合,而对于布线复杂,元件较多的四层及六层板来说ORCAD更有优势。
但在电路系统仿真方面,PSPICE可以说独具特色,是其他软件无法比拟的,它是一个多功能的电路模拟试验平台,PSPICE软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿真,具有快速、准确的仿真能力。
SPICE程序的主要功能有非线性直流分析、非线性暂态分析、线性小信号交流分析、灵敏度分析和统计分析。
PSPICE的发展
目前为止,PSpice的版本已经发展到16.3,包含在ORcad16.3release当中。
PSpice仿真功能从严格意义上讲已经发展演变为两大模块,一个是基本分析模块,简称PSpiceAD,另外一个是高级分析模块,简称PSpiceAA,AD部分的功能在上文中已经做过介绍,此处不再赘述。
而AA是近些年PSpice不断加强和扩展的一个功能,AA部分的功能与生产方面结合的更为紧密,仿真分析中考虑的问题更加全面。
JK触发器的电路和工作分析
电路结构图逻辑符号
如图JK触发器电路图。
JK触发器,采用与或非电路结构,它的工作原理为:
CP为0时,触发器处于一个稳态;
CP由0变1时,触发器不翻转,做好接收输入信号的准备;
CP由1变0时触发器翻转;
JK触发器在CP下降沿前接受信息,在下降沿触发翻转,在下降沿后触发器被封锁。
主从JK触发器是在主从RS触发器的基础上组成的。
在主从RS触发器的R端和S端分别增加一个两输入端的与门,将Q端和输入端经与门输出为原S端,输入端称为J端,将Q端与输入端经与门输出为原R端,输入端称为K端。
主从JK触发器工作原理
由上面的电路可得到S=JQ,R=KQ。
代入主从RS触发器的特征方程得到:
J=1,K=0时,Qn+1=1;
J=0,K=1时,Qn+1=0;
J=K=0时,Qn+1=Qn;
J=K=1时,Qn+1=-Qn(Qn非);
由以上分析,主从JK触发器没有约束条件。
在J=K=1时,每输入一个时钟脉冲,触发器翻转一次。
触发器的这种工作状态称为计数状态,由触发器翻转的次数可以计算出输入时钟脉冲的个数。
JK触发器的一次变化现象工作波形图
(1)当初态Qn=0时,只有J的变化可能使触发
器由0变1,且只改变1次(在此期间K是否变化都不
影响触发器的状态)。
(2)当初态Q
n=1时,只有K的变化可能使触发
器由1变0,且只改变1次(在此期间J是否变化都不
JK触发器的PSpice仿真分析
PSpicedJK触发器的电路图
按照JK触发器的电路结构画出的PSPICE原理图,在此图中必须画出异步清零端Rd和置1端Sd,因此与非门分别用了2输入的7400、3输入的7410以及4输入的7420等
在原理图编辑窗口中分别双击DSTM1-DSTM4等数字信号源图符,设置相应的参数,ran得到的仿真图。
可见触发器的状态(用QJK表示)与理论中的Q的波形完全相同。
另外,在图中显示的t=0到0.2ms的时间内,由于清零脉冲Rd还没有到来,这期间触发器的状态为不确定值,Sd接的是高电平(如图中的HI图符所示),所以在其中的Sd始终为1。
参考文献:
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高等教
育出版社,1999:
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[2] 高吉祥.数字电子技术[M].北京:
电子工业出版社,2004:
164,169,167,176
[3] 康华光.电子技术基础数字部分(第四版)[M].北京:
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206,195,187
[4] 杨华.电子技术基础数字部分(第四版)教师手册[M].北京:
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技大学出版社,1999:
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[6] 罗飞.通用电路的计算机分析与设计——PSpice应用教程
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中国水利电力出版社,2004:
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[7] 唐竟新.数字电子电路[M].北京:
清华大学出版社,2003
实习的体会心得
通过一周的对PSpice的实习,让我懂得了电路及模电的一些基本元件的摆放和使用方法,在看书过程中能熟练的掌握了OPSPICE仿真软件的使用方法。
侦查错误--统一进行错误处理
设计过程中每个阶段的错误和警告都能在一般的信息视窗显示出来,寻错时,只需把光标移到相关信息的地方,没有必要通过不同的Pointtools来寻找错误根源。
有电路基本分析:
直流、交流和瞬态分析(DC,ACandTransient)和参数分析。
可以描绘电路特性,比如上升时间或带宽参数的变化,电源或温度等。
1万多种器件的库包含精确的模拟模型,比如:
传输线延时、反射、损耗、相互转换等(TransmissionLinesDelay,Reflection,Lossy,CrossTalk等)。
高度集成的模拟仿真和原理图输入工具有些软件仿真器不能完全仿真你设计的电路,有一些接近于预测电路特性,但只是接近不是准确,有一些是不准确的或不可靠的。
然而,PSpiceA/DPSpice具有超过8500off-the-shelf模拟器件的模拟模型,且还包含原理图输入,它的多种功能有:
行为建模,蒙特卡洛,最坏情况/灵敏度分析,相互转换的图形仿真编辑和波形分析,统计结果的直方图显示,一组波形的分析演示等等。
高度集成化的功能使你能在原理图中观看仿真结果,并且两者相互切换。
实习的其间也发现了自己的不足,从这周的实训中我发现自己的心态需要锻炼,遇到些麻烦事时要学会冷静,如果遇到不顺心的事就很烦躁是于是无补的。
虽然实习时间比较短,但我很认真的对待这次实习,虽然有些东西还没彻底明白,但我已经学会了很多东西,明白了很多东西,以上所说的只是一小部分,很多东西没法具体说,最为一名新世纪的大学生,在大学中要努力学习知识,充实自己,希望学校能多组织这样的实习机会,让我们能更加锻炼自己的能力.
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