文档介绍：Fundamental of Electronic Technology
11 电子电路的计算机辅助分析与设计
CTGU
1
内容
引言
PSPICE功能及特点
PSPICE的基本构成
PSPICE文本描述
PSPICE窗口版的功能应用
2
引言
1) puter aided design)
CAD CAM CAE CAT
2)电子CAD向EDA的过渡
传统设计:方案,验证,修改,人工完成
早期CAD:缺少CAD软件,人机完成
EDA系统的设计过程和大部分计算有机器完成
3)电子CAD源于机辅作图与分析
CAA是电子CAD 的独有技术
从直流、交流分析,瞬态分析发展到容差分析,最
坏情况分析,数字模拟,数模混合模拟(仿真)
代表软件如:SPICE(simulation program with
integrated circuit emphasis)PSPICE(personal spice)
3
PSPICE功能及特点
PSPICE是机辅分析和设计的电子电路模拟软件。硬件设计实现之前,先对电路进行模拟分析,器件的模型、系统的调整、测试全由计算机完成。用户根据要求设置参数,计算机象扫频仪和示波器一样测试电路的频率响应和瞬态响应,进行各种分析使电路达到最优
1)特点:
节省时间,节省设备,产品一般性好,可靠性高,新产品更新快。
2)功能:
直流分析:计算工作点,计算直流小信号传输函数,计算直流转移特性曲线
4
交流分析:频域分析(幅频,相频);噪声分析(计算指定频率点上的噪声等效电平)
瞬态分析:瞬态响应(绘不同信号的时域波形);傅立叶分析(计算基波,谐波系数)
灵敏度分析:计算元件参数变化引起电路输出变量的变化(交、直流)。
容差分析:蒙特卡罗(monte-carlo)分析
(统计分析法)给定元件参数容差时,计算输出变量的均值和标准偏差;最坏情况分析(Worst-Case):参数处于容差边界的一种最坏组合情况下计算输出的上界值和下限。
温度特性分析:通常在27度进行分析,也可指定温度
优化设计:给定电路拓扑结构和电路性能约束的情况下,确定元器件最佳参数组合。
5
PSPICE的基本构成
人机交互界面
原理图输入
电路模拟分析
绘图后处理
模型参数库
模型参数提取
电路符号库
符号编辑器
6
人机交互界面:windows下工作,鼠标点击下拉菜单选命令,多窗口的多任务作业,可在不同窗口绘原理图,模拟分析,给出仿真结果波形。
输入方式:原理图和文本两种输入方式。调电路符号组成电路图,由原理图编辑器自动将图转换成电路网表文件标上节点号供模拟器分析仿真。
元器件模型建立与处理:模型提取软件PARTS建模,提取参数。同一器件不同分析要采用不同模型。
电路方程建立与求解:交流小信号分析:线性代数方程,高斯消元法求解;直流非线性分析:非线性代数方程,迭代法求解;瞬态分析:常微分方程,变步长隐式积分法求解
绘图处理:绘图软件probe,波形曲线输出存档
7
PSPICE文本描述
1)电路描述:
标题描述,
电路描述(确定电路元件,节点,元件值,元件模型,信号源),
分析功能描述,
输出结果描述,
结束描述
8
2)例:RC电路瞬态分析
A SIMPLE RC CIRCUIT
VIN 1 0 DC 12V
R1 1 2 1
C1 20 5U IC=5
TRAN 5US 20US
PLOT TRAN V(2)
PROBE
END
VIN
+
-
1
2
R1
1
0
C1
5U
t
0
10V
5V
0
10US
20US
V(2)
9
PSPICE窗口版的功能应用
,,,,
1)原理图编辑器()
放置元器件和画连线:选Draw/Get New Part 屏幕出
现对话框,在标题为Add Part中:
选Browse/ 取电阻
选Browse/ 取二极管
选Browse/ 取三极管
选Browse/ 取地线
选Draw/wire 将元件连接好。
编辑元件属性:在元件上连击两下,出现Editing Attribate的对话框,并键入相关参数,按“Save Attr”和OK按钮。
存图:选File/Save(取名Damp)
10