OrCAD軟件使用練習

1、21、OrCAD軟件簡介軟件簡介 2、PSpice A/D電路設計仿真流程電路設計仿真流程3、PSpice A/D 基本內容基本內容4、PSpice A/D 使用練習使用練習 3提高設計效率，縮短設計周期提高設計效率，縮短設計周期降低設計成本，提高產品質量降低設計成本，提高產品質量共享設計資源共享設計資源系統(tǒng)結構模擬仿真系統(tǒng)結構模擬仿真電路特性分析電路特性分析繪制電路圖和制作繪制電路圖和制作PCB印刷電路板印刷電路板驗證電路設計方案的正確性驗證電路設計方案的正確性進行電路特性的優(yōu)化設計進行電路特性的優(yōu)化設計實現電路性能的模擬測試實現電路性能的模擬測試4 在眾多的在眾多的EDA工具中，工具中，C

2、adence公司的公司的OrCAD電路電路設計套件中的設計套件中的PSpice是當前使用最廣泛的電路級仿真是當前使用最廣泛的電路級仿真工具軟件。工具軟件。 集成的集成的OrCAD套件主要包括以下組成部分：套件主要包括以下組成部分：電路圖繪制軟件（電路圖繪制軟件（OrCAD Capture）電路仿真軟件（電路仿真軟件（OrCAD PSpice A/D）印刷電路板設計及布線軟件（印刷電路板設計及布線軟件（OrCAD PCB Editor及及OrCAD PCB Router） 實驗推薦大家使用實驗推薦大家使用Cadence OrCAD v16.5套件套件。5 OrCAD將將Capture和和PSpi

3、ce兩個程序集成在一起，兩個程序集成在一起，在在Capture窗口環(huán)境下即可啟動窗口環(huán)境下即可啟動PSpice程序對程序對Capture所繪電路進行仿真分析。所繪電路進行仿真分析。6從適當的元件庫中找到所需的元件（包括電源、接地等），然后從適當的元件庫中找到所需的元件（包括電源、接地等），然后拖放到電路圖繪制頁面中，通過連線，繪制出完整的電路圖。拖放到電路圖繪制頁面中，通過連線，繪制出完整的電路圖。在下圖所示的在下圖所示的RLC振蕩電路中，振蕩電路中，R1、L1、C1元件都取自于元件都取自于ANALOG.OLB庫即無源模擬元件庫；電壓源庫即無源模擬元件庫；電壓源V1是取自于是取自于SOURCE

4、.OLB庫庫, 即激勵源信號及接地庫中的分段線性源即激勵源信號及接地庫中的分段線性源VPWL；接地；接地0也位于也位于SOURCE庫中，但其調用方法與電源的有庫中，但其調用方法與電源的有所不同，需通過專門的所不同，需通過專門的Place Ground對話框來調用。對話框來調用。7 X:CadenceSPB_16.5toolscapturelibrarypspice目錄下的所有目錄下的所有.olb元件庫文件，其中元件庫文件，其中X為為OrCAD安裝盤符。安裝盤符。 Capture中提供了上萬個元器件模型，分別存放在近中提供了上萬個元器件模型，分別存放在近80個庫文個庫文件中。常用的有：件中。常用

5、的有： ANALOG庫：無源元件庫，如電阻、電容、電感等。庫：無源元件庫，如電阻、電容、電感等。 BIPOLAR庫：庫：BJT晶體管庫（主要包括三極管等）。晶體管庫（主要包括三極管等）。 DIODE庫：二極管庫。庫：二極管庫。 JFET庫：結型場效應管庫。庫：結型場效應管庫。 OPAMP庫：通用運算放大器庫。庫：通用運算放大器庫。 OPTO庫：光電器件庫。庫：光電器件庫。 XTAL庫：晶體振蕩器庫。庫：晶體振蕩器庫。 SOURCE庫：激勵源信號庫：激勵源信號（包括電壓源、電流源）及接地庫。（包括電壓源、電流源）及接地庫。 SPECIAL庫：一些特殊的符號庫（如包括參數掃描分析需用的庫：一些特殊

6、的符號庫（如包括參數掃描分析需用的PARAM元件）。元件）。8供搜索的元件供搜索的元件庫列表是空的庫列表是空的Ctrl+A全選全選在在Capture的電路圖編輯窗口中，單擊繪圖工具欄的調用的電路圖編輯窗口中，單擊繪圖工具欄的調用元器件圖標按鈕元器件圖標按鈕 ，或在主菜單中選擇，或在主菜單中選擇“Place/Part”，或直接按或直接按P鍵，即可彈出鍵，即可彈出“Place Part”對話框。對話框。X:CadenceSPB_16.5toolscapturelibrarypspice其中其中X為為OrCAD安裝盤符安裝盤符9Ctrl+A全選全選供搜索的元件供搜索的元件庫列表已滿了庫列表已滿了10

7、 (1) 待仿真的元器件模型必須是待仿真的元器件模型必須是PSpice的仿的仿真模型真模型 X:CadenceSPB_16.5toolscapturelibrarypspice下的下的Analog.olb與與X:CadenceSPB_16.5toolscapturelibraryiec下的下的Analog.olb庫名雖完全相同，但其庫名雖完全相同，但其內容完全不同。內容完全不同。 只有在上述只有在上述pspice目錄下的目錄下的.olb庫才能用庫才能用PSpice仿仿真真 X:CadenceSPB_16.5toolscapture library下其它子目錄（如下其它子目錄（如iec、ieee

8、libs等）下等）下的的.olb庫只能供畫電路圖使用，畫好的電路圖無法用庫只能供畫電路圖使用，畫好的電路圖無法用PSpice仿真！仿真！ 因此在因此在Capture中畫需要仿真的電路圖時不要添加非中畫需要仿真的電路圖時不要添加非上述上述pspice子目錄下的子目錄下的.olb庫！庫！11基本分析類型基本分析類型 （Primary Sweep） 直流分析（直流分析（DC Sweep) 交流與噪聲分析（交流與噪聲分析（AC Sweep/Noise） 瞬態(tài)分析，即時域分析瞬態(tài)分析，即時域分析 （Time DomainTransient） 直流工作點分析（直流偏置分析直流工作點分析（直流偏置分析Bia

9、s Analysis)高級分析類型高級分析類型 （Second Sweep） 參數分析參數分析(Parametric Sweep) 溫度分析溫度分析(Temperature Sweep) 最壞情況分析最壞情況分析(Worst case) 蒙特卡洛分析蒙特卡洛分析(Monte Carlo)12 在在瞬態(tài)分析中，常用的激勵源瞬態(tài)分析中，常用的激勵源有有1、脈沖波、脈沖波 VPULSE，IPULSE2、正弦波、正弦波 VSIN，ISIN3、指數波、指數波VEXP，IEXP4、分段線形波、分段線形波 VPWL，IPWL (piece-wise liner)5、周期的折線波、周期的折線波VPWL_ENH

10、,IPWL_ENH6、單頻調頻波、單頻調頻波VSFFM，ISFFM13A. 啟動啟動 OrCAD CaptureB. 新建一個工程（新建一個工程（FileNew Project )，o設置工程的類型為設置工程的類型為: Analog or Mixed-signal Circuit o為這個工程為這個工程 起一個名字起一個名字o選擇設計項選擇設計項 目的存儲位置目的存儲位置 14 激活管理視窗，菜單下的工具欄將會增加一排與激活管理視窗，菜單下的工具欄將會增加一排與PSpice有關的快捷鍵。有關的快捷鍵。數模混合仿真類型的capture視窗其他類型的capture視窗15C.繪制電路圖繪制電路圖

11、繪制方法和繪制其它電路圖是一樣的，但必繪制方法和繪制其它電路圖是一樣的，但必 須采用須采用PSpice庫中的元器件才可以進行仿真庫中的元器件才可以進行仿真D.建立仿真文件建立仿真文件 激活工程管理視窗，此時菜單下工具欄中的激活工程管理視窗，此時菜單下工具欄中的 的的 鍵將會顯現。點擊此鍵建立新的仿真鍵將會顯現。點擊此鍵建立新的仿真 文件，編輯已有的仿真文件可以點擊文件，編輯已有的仿真文件可以點擊 鍵鍵E.運行仿真文件運行仿真文件 ，點擊，點擊 鍵，鍵，16 針對電路中直流電流或直流電壓的變動而做出的針對電路中直流電流或直流電壓的變動而做出的分析分析 D1是一個穩(wěn)壓二極管，可以 采用直流分析的方

12、法，使電 壓V1在一定范圍內改變，同 時觀察D1上電壓的變化，從 而觀察D1的穩(wěn)壓特性。 source 庫的VDCAnalog 庫的Rdiode庫的IN522517采用如下步驟，可實現上述想法：1)繪制電路圖（注意元件的來源）2)建立新的仿真文件 或者編輯舊的仿真文件3)選擇分析類型:DC SWEEP4)設置中選擇Primary Sweep5)設置掃描變量為電壓源,本 例中電壓源的名字為V16)設置掃描類型為線性 開始為 0V 結束為 5V 增量為 0.1V7)確定，點擊 運行仿真 程序，系統(tǒng)將自動調用 PSpice A/D以上設置把電壓源以上設置把電壓源 V1設置為直流電壓掃描變量，設置為直

13、流電壓掃描變量，掃描值從掃描值從0V到到5V，每次遞增，每次遞增0.1V18 運行仿真程序后放置電壓探針在運行仿真程序后放置電壓探針在D1的的K腳（或者腳（或者在在PSpice的環(huán)境中選擇菜單的環(huán)境中選擇菜單TraceAdd Trace 選擇選擇V(D1:K) ) 仿真的結果如下：仿真的結果如下：19 針對電路中交流電流或交流電壓的變動（幅度、針對電路中交流電流或交流電壓的變動（幅度、頻率、相位）而做出的分析頻率、相位）而做出的分析 例子例子:R2和和C1構成了低通濾構成了低通濾波器，改變交流信號源波器，改變交流信號源的頻率可以觀察的頻率可以觀察RC回路回路的濾波特性。的濾波特性。 sourc

14、e 庫的VAC其它元件來自analog 庫20具體操作步驟如下：具體操作步驟如下：1.繪制電路圖（注意元件的來源）2.建立新的仿真文件 或者編輯舊的仿真文件3.設置分析類型 為AC SWEEP/NOISE4.設置中選擇General Settings5.掃描類型設置為以十為底 的對數 起始頻率設為 1Hz 結束頻率設為 1MEGHz 每單位取樣點數設為 106.先不選用噪聲分析21 運行仿真程序，放置電壓探針在運行仿真程序，放置電壓探針在out端（或者端（或者在在Probe 演示窗口中加入演示窗口中加入V(out)波形波形 ) 仿真結果如下：仿真結果如下：22 溫度分析溫度分析是對電路在不同溫

15、度條件下的工作狀態(tài)進行分析是對電路在不同溫度條件下的工作狀態(tài)進行分析 在進行其他類型的分析時都可以加入溫度分析在進行其他類型的分析時都可以加入溫度分析 例子：例子： 以前面的直流分析為例，以前面的直流分析為例， 在進行直流分析的同時，在進行直流分析的同時， 加入溫度分析加入溫度分析步驟：步驟：1.畫電路圖畫電路圖2.編輯仿真文件編輯仿真文件 2.1首先設置直流分析，首先設置直流分析， 設置方法同前設置方法同前 V1掃描起始電壓為掃描起始電壓為0V 終止電壓為終止電壓為5V 遞增量為遞增量為0.1V 23 2.2設置溫度分析設置溫度分析 A.在在Option中選擇中選擇 Temperature

16、(Sweep) B.可以選擇電路在可以選擇電路在特定特定 溫度溫度下運行，也可以下運行，也可以 選擇電路在選擇電路在多種溫度多種溫度 下運行。下運行。 選擇后者，選擇后者， 運行溫度分別設置為運行溫度分別設置為 20，100，200 攝氏度攝氏度3.運行仿真程序。運行仿真程序。24放置電壓探針在D1上，仿真的結果如右圖溫度=20攝氏度溫度=100攝氏度溫度=200攝氏度25262728 剛打開剛打開Capture CIS時彈出時彈出Capture功能選功能選擇擇： 一開始選擇一開始選擇OrCAD Capture就選中就選中Use as default，或選擇，或選擇OrCAD_Capture_

17、CIS_option with Capture再選中再選中Use as default。29 剛新建剛新建Simulation Profile或開始運行仿真或或開始運行仿真或打開已建立打開已建立Simulation Profile的一工程時彈的一工程時彈出出PSpice A/D功能選擇：功能選擇： 一開始選擇一開始選擇PSpice A/D就選中就選中Use as default。30 在在PSpice和和Capture中，中，m和和M均表示均表示10-3，必須用必須用MEG表示表示106。大小寫無關！。大小寫無關！ 在在Probe中用小寫字母中用小寫字母m表示表示10-3，用大寫，用大寫字母字

18、母M或或MEG表示表示106。 總之，用總之，用MEG表示表示106，而用而用m表示表示10-3，就都不會搞錯了！就都不會搞錯了！ 另外，在用科學記數法時，字母另外，在用科學記數法時，字母E表示以表示以10為為底（大小寫無關），例如底（大小寫無關），例如4.59e3=4.59k=4590。311. ERROR - Node node_name is floating 原因：a.沒有放置地（地（ground）(source庫庫) 正確,來自source庫的0錯誤, 來自capsym庫的GND_PowerError: Node GND_Power is floating32b.由于和地地 沒有構成回路而造成 例子：2.WARNING: Part part_name has no simulation model 原因： 待仿真的元器件模型待仿真的元器件模型不不在以下目錄在以下目錄 X:CadenceSPB_16.5toolscapturelibrarypspiceERROR：Node 1 is floating可以添加一個大的電阻解決可以添加一個大的電阻解決33橋式整流電路（瞬態(tài)分析）橋式整流電路（瞬態(tài)分析） 查看輸出波形情況查看輸出波形情況。提示：提示：請參考上圖并簡化電路，給出正確的接地的位置，不用變請參考上圖并簡化電路，給出正確的接地的位置，不用變壓器，直接用正