OrCAD-pspice使用说明

下面以图直流电阻电路为例说明绘制方法：
4U2
2Ω
+I
+
3Ω 10V
12Ω U2
−
−
12Ω
+ 6I −
图5 (1) 放置电阻：由图 4 中选择执行 Place\Part，从 Labraries 中选中 ANALOG，再从显示 的元件列表中选择电阻元件 R，然后按 OK 按钮即可在 Schematic1 窗口中放置元件 R 了（见 图 6）。点击鼠标左键，一个电阻元件便放置完成，重复按鼠标左键可继续放置第 2 个，第 3 个，…，电阻元件。
(3) 放置独立电压源：可从图 6 中选库文件 SOURCE， 再从元件列表中选择 VAC 元件（见图 8）。
图7
图8 (4) 画连线：可直接点击 Capture 窗口右侧的快捷按 钮，或执行 Place\Wire。 (5) 放置接地端：也有两种方法：一种是直接点击 Capture 窗 口 右 侧 的 快 捷 按 钮 GND ， 或 执 行 Place\Ground。 (6) 指定节点号：执行 Place\Net Alias (见图 9)，出 现图 10 的对话框，输入欲指定的接点号，按 OK 按钮即 可放置。(次步骤不是必须，因为软件会为每个节点自动 赋予一个编号。) (7) 按题目的已知给每个元件赋予参数值：鼠标指 向要编辑的元件，用左键双击该元件。对电阻在 VALUE 一栏输入参数值；对直流电压源在 DC 一栏输入该电源 的电压值；受控源则在 GAIN 一栏输入控制系数。
图9
图 10
图 11 即是绘制好的电路图。图中为绘图的方便，电路图画法与图 5 略有不同，受控源 的方向与原图相反，故其控制参数（Gain）为负值。
+ -
G2 -4
R2 N1
2
R1
V2
10Vdc
3
N2
R4 H3
12
+ -
-6
R3 12
(8) 保存设计项目。
0
图 11
打开一个已有设计项目的方法： 若一个设计项目已经存在， 则执行 File\Open/Project，出现 图 12 所示的对话框。选择设计 项目所在路径，选定要打开的文 件（以 obj 为后缀）。图 12 要打 开的设计项目便是上述建立的 test1.obj。 用鼠标左键双击左侧小窗 口 中 test1.dsn ， 再 双 击 Schematic1，再双击 Page1。出 现图 13 所示窗口。 用鼠标左键双击左侧小窗
图6
结束放置可用快捷方式，即点击鼠标由键，出现图 7 所 示菜单。执行“End Mode”即结束放置。若元件需要旋转， 则选中要旋转的元件，执行图 7 中的“Rotate”命令，元件旋 转 90°，依次执行该命令可继续旋转。也可从 Capture 主菜单 中执行 Edit\Rotate。
(2) 放置 VCVS 和 CCVS：可从图 6 元件列表中分别选元 件 E 和 H。放置操作与放置电阻元件相同。
表2 字母
代号 R L C K
E F G H
元器件类型
电阻 电感 电容 互感(磁心)，传wk.baidu.com线耦 合 电压控制的电压源 电流控制的电流源 电压控制的电流源 电流控制的电压源
字母 代号
T I V S
W D Q X
元器件类型
传输线 独立电流源 独立电压源 电压控制开关
电流控制开关 二极管 双极型三极管 单元子电路调用
OrCAD/Capture CIS (电路原理图设计软件)
OrCAD/Express Plus (CPLD/FPGA 设计软件)
OrCAD/Pspice A/D (模/数电路仿真软件)
Optimizer (模拟电路优化软件)
OrCAD/Layout Plus (PCB 设计软件)
图1 其构成由四部分构成： （1）OrCAD/Capture： 这是一个功能强大的电路原理图设计软件。除可生成各类模拟 电路、数字电路和模/数混合电路的电路原理图外，还配备由元器件信息系统 CIS（Component Information System），可以对元器件实施高效管理。该软件还具有 ICA(Internet Component Assistant)功能，可在设计电路图的过程中从 Internet 的元器件数据库中查阅、调用上百万种 元器件。 (2) OrCAD/Pspice：这是一个电路仿真软件，除可对模拟电路、数字电路和模/数混合电 路进行模拟外，还具有优化设计的功能（Optimizer）。 (3) OrCAD/Express：这是一个逻辑模拟软件。可对 Capture 生成的数字电路进行门级模 拟，一直到 VDHL 综合与仿真。 (4) OrCAD/Loutout：这是一个印刷电路板(PCB)设计软件。可直接将由 OrCAD/Capture 生成的电路原理图通过手工或自动布局布线方式转为 PCB 设计。 其中的 Pspice 软件可以完成电路仿真分析。该软件的前身是 SPICE，其全称为 Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis，即重点用于集成电路的仿真程序。最早 SPICE 软件是美国加州大学伯克利分校为适应集成电路 CAD 的需要于 1972 年推出的。1975 年推出的 SPICE 2G 版达到实用化程度，得到广泛推广。但该程序在当时的运行环境至少为 小型计算机。1983 年，OrCAD 公司推出了可在 PC 机上运行 Pspice1(P 代表是在 PC 机上运 行的版本)。其他公司（如 Microsim 公司）也相继推出了微机版的 Pspice 软件。现在，OrCAD 公司与 Microsim 公司实现了强强联合，并于 1998 年推出了 OrCAD/PSpice 9.0。
二、电路原理图的绘制
本部分只针对 Pspice 的需要，介绍生成电路仿真所需要的电路图。 建立一个新设计项目的方法： 步骤 1：运行 Capture 软件 运行 Capture 软件，可见图 1 界面。
图1 在 OrCAD 软件包中，将一个设计任务当作一个项目(Project)，由项目管理器(Project Manager)对该项目涉及的电路图、模拟要求、涉及的图形符号库和模拟参数库及有关输出结 果实施组织管理每个设计项目对应一个项目管理窗口。 步骤 2：在启动窗口图 1 选择执行 File\New\Project 子命令，屏幕将弹出图 2 所示的 New Project 对话框。在 Name 处输入新设计项目的名称；选定设计项目类型“Anolog or Mixed-Digital Circuit”；在 Browse 处指定存放项目的路径，然后点击 Ok，可看到图 3 所示 的元器件符号库的对话框。 步骤 3：选择绘制电路图所需的符号库。Capture 提供了 3 万多种元器件图形符号，存 放在近 80 个不同的图形符号库文件中(以 olb 为扩展名)。在图 3 中对话框的左侧列出了软件 中提供的元器件元器件符号库文件清单，右侧是为设计新项目配置的库文件。在绘制电路图 的过程中，只能选用已配置的库文件中的元器件。在左侧选中要配置的库文件，按 Add 按 钮，即将该库文件添至右侧列表中。反之，若从右侧列表中剔除一个库文件，则在右侧选中 该文件，然后按 Remove 按钮即可。配置完成后，按 Ok 按钮。即出现电路图绘制窗口 Schematic。
这时必须将一端连接)； (c) 不允许有电压源与电感构成的回路，或由电流源与电容构成的割集。若有这样
得回路可适当串入一小电阻，如 1mΩ。 (d) 不允许有悬空(Floating)节点，实际问题种若存在，可在此节点与地之间接大电
阻，如 1GΩ。 (2) 数字 数字可以用整数，如 12，-5；浮点数，如 2.3845，5.98601；整数或浮点数后面跟整数 指数，如 6E-14，3.743E+3；也可在整数或浮点数后面跟比例因子，如 10.18k。 (3) 比例因子 为了使用方便，PSpice 中规定了 10 种比例因子。它们用特殊符号表示不同的数量级。 这 10 种比例因子为： T=1E+12，G=1E+9，MEG=1E+6，K=1E+3，MIL=25.4E-6，M=1E-3，U=1E-6，N=1E-9， P=1E-12，F=1E-15 或 t=1E+12，g=1E+9，meg=1E+6，k=1E+3，mil=25.4E-6，m=1E-3，u=1E-6，n=1E-9，p=1E-12， f=1E-15
OrCAD/PSpice 使用说明
一、OrCAD/PSpice 软件简介 二、电路原理图的绘制 三、用 PSpice 进行电路仿真的一般步骤 四、图形显示和分析模块 Probe 简介 五、电路分析举例 六、练习题
清华大学电机系《电路原理》教学组 2002 年 5 月
一、OrCAD/PSpice 软件简介
注意：由于不区分大小写，M，m 软件均视为 1E-3。所以，兆(1E+6)写成 MEG。
(4) 单位 以工程单位米、千克和秒（MKS）为基本单位。由此得到的其它电学单位可省略。如 10，10V 表示同一电压数。1000Hz，1000，1E+3，1k，1kHz 都表示同一个频率值。同样， W、A 等标准单位在描述时均可省略。
图 12
口中 test1.dsn，再双击 Schematic1，再双击 Page1。出现图 13 所示窗口。现在就可以对电路 图进行编辑了。
图 13 OrCAD/PSpice 中的有关规定: (1) 用于仿真的电路原理图：
(a) 必须有接地端； (b) 图必须是连通的(如有磁耦合、无电联系的互感线圈，可能将电路分成两个部分，
三、用 PSpice 进行电路仿真的一般步骤
（1）绘制电路原理图。此部分工作已经在上一部分完成。
（2）设置分析功能。
PSpice A/D 可分析的电路特性有 6 类 15 种，如表 3 所示。
表3
类型
电路特性
直流特性
(1) 直流工作点(Bias Point) (2) 直流灵敏度(DC Sensitivity) (3) 直流传输特性(TF: Transfer Function) (4) 直流特性扫描(DC Sweep)
(5) 分隔符 有关编辑窗中输入多个参数值或表达式时，数值之间或表达式之间用逗号或空格分开， 多个空格等效于一个空格。
(6) 表达式编写规则 可 以 用 表 达 式 定 义 元 器 件 参 数 值 。 如 ， 电 阻 值 为 {1k*(1+P*Pcoeff/Pnom)} ， 给 定 Pcoeff=-0.6，Pnom=1.0，P 从 0 变到 5 时，可以分析电阻值按表达式的函数关系变化时电路 的响应（Global Parameter 分析）。注意：参数值以变量或表达式出现时要用花括号“{}”括 起来。
(1) 基本无源元件，如电阻、电容、电感、互感、传输线等。
(2) 独立电压源和独立电流源。
(3) 各种受控电压源、受控电流源和受控开关等。
(4) 常用的单元电路，如运算放大器等。
(5) 常用的半导体器件，如二极管、双极型三极管等。
(6) 基本数字单元电路。
电路原理中常用的是（1）~（4）。
电路原理中常用的 PSpice A/D 支持的元器件类型及其字母代号如表 2。
图2 图2 图3
图4
步骤 4：绘制电路原理图
电路原理分析常用的符号库文件如表 1。
表1
库文件名
内
容
Analog.olb
RLC、受控源等基本电路元件
Source.olb
电路中常用的独立源
Special.olb
控制仿真输出等符号
Opamp.olb
运算放大器符号库
OrCAD/PSpice 支持的元器件类型可分为 6 种基本类型：
计算机辅助设计(Computer-Aided Design-CAD) 电子设计自动化(Electronic Design Automation-EDA) CAD 技术是一种通用技术，在各行各业均得到了广泛的应用。尤其是在电子行业中， 其应用不仅面广，而且发展迅速。在设计自动化（DA：Design Automation）方面更是取得 了突破性的进展。目前，在电子设计领域，设计技术正从 CAD 向 DA 过渡，一般统称为电 子设计自动化（EDA）。 OrCAD 公司是开发 EDA 技术的突出代表。OrCAD 开发的软件是一个完整的 EDA 系统， 其主要构成如图 1 所示。