PSpice電路設(shè)計(jì)與分析

前言

隨著集成電路的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Com.puter Aided Design，CAD）技術(shù)已經(jīng)在電子設(shè)計(jì)的領(lǐng)域起著非常重要的作用。CAD技術(shù)已經(jīng)滲透到了電路圖生成、邏輯模擬、電路分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、最壞分析、印刷板設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)在CAD技術(shù)已逐漸成為提高電子線路設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量的不可缺少的重要工具。離開CAD技術(shù)，很難圓滿地完成一個(gè)電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。OrCAD PSpice是電子設(shè)計(jì)中用來分析電路的工具之一，它不僅可以計(jì)算模擬電路的直流工作點(diǎn)、增益、頻率特性等，還可以仿真數(shù)字電路的邏輯功能，更為突出的是它還擁有傅里葉分析、蒙特卡羅分析、最壞情況分析等特殊功能，使電路設(shè)計(jì)完全可以在計(jì)算機(jī)上完成。本書的目的是介紹OrCAD PSpice的使用。幫助讀者能夠高效地運(yùn)用該軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。對一個(gè)軟件的使用的介紹通常是以它的不同功能作為不同部分來分別介紹的，但實(shí)際上最好的學(xué)習(xí)方法是在運(yùn)用中學(xué)習(xí)，所以我們采用了基于實(shí)例的方法。也就是說，以一個(gè)個(gè)不同的實(shí)際電路為例，運(yùn)用OrCAD PSpice來分析電路，同時(shí)介紹各種新概念和新的方法。實(shí)例是按照由簡到繁的順序安排的，讀者在閱讀的過程中，可以一邊對照書學(xué)習(xí)，一邊操作，從而逐漸增加經(jīng)驗(yàn)。后面的學(xué)習(xí)可能會(huì)用到前面的知識，如果讀者沒有完全掌握，還可以翻看前面的內(nèi)容，有利于知識的鞏固。OrCAD PSpice是由在EDA領(lǐng)域最負(fù)盛名的公司OrCAD所開發(fā)的通用電路模擬仿真軟件，從OrCAD.PSpice9開始，可以直接使用OrCAD Capture CIS進(jìn)行原理圖的繪制，并進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)分析，使得該軟件的使用更加方便，功能更強(qiáng)大。

內(nèi)容概要

　　OrCAD Pspice是CAD公司開發(fā)的電子電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化系列軟件中的一員，OrCADPSpice9系列軟件在電路性能分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及特性數(shù)據(jù)庫等諸多方面比以前有了很大的提高。它以方便快捷的輸入方式、強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)獲得電子行業(yè)的、一致好評。本書從PSPice的基本開發(fā)環(huán)境和基本語法開始，根據(jù)電路設(shè)計(jì)中所需要解決的各種問題，介紹相關(guān)語句的格式，以及各種組件的使用。在用戶熟悉了PSpice的基本用法之后，本書開始結(jié)合OrCAD PSpice9.2并以具體的實(shí)例來介紹如何使用軟件來完成各種電路的輸入和不同分析方法的設(shè)置等問題。本書中的內(nèi)容安排由易到難，對初學(xué)者難以理解的概念和容易發(fā)生的問題，給予了盡可能詳細(xì)的說明，可以同時(shí)起到教科書和用戶手冊的作用。

書籍目錄

第1章　OrCADP　Spice簡介　1.1　電路CAD的發(fā)展　1.2　PSpice軟件簡介第2章　PSpice的開發(fā)環(huán)境　2.1　CaptureCISEdition　2.2　Schematics窗口　　2.2.1　打開Schematics繪圖窗口　　2.2.2　繪圖窗口的工具欄　　2.2.3　繪圖窗口的主菜單　2.3　PSpiceA／D窗口　　2.3.1　打開PSpiceA／D　　2.3.2　PSpiceA／D窗口常用命令項(xiàng)　2.4　Probe程序項(xiàng)　2.5　激勵(lì)源編輯器StimulusEditor　　2.5.1　打開StimulusEditor窗口　　2.5.2　StimulusEditor工具欄　　2.5.3　StimulusEditor菜單欄　2.6　Optimizer優(yōu)化窗口　　2.6.1　打開Optimizer窗口　　2.6.2　Optimizer窗口菜單第3章　PSpice的電路描述語句　3.1　輸入文件的一般規(guī)定　　3.1.1　輸入描述語句的構(gòu)成和相關(guān)規(guī)定　　3.1.2　標(biāo)題語句、注釋語句和結(jié)束語句　3.2　無源元件描述語句　　3.2.1　電阻R　　3.2.2　電容和電感　　3.2.3　互感　　3.2.4　無損傳輸線　　3.2.5　電壓控制開關(guān)　　3.2.6　電流控制開關(guān)　3.3　有源元件描述語句　　3.3.1　二極管　　3.3.2　雙極型晶體管　　3.3.3　MOS場效應(yīng)晶體管　　3.3.4　結(jié)型場效應(yīng)晶體管　　3.3.5　砷化鉀場效應(yīng)晶體管　　3.3.6　數(shù)字電路器件　3.4　電源描述語句　　3.4.1　獨(dú)立電壓源和獨(dú)立電流源　　3.4.2　線性受控源　3.5　分析和控制語句　　3.5.1　分析語句　　3.5.2　控制語句　3.6　子電路以及庫的調(diào)用　　3.6.1　子電路描述語句　　3.6.2.元器件庫的調(diào)用　3.7　使用描述語言輸入的方法分析直流電路　3.8　使用描述語言輸入的方法分析交流電路　　第4章　CaptureCIS初步了解　4.1　打開新的電路圖　4.2　電路繪制過程　　4.2.1　繪圖頁規(guī)格的調(diào)整　　4.2.2　電路元件的放置　　4.2.3　電源元件的放置　　4.2.4　改變元件序號與元件值　　4.2.5　元件間連線　　4.2.6　接點(diǎn)的放置　　4.2.7　存檔　4.3　電路特性分析類型和分析參數(shù)設(shè)置　4.4　運(yùn)行PSpiceA／D程序　4.5　CaptureCIS使用實(shí)例　　4.1　5.1　繪制電路圖　　4.5.2　設(shè)置參數(shù)　　4.5.3　保存　　4.5.4　啟動(dòng)PSpice仿真　　4.5.5　直流分析　　4.5.6　參數(shù)分析　　第5章　Probe模塊的運(yùn)用　5.1　Probe的功能和調(diào)用方式　　5.1.1　Probe的功能　　5.1.2　Probe調(diào)用和運(yùn)行模式的設(shè)置　　5.1.3　Probe模塊的窗口界面　　5.1.4　Probe模塊的主命令系統(tǒng)　5.2　信號波形的顯示　　5.2.1　Probe窗口中顯示波形　　5.2.2　信號波形的編輯修改　　5.2.3　多批模擬分析結(jié)果波形的顯示　5.3　顯示波形的分析處理　　5.3.1　改變坐標(biāo)值　　5.3.2　增加一個(gè)y軸　　5.3.3　坐標(biāo)網(wǎng)格的設(shè)置　　5.3.4　光標(biāo)Cursor的應(yīng)用　　5.3.5　Label標(biāo)注符的使用　5.4　Probe的多窗口顯示　　5.4.1　波形顯示區(qū)的控制　　5.4.2　波形顯示窗口的控制　5.5　Probe的文本工作模式　　5.5.1　信號波形的數(shù)據(jù)顯示　　5.5.2　數(shù)據(jù)的邏輯處理　　第6章　模擬電路分析　6.1　輸入級、輸出級　　6.1.1　用CaptureCISEdition繪制電路圖　　6.1.2　生成網(wǎng)單輸入文件　　6.1.3　直流工作點(diǎn)分析以及直流掃描　　6.1.4　瞬態(tài)分析　　6.1.5　交流小信號分析　　6.1.6　乙類工作狀態(tài)互補(bǔ)輸出級　　6.1.7　傅里葉分析　6.2　電流源　　6.2.1　鏡像電流源基本分析　　6.2.2　鏡像電流源偏置電阻的直流掃描分析　　6.2.3　鏡像電流源的輸出電阻與溫度特性　6.3　差動(dòng)放大器　　6.3.1　繪制電路圖　　6.3.2　設(shè)置仿真參數(shù)　　6.3.3　存檔并進(jìn)行仿真　　6.3.4　巢式分析　　6.3.5　交流分析與噪聲分析　　6.3.6　蒙特卡羅分析（MonteCarlo）　6.4　帶通濾波器　　6.4.1　繪制電路圖　　6.4.2　設(shè)置元件參數(shù)　　6.4.3　設(shè)置分析參數(shù)　　6.4.4　執(zhí)行仿真　　6.4.5　低通濾波器進(jìn)行噪聲分析第7章　數(shù)字電路分析　7.1　數(shù)字電路模擬的基本知識　　7.1.1　數(shù)字電路模擬涉及的概念　　7.1.2　數(shù)字電路模擬的基本步驟　7.2　數(shù)字電路中的常用器件　7.3　數(shù)字電路模擬中的激勵(lì)信號源　　7.3.1　DIGCLOCK波形設(shè)置　　7.3.2　STIMn激勵(lì)信號波形的設(shè)置　　7.3.3　DIGSTIMn信號源的設(shè)置　　7.3.4　FILESTIMn類信號源波形設(shè)置　7.4　數(shù)字電路實(shí)例分析　　7.4.1　三八譯碼器　　7.4.2　半加器的實(shí)現(xiàn)　7.5　數(shù)／?；旌想娐纺M　　7.5.1　數(shù)／模混合電路的接口等效電路　　7.5.2　數(shù)／?；旌想娐穼?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　延遲時(shí)序模糊導(dǎo)致輸出不確定　　7.6.3　脈寬變窄第8章　使用Optimizer進(jìn)行電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)　8.1　概述　　8.1.1　基本概念　　8.1.2　基本條件　8.2　二極管偏置電流的優(yōu)化　　8.2.1　繪制電路圖　　8.2.2　設(shè)置優(yōu)化參數(shù)　　8.2.3　優(yōu)化結(jié)果　　8.2.4　利用網(wǎng)單文件進(jìn)行優(yōu)化　8.3　共射極放大電路的優(yōu)化　　8.3.1　繪制電路圖　　8.3.2　IC（Q1）優(yōu)化　　8.3.3　增加優(yōu)化目標(biāo)　　8.3.4　電路圖自動(dòng)升級　8.4　無源輸出極的優(yōu)化　　8.4.1　多待調(diào)整參數(shù)設(shè)置　　8.4.2　設(shè)置優(yōu)化參數(shù)　　8.4.3　優(yōu)化結(jié)果　8.5　優(yōu)化COMS放大器　　8.5.1　COMS放大器　　8.5.2　優(yōu)化參數(shù)設(shè)置　　8.5.3　可選項(xiàng)設(shè)置　　8.5.4　優(yōu)化結(jié)果　　8.5.5　優(yōu)化過程中的波形顯示　8.6　有源濾波器優(yōu)化　

章節(jié)摘錄

插圖：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，以電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（Computer AidedDesign，CAD）為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（Electronic Design Automation，EDA）已經(jīng)成為了電子電路設(shè)計(jì)必不可少的工具。計(jì)算機(jī)的發(fā)展促進(jìn)了電路設(shè)計(jì)的自動(dòng)化過程，使電子線路設(shè)計(jì)越來越便利，同時(shí)，電子線路的發(fā)展也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，并且也向計(jì)算機(jī)提出了更高的軟件要求?！? 在過去，通常用兩種方法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)：一種方法是在數(shù)學(xué)上利用公式計(jì)算，一般用兩個(gè)基爾霍夫定律以及元件的特性方程列方程進(jìn)行計(jì)算求解。數(shù)學(xué)方法求解電路問題，看似非常精確，對于簡單的電路分析確實(shí)可以得到很不錯(cuò)的效果，也利于形成理論，但當(dāng)電路結(jié)果復(fù)雜、元件多時(shí)，數(shù)學(xué)分析的方法就會(huì)暴露出很多問題：（1）電路元件的增多，使得電路方程的數(shù)目隨之增加，求解越發(fā)困難。（2）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法時(shí)，隨著電路元件的增多，方程數(shù)目增加了，方程的解的精度也就自然而然地降低了。（3）如果發(fā)現(xiàn)原來的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了問題，就必須修改元件的參數(shù)甚至要修改電路形式，數(shù)學(xué)方法將會(huì)有很大改動(dòng)，甚至無法得到新的結(jié)果。（4）數(shù)學(xué)方法無法進(jìn)行元件可靠性等實(shí)驗(yàn)。（5）容差分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)很困難。另一種方法是物理方法。按照設(shè)計(jì)出來的電路圖將元件搭成電路板，并用測試工具對電路的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試。對于簡單的電路設(shè)計(jì)，手工搭建電路能夠很直觀地分析電路特性，提高試驗(yàn)者的動(dòng)手能力，同時(shí)也能得到很不錯(cuò)的效果。但當(dāng)元件數(shù)目大量增加時(shí)，搭建電路就會(huì)變得非常困難，不但需要大量的實(shí)際元件，而且會(huì)出現(xiàn)以下問題：（1）電路元件的增多，使得在利用元件搭建電路板時(shí)出錯(cuò)率很高，所以調(diào)試效率降低。

編輯推薦

《Pspice電路設(shè)計(jì)與分析》：內(nèi)容豐富，重點(diǎn)突出，應(yīng)用性強(qiáng)，語言簡練，內(nèi)容詳實(shí)，通俗易懂，實(shí)例豐富，高效實(shí)用，立足應(yīng)用。

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