Pspice電子仿真及應(yīng)用

前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及以及集成電路的發(fā)展，傳統(tǒng)的分析及設(shè)計(jì)方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集成電路設(shè)計(jì)的要求，目前電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化簡(jiǎn)稱EDA（Electronic Design Automatic）技術(shù)，已滲透到電子系統(tǒng)和專用集成電路設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。利甩EDA技術(shù)，電子設(shè)計(jì)師可以方便地實(shí)現(xiàn)IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)等工作。EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)應(yīng)用廣泛，包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有其應(yīng)用。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面，EDA技術(shù)可實(shí)現(xiàn)前期的計(jì)算機(jī)仿真、系統(tǒng)模擬及測(cè)試環(huán)境的仿真、PCB的制作、電路板的焊接、ASIC的設(shè)計(jì)等。在教學(xué)方面，我國(guó)高校從二十世紀(jì)90年代中期開始EDA教育，現(xiàn)在幾乎所有理工科類高校都開設(shè)了EDA課程。這些課程主要是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和原理，使用EDA軟件進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)及從事簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于目前從事電路及電子設(shè)計(jì)及相關(guān)領(lǐng)域的工作人員來說，掌握并應(yīng)用EDA工具是非常必要的。電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具包括PSpice、EWB、Matlab、SystemView、MMICAD等，其中PSpice自從問世以來，由于它強(qiáng)大的功能，在全世界的電工電子工程界得到了廣泛的應(yīng)用。它是工科類學(xué)生必須掌握的分析與設(shè)計(jì)電路的工具；在科研開發(fā)部門，它也是產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)到定型過程中不可缺少的工具。1988年P(guān)Spice已被認(rèn)定為美國(guó)國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在電路系統(tǒng)仿真方面，PSpice可以說獨(dú)具特色，是其他軟件無法比擬的，它是一個(gè)多功能的電路模擬試驗(yàn)平臺(tái)。PSpice軟件做系統(tǒng)及電路級(jí)仿真，具有快速、準(zhǔn)確的仿真能力。經(jīng)過多年的版本更新，PSpice 8.0擁有更完善的電路圖繪制窗口，減少了對(duì)復(fù)雜的電路圖進(jìn)行電路程序輸入的麻煩，只需在PSpice提供的元件庫(kù)中尋找所需的元件放入電路繪制窗口即可方便地繪制電路圖，然后使用PSpice A／D自動(dòng)生成為輸入網(wǎng)單文件。目前PSpice被另一家EDA領(lǐng)域的公司收購(gòu)，更名為OrCAD，本書將以O(shè)rCAD10.5為藍(lán)本進(jìn)行介紹。

內(nèi)容概要

　　為配合電工、電子教學(xué)的改革，作者在其教學(xué)基礎(chǔ)上，參閱了較多相關(guān)書籍和資料，編寫了《PSpice電子仿真及應(yīng)用優(yōu)技》?！禤Spice電子仿真及應(yīng)用優(yōu)技》在闡述電子電路CAD技術(shù)的基本概念的基礎(chǔ)上介紹了目前在電子仿真領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的OrCAD 10.5軟件使用方法，并重點(diǎn)介紹了利用Pspice軟件進(jìn)行電子電路仿真。全書主要內(nèi)容包括PSpice軟件的說明及應(yīng)用、Pspice在電路仿真及電子仿真方面的應(yīng)用等?！禤Spice電子仿真及應(yīng)用優(yōu)技》中實(shí)例豐富，適應(yīng)少學(xué)時(shí)教學(xué)及學(xué)生自學(xué)，也可作為電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子電路、數(shù)字電子電路等理論課程或相關(guān)實(shí)驗(yàn)的輔助資料，也可供電子工程類專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 基本知識(shí)簡(jiǎn)介1.1 數(shù)字電路1.1.1 數(shù)字電路的基本功能1.1.2 數(shù)字電路的特點(diǎn)1.1.3 數(shù)字電路的基本邏輯關(guān)系1.1.4 數(shù)字電路的邏輯設(shè)計(jì)方法1.2 模擬電路1.2.1 模擬電路的基本概念1.2.2 放大電路的基本知識(shí)1.3 PSpice技術(shù)的引入1.4 思考與練習(xí)第2章 PSpice簡(jiǎn)介2.1 創(chuàng)建新的電路圖2.2 繪制電路2.2.1 繪圖頁的調(diào)整2.2.2 電路元件的放置2.2.3 電源元件的放置2.2.4 改變?cè)蛱?hào)與元件值2.2.5 元件間連線2.2.6 節(jié)點(diǎn)的放置2.2.7 存檔與打印2.2.8 將繪圖頁電路存成圖形文檔2.3 實(shí)例詳解2.3.1 尋找元件2.3.2 放置元件2.3.3 連線2.3.4.設(shè)置元件屬性2.4 思考與練習(xí)第3章 PSpice電路分析3.1 晶體管特性測(cè)試3.1.1 繪制電路圖3.1.2 設(shè)置元件參數(shù)3.1.3 設(shè)置PSpice仿真參數(shù)3.1.4 存檔并運(yùn)行PSpice3.1.5 執(zhí)行PSpiceA／D仿真程序3.1.6 查看輸出文本3.1.7 交流設(shè)置3.2 瞬態(tài)電路分析3.2.1 繪制電路圖3.2.2 設(shè)置元件參數(shù)3.2.3 設(shè)置PSpice仿真參數(shù)3.2.4 執(zhí)行PSpice程序3.3 復(fù)雜的PSpice設(shè)置3.3.1 繪制電路圖3.3.2 設(shè)置元件參數(shù)3.3.3 設(shè)置PSpice仿真參數(shù)3.3.4 執(zhí)行PSpice程序3.3.5 設(shè)置Probe探針3.4 思考與練習(xí)第4章 PSpice基本仿真分析4.1 直流工作點(diǎn)分析4.1.1 繪制電路圖4.1.2 設(shè)置直流工作點(diǎn)分析參數(shù)4.1.3 仿真并觀察結(jié)果4.2 直流掃描分析4.2.1 繪制電路圖4.2.2 設(shè)置直流掃描分析參數(shù)4.2.3 存檔并執(zhí)行仿真4.2.4 觀察與分析輸出波形4.2.5 打印輸出波形4.3 交流掃描分析4.3.1 繪制電路圖4.3.2 設(shè)置交流掃描分析參數(shù)4.3.3 存檔并執(zhí)行仿真4.3.4 觀察并分析仿真波形4.4 仿真分析應(yīng)用實(shí)例4.4.1 繪制電路圖4.4.2 分析靜態(tài)工作點(diǎn)4.4.3 觀察輸出結(jié)果，計(jì)算放大系數(shù)4.5 思考與練習(xí)第5章 電路基本定理的PSpice仿真5.1 疊加定理5.1.1 定理舉例5.1.2 繪制電路圖5.1.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.1.4 執(zhí)行仿真5.1.5 驗(yàn)證定理5.2 替代定理5.2.1 定理舉例5.2.2 繪制電路圖5.2.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.2.4 執(zhí)行仿真5.2.5 驗(yàn)證定理5.3 互易定理5.3.1 定理舉例5.3.2 繪制電路圖5.3.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.3.4 執(zhí)行仿真5.3.5 驗(yàn)證互易定理形式5.3.6 驗(yàn)證互易定理形式二5.3.7 驗(yàn)證互易定理形式三5.4 戴維寧定理5.4.1 定理舉例5.4.2 繪制電路圖5.4.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.4.4 執(zhí)行仿真5.4.5 更改電路5.4.6 驗(yàn)證定理5.5 諾頓定理5.5.1 定理舉例5.5.2 繪制電路圖5.5.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.5.4 執(zhí)行仿真5.5.5 更改電路5.5.6 驗(yàn)證定理5.6 對(duì)偶定理5.6.1 定理舉例5.6.2 繪制電路圖5.6.3 設(shè)置仿真參數(shù)5.6.4 執(zhí)行仿真5.6.5 更改電路5.6.6 驗(yàn)證定理5.7 思考與練習(xí)第6章 模擬電路中的單元電路及PSpice仿真6.1 晶體管基本放大電路6.1.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置6.1.2 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響6.1.3 用PSpice確定放大電路的輸入電阻和輸出電阻6.1.4 放大電路的頻響特性及其電壓增益6.2 功率放大電路6.2.1 甲類輸出級(jí)6.2.2 乙類輸出級(jí)6.2.3 甲乙類輸出級(jí)6.3 差分放大電路6.3.1 理想差分放大電路的基本特性6.3.2 非理想對(duì)稱的差分放大電路6.4 運(yùn)算放大器的應(yīng)用6.4.1 集成運(yùn)算放大器的工作狀態(tài)6.4.2 集成運(yùn)算放大器的宏模型6.4.3 運(yùn)算放大器應(yīng)用電路的PSpice仿真6.5 思考與練習(xí)第7章 PSpice數(shù)字電路仿真7.1 數(shù)字電路的基本單元7.1.1 TTL反向器7.1.2 CMOS反向器7.1.3 非門與與非門7.2 PSpice中的數(shù)字電路元器件7.3 組合邏輯電路及其PSpice仿真7.3.1 基本概念7.3.2 編碼器7.3.3 譯碼器7.3.4 比較器7.3.5 加法器7.4 時(shí)序邏輯電路及其PSpice仿真7.4.1 基本觸發(fā)器7.4.2 計(jì)數(shù)器7.5 數(shù)字模擬混合電路仿真7.5.1 數(shù)模混合電路的接口子電路與電源7.5.2 數(shù)?；旌想娐贩抡鎸?shí)例7.6 數(shù)字電路最壞情況分析7.6.1 基本概念7.6.2 仿真實(shí)例7.7 思考與練習(xí)第8章 電子電路仿真分析實(shí)例8.1 差分放大器8.1.1 建立新文件8.1.2 繪制電路圖8.1.3 電路仿真8.2 帶通濾波電路8.2.1 繪制帶通濾波電路圖8.2.2 進(jìn)行仿真分析8.3 積分電路8.3.1 繪制積分運(yùn)算電路圖8.3.2 進(jìn)行仿真分析8.4 微分電路8.4.1 繪出微分電路圖8.4.2 進(jìn)行仿真分析8.4.3 修改電路并仿真8.5 整流電路8.5.1 基本半波整流電路8.5.2 全波整流電路8.6 思考與練習(xí)

章節(jié)摘錄

插圖：人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中遇到的許多物理量，如溫度、壓力、距離、時(shí)間等，一般都具有連續(xù)變化的特點(diǎn)。它們可以在一定范圍內(nèi)取任意實(shí)數(shù)值，稱這類物理量為模擬量。在工程應(yīng)用中，為了測(cè)量、傳遞和處理這些物理量，常把它們通過傳感器轉(zhuǎn)換成與之成比例的電壓（或電流）。這些電信號(hào)表示和模擬了實(shí)際的物理量，故稱之為模擬信號(hào)，其電壓值（或電流值）在一定范圍內(nèi)是連續(xù)的變量。模擬信號(hào)所傳送的內(nèi)容稱為模擬信息。數(shù)字量是離散的，只能按有限個(gè)或可數(shù)的量化單位取值。與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)所傳送的內(nèi)容稱為數(shù)字信息，處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路之所以能得到越來越廣泛的應(yīng)用，是和它所具有的特點(diǎn)分不開的。1.同時(shí)具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能數(shù)字電路是以二進(jìn)制邏輯代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，既能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算又能方便地進(jìn)行邏輯運(yùn)算（與、或、非、判斷、比較、處理等），因此極其適合于運(yùn)算、比較、存儲(chǔ)、傳輸、控制、決策等應(yīng)用。相比之下，如果采用模擬系統(tǒng)完成同樣的功能，從數(shù)學(xué)運(yùn)算到電路實(shí)現(xiàn)所需要的設(shè)備較數(shù)字系統(tǒng)要復(fù)雜得多。2.實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠以二進(jìn)制作為基礎(chǔ)的數(shù)字邏輯電路，簡(jiǎn)單可靠，準(zhǔn)確性高。因?yàn)樵跀?shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)只有兩個(gè)基本的離散量，即“0”和“1”。對(duì)應(yīng)邏輯代數(shù)二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1”狀態(tài)，“0”和“1”可以表示任何事物的兩個(gè)對(duì)立面（有或無、高或低、是或否、好或壞等）。再用這兩個(gè)最基本的狀態(tài)組合，可以表達(dá)客觀事物間的任何復(fù)雜關(guān)系，并能進(jìn)行推理、運(yùn)算。在物理電路中，它們對(duì)應(yīng)著半導(dǎo)體二極管、三極管電子元件的導(dǎo)通和截止這兩個(gè)不同的開關(guān)狀態(tài)，所以，工作速度快，抗干擾能力強(qiáng)，在傳遞、加工和處理信息時(shí)不易出錯(cuò)，增加了系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。

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