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电路通用分析程序PSPICE简介

2013年09月20日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1614字 ⁄ 字号 评论关闭

PSPICE是由SPICESimulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。

一、PSPICE功能简介

1、直流分析:包括电路的静态工作点分析;直流小信号传递函数值分析;直流扫描分析;直流小信号灵敏度分析。

2、交流小信号分析:包括频率响应分析和噪声分析。PSPICE进行交流分析前,先计算电路的静态工作点,决定电路中所有非线性器件的交流小信号模型参数,然后在用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。

3、瞬态分析:即时域分析,包括电路对不同信号的瞬态响应,时域波形经过快速傅立叶变换(FFT)后,可以得到频谱图。通过瞬态分析,也可以得到数字电路的时序波形。

4、蒙特卡洛(Monte Carlo)分析和最坏情况(Worst Case)分析:蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自的容差(容许误差)范围内,以某种分布规律随机变化时电流特性的变化情况,这些特性包括直流、交流或瞬态特性。

 

二、pspice中的电路描述

在运行于Windows环境下的PSPICE中,均采用图形方式描述被仿真的电路。即在PSPICE提供的绘图编辑器中画出电路图,并将其存为扩展名为sch的图形文件(计算机自动生成扩展名)。电路中用到的元器件、电源和信号源可以从PSPICE提供的库中直接调用。一个完整的电路,不仅包括电路的结构,而且还包括各元器件、信号源及电源的有关参数。电路的结构可以通过元器件符号以及它们之间的连线来描述;而参数则是在元件属性(Attributes)中描述的。描述一个元器件通常包括元器件符号名称、元器件在电路中的标号、元器件参数值等几部分内容。由于元器件的参数较多,他们不直接在属性中给出,而使用专门的模型(Model)来描述,属性中只给出它的模型名称。仿真时,PSPICE从模型库中调出该元器件的参数值进行仿真。下面对电路元件的描述作进一步地介绍。

 

(一)电阻、电容和电感

在符号库(.slb)中分别用关键字RCL来标示电阻、电容和电感元件(PSPICE中的元器件关键字见表一)。在电路中以关键字开头,后根长度不超过8个字符的字母或数字作为它们的标号,例如R2CeL5。它们的参数在元件属性的VALUE项中定义,例如,VALUE10K。另外,在IC项中还可以设置电容的初始电压和电感的初始电流。RCL是不带模型的元件,因此在作统计分析时必须将它们换成具有模型的元件,如RbreakCbreakLbreak分别是带模型的电阻、电容和电感元件。

 

(二)有源器件

有源器件在符号库中的名称(NAME)通常以关键字开头,后根长度不超过8个字符的字母或数字命名,如Q2N2222表示已知NPNBJT74系列的数字集成电路芯片以他们的模型号作为源器件名称。

有源器件的参数均在它们的模型中描述。在PSPICE中是按器件类型(DEVICE-TYPE)来建立模型的,这些类型如表(一)所示,同一类型的器件有相同的模型结构,只是具体参数值有所不同。例如,Q2N2222Q2N3904均属NPNBJT

表(一)各种元器件关键字

序号

类型名称

描述关键词

元器件类型

1

RES

R

电阻器

2

CAP

C

电容器

3

IND

L

电感器

4

D

D

二极管

5

NPN

Q

NPN BJT三极管

6

PNP

Q

PNP BJT三极管

7

LPNP

Q

横向PNP BJT三极管

8

NJF

J

N沟道JFET

9

PJF

J

P沟道JFET

10

NMOS

M

N沟道MOSFET

11

PMOS

M

P沟道MOSFET

12

GASFET

B

GaAsFET

13

CORE

K

非线性磁芯(变压器)

14

VSWITCH

S

电压控制开关

15

ISWITCH

W

电流控制开关

16

DINPUT

N

数字输入器件

17

DOUTPUT

O

数字输出器件

18

UIO

U

数字输入输出模型

19

UGATE

U

标准门

20

UTGATE

U

三态门

21

UEFF

U

边沿触发器

22

UGFF

U

门触发器

23

UWDTH

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