电路仿真与设计报告

一、考试目的

通过对实际题目在特定时间内完成的方式，检测我们学生对PSPice与protel 99E两种软件的掌握情况，配合报告情况对完成结果形成自己的理解。

二、考试软件简介

（参考课本P1）orcad/PSPice 9为美国orcad公司和开发PSPice 软件的microsim公司与1998年联合推出的版本，可对模拟电路、数字电路、数模混合电路等进行直流、交流、瞬态等基本电路性能的分析，并且可进行蒙特卡罗（Monte Carlo）统计分析，最坏情况（worst editor）分析、优化设计等复杂电路特性分析。

（参考课本P73）protel 99SE软件是绘制电路原理图、制作印制电路板图方面的一款流行软件，最主要模块有原理图设计系统（schematic）和印制电路板设计系统（PCB）。原理图设计系统主要用于电路原理图设计，包括原理图编辑器sch和元件库编辑器schlib。印制电路

板设计系

统主要用

于印制电

路板的设

计，包括印

制电路板

编辑器PCB和封装库编辑器pcblib。

三、过程

1、Orcad

首先进行原理图的绘制，本图主要用到了电阻R、电容C、一个放大器，电源为V AC交流电源，所有元件均可通过Place Part/Part Search直接搜索得到。

本题难点为对参数的设置。双击R1，将Value值改为{R}。然后

放置PARAM（直接搜索PARAM）元件至图上任意位置，双击PARAM 元件，在弹出对话框中单击“New…”按钮添加R，值为试卷上的值91k，Part Reference值为默认值，Reference值为默认值，更改Value 为PARAM。

然后新建参数文件（New Simulation）为任意名称，更改参数文

件，令Analysis type下拉菜单为“AC Sweep/Noise”，勾选“Parametrick Sweep”。单击General Settings，然后在AC Sweep Type模块勾选Logarithmi，设置Start值为1，End值为100meg，Points/Decade值为200。单击Parametrick Sweep，然后再Sweep variable模块勾选Global parameter，设置Parameter值为R，然后在Sweep type模块勾选value li，设置其值为60kΏ,70kΏ,80kΏ,90kΏ,100kΏ，注意逗号为英文字符。

关于General Settings的设置是必须进行的，否则单纯设置Parametrick Sweep后由于没有起始位置、终止位置及扫描间隔的设置，系统实际上根本不知道应该如何仿真。Parametrick Sweep的设置不过是在基本设置后另修饰的内容。

然后执行仿真命令，即可看到R1在不同值的仿真结果，输出

V(out)值如下：

由图可知，放大器只有在一定频率范围内才能正常工作，原图的

放大器在原理上是一个欠阻尼的2阶系统，阻尼系数ξ<<1，当频率ω在ωn （固有振荡频率）附近时，幅频特性出现共振峰，即发生共

振，共振频率就是使幅度A F （ω）为最大值的频率，可以通过对A F

（ω）求极值得到。这就是为什么在图中会出现一个明显的波峰。不仅原理如此，结合最大超调量的概念，其波峰的数值也可以得到。

当反馈放大器处于临界稳定状态时，放大器的开环增益在幅值

A vo （ω）上等于反馈系数F(j ω）的倒数。此处放大器并非纯电阻构

成，反馈系数F(j ω）与频率ω有关，频率越大，反馈系数越大，幅度越小。所以幅度A F （ω）对频率ω的极限值为0。具体数值计算涉

及到信号处理相应的数学变换及其对应的为积分的求解，可以得到相应频率下的斜率的理论值，而在实际中由于温度及噪声的影响，此处的失真较大，实际上具体的数值计算已经没有太大意义。

2、protel 99SE

首先进行原理图的绘制。R5为滑动变阻器，搜索POT2得到。

Frequency 1.0Hz

10Hz 100Hz 1.0KHz 10KHz

100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHz

V(out)0V

0.4V

0.8V 1.2V

1.6V

R=60k

R=70k

R=80k

R=90k

R=100k

所有GND地线均由“View/Toolbars/Power Objects”（专门的电源工具栏）中的GND选项提供，保证GND的有效性。

Vin+、Vin-、+5V、-5V、V o1及V o为网络标号。

LT1468

及LT1469

并未在元件

库中找到，

为自行创建

的元件。

其中

LT1468的设

计图样如

图：

“非”的符号表示在编辑界

面中勾选Dot得到，“非”的数

值表示为在“name”中输入

“U\L\L\”得到。并且在标注信

息中注明为“U1”，然后直接放

置在原理图中。（图为8脚的双

击弹出的设计界面）

LT1469基于同样的原理得

到，区别不外乎是元件大小及引

脚位置不同而已，可以另行新建

一个元件设计文件，也可以在当

前文件下新建元件，新建方法为

在“Group”模块中单击“Add”，

然后可以为新建的元件设置一

个名字，此名字为将来加入元件

库时的元件名。

然后进行PCB的绘制。PCB板型的设计为默认值。

经过“Tools/ERC”电气规则检查无误后执行“Design/Create Netlist”命令生成网络表文件。其中各元件的封装为电阻R：

AXIAL0.4、电容C：RAD0.2、电位器R：VR4、LT1468：DIP-8、LT1469：DIP-8。

应首先设置PCB板的外框，在“禁止布线层”KeepOutLayer层