1、Cadence/OrCAD/PSpice_AD模拟仿真贾新章(2010. 5)引言： PSpice软件的发展Berkley: 1972 首次推出 SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 1975 SPICE实用版 (博士论文 )免费推广使用。1982 发展为电路模拟的 “ 标准 ”软件。开始有偿使用。MicroSim: 1983 用于 PC机的 PSpice1 (对应 SPICE2G5版本 )OrCAD: 1998 MicroSim并入 OrCAD ，推出 OrCAD/ PSpice8Cadence：2000 OrC
2、AD并入 Cadence，推出 PSpice9.22003 OrCAD/PSpice10 增加 “Advanced Analysis”高级分析 功能。2005 增加与 MatLab的接口 SLPS2009 版本 16.3PSpice 16基本功能电路模拟软件 PSpice工作原理一个电路能否用PSpice仿真，取决于3个条件：(1) 电路中的元器件必须有相应的模型和模型参数描述。PSpice支持的器件模型PSpice提供的模型库中包括有 20多类共 3万多个商品化的器件模型参数，存放在 100多个模型参数库中，供用户选用。PSpice支持的器件模型PSpice提供的模型库中包括有 20多类共
3、3万多个商品化的器件模型参数，存放在 100多个模型参数库中，供选用。如果电路中采用了尚未包含在模型库中的元器件， PSpice提供三种建立模型和提取模型参数的方法，供用户选用。(1) 对于晶体管一类器件，可以调用 Model Editor模块以及高级分析中的 Optimizer模块，提取模型参数。(2) 对于集成电路，可以调用 Model Editor模块建立宏模型，描述该集成电路功能。(3) 对于特殊器件（如光耦器件），可以调用 ABM（Analog Behavioral Modeling），建立描述该器件功能的 ”黑匣子 “模型，满足电路模拟仿真的要求。电路模拟软件 PSpice工作原理
4、一个电路能否用PSpice仿真，取决于3个条件：(1) 电路中的元器件必须有相应的模型和模型参数描述。(2) 电路中的分布参数必须采用集总参数元件描述。(3) 电路的规模只受到计算机资源制约。电路模拟分析的基本步骤完成电路模拟包括三个阶段工作：1. 调用 Capture绘制电路图。2. 调用 PSpice对绘制的电路图进行模拟仿真。3. 调用 Probe模块查看、分析模拟结果。涉及到三种模块工具。下面结合不同类型的模拟功能，综合介绍 Pspice和Probe工具的使用。第三章 基本电路特性分析3-1 概述3-2 电路模拟分析的步骤3-3 基本电路特性分析参数的设置3-4 电路特性分析中的信号源
5、PSpice 软件构成Pspice软件的功能1. 基本功能对电子线路进行各种模拟分析2. 电路特性参数分析对模拟结果的分析处理3. 高级分析功能4. 元器件符号库和模型参数库的编辑修改PSpice的模拟分析功能Pspice模拟分析中可采用的信号源1.直流源2.标准交流信号3.瞬态分析用信号(包括：脉冲源、分段线性源、正弦调幅信号、正弦调频信号、指数信号共 5种 )。4.时钟信号5.一般脉冲信号源6.总线信号 (可以是 2位、 4位、 8位、 16位和 32位共 5种 )。Pspice软件的功能1. 基本功能对电子线路进行各种模拟分析2. 电路特性参数分析对模拟结果的分析处理3. 高级分析功能4
6、. 元器件符号库和模型参数库的编辑修改电路特性参数分析对模拟结果的分析处理PSpice模拟分析的直接结果是节点电压和支路电流，但结合利用Pspice/Probe模块的功能 ,不但可以像示波器那样直接显示电压和电流波形以及对波形进行数学处理，还具有下述三项分析功能：(1) 电路特性参数的提取：调用软件提供的多种 “Measurement”函数，可以从波形中提取出表征电路特性的 参数，例如增益、带宽、中心频率、上升时间等等。用户还可以根据需要 ，遵循规定的格式，自行编写可以提取特定参数的 “Measurement”函数。以前版本中将 “Measurement”函数称为 “Goal Function
7、”。(2) 电路性能分析： Probe模块具有 Performance Analysis功能，可以定量分析电路特性随元器件参数的变化 关系，有利于改进电路设计。这是一种面向设计的功能。(3) 电路特性参数分布的 直方图统计 ：根据设计好的电路进行实际生产时，由于采用的元器件参数具有分散 性，必然引起产品电特性的分散。在Probe中可以用直方图显示产品性能的分布。这是一种面向生产的设计，又称为成品率分析、可制造性设计。Pspice软件的功能1. 基本功能对电子线路进行各种模拟分析2. 电路特性参数分析对模拟结果的分析处理3. 高级分析功能4. 元器件符号库和模型参数库的编辑修改几点说明模拟分析的
8、结果是节点电压和支路电流，但可以转换为电路特性参数，进而进行优化设计。不同版本中节点表示方法不同，输出变量表示格式不完全相同。单位采用工程单位制，使用中可省略。数字采用科学表示方法并且可以采用比例因子 (注意：M代表 “ 毫 ”、 MEG代表 “ 兆 ”)。PSpice应用中最重要的一个概念Simulation Profile(1) PSpice中的各种分析功能分为基本分析功能和选项分析功能两类。基本分析功能分为 4组，对应 4种分析类型：Bias PointsDC SweepAC Sweep/NoiseTime Domain模拟类型分组及每组包括的分析功能PSpice应用中最重要的一个概念S
9、imulation Profile(2) 进行模拟分析时，一次只能进行一种类型的功能分析，包括基本功能分析和相应的选项分析。由此引入 Simulation Profile的概念。一个 Simulation Profile 的设置包括名称、进行哪几种功能分析、以及每种分析的具体要求。(3) 对同一个电路，可以建立多个 Simulation Profile。而且不同Simulation Profile中的分析类型可以相同，当然，分析要求不会相同。(4) 模拟分析时只能针对一个 Simulation Profile的要求进行。每个Simulation Profile 的设置以及分析结果单独存放。(5
10、) 同一个电路的多个 Simulation Profile由项目管理器管理。3-2 电路模拟分析的步骤3-2-1 电路模拟分析的基本步骤1. 新建适合于电路模拟的 Project。执行File/New/Project命令3-2 电路模拟分析的步骤3-2-1 电路模拟分析的基本步骤1. 新建适合于电路模拟的 Project。2. 绘制电路图，包括设置元器件参数。3. Simulation Profile 设置 。(1) 执行 PSpice/New Simulation Profile命令。(2) 给 Simulation Profile确定一个名称。(3) 设置 Simulation Profi
11、le参数。4. 执行 PSpice/Run命令，启动模拟进程。5. 调用 Probe模块，显示、 分析模拟结果。3-3 基本电路特性分析参数的设置3-3-1 直流工作点分析参数设置3-3-2 直流特性分析参数设置3-3-3 交流小信号特性分析参数设置3-3-4 瞬态特性分析参数设置3-3-5 瞬态特性分析中的信号源设置模拟类型分组和电路特性分析参数模拟类型分组共有 4类 (Analysis type)。每一个分组中包括有基本特性分析 (General Settings)和其他几种特性分析 (Options)。模拟类型分组及每组包括的分析功能分组中基本特性分析必须进行，用户可以选定要包括哪几种任选项特性分析。
