使用Pspice进行电路仿真

Pspice现在是集成到Cadence中的一个电路仿真工具,能通过Pspice模型的原理图仿真电路的输出结果。其大致步骤是:

1. 创建仿真工程

执行菜单命令File->New->Project,选择Analog or Mixed A/D,然后选择一个模板(这个看自己需要,也可以是空工程)

2. 添加仿真元件库

仿真所用的元件必须要有Pspice模型,Cadence安装目录下\tools\capture\library\pspice中所有的元件库都含有Pspice仿真模型。

\tools\capture\library\pspice下的库很多,比如:

  • Analog:包含无源元件(R、L、C),互感器,传输线,以及电压和电流非独立的源(电压控制的调用源E、电流控制的电流源F、电压控制的电流源G 和电流控制的电压源H)
  • Source:给出不同类型的独立电压和电流源,例如:Vdc(直流电压),Idc(直流电流),Vac(交流电压),Iac(交流电流),Vsin(正弦电压),Vexp(指数电压),脉冲,分段线性,等
  • Eval:提供二极管(D…),双极型晶体管(Q…),MOS 晶体管,结型场效应晶体管(J…),真实运算放大器;如u741,开关(SW_tClose, SW_tOpen),各种数字门和元件
  • Abm:包含一个可以应用于信号的数学运算符选择,例如:乘法(MULT),求和(SUM),平方根(SWRT),拉普拉斯(LAPLACE),反正切(ARCTAN),等
  • Special:包含多种其他元件,像参数、节点组,等

若不知道使用的元件,可以在Place part框中搜索,如下图:

3. 绘制原理图

就以上面找到的LM393电压比较器为例:

其中的元件来自不同的Pspice库(\tools\capture\library\pspice目录下):

  • 电阻:Analog
  • 电压比较器LM393:opamp
  • 直流电源V1(Vdc):Source
  • 正弦电源V2(VSIN):Source

4. 设置仿真参数并执行仿真

这步是最重要的,也是做仿真分析的目的——你要仿真什么?

通过菜单命令PSpice->New Simulation Profile设置仿真参数,如下图,可进行共4种类型的仿真:

  • 时域仿真:
  • 直流扫描:
  • 交流扫描:一般用于频域及相位分析
  • 偏置点分析:

这里就以一个上面电路的时域仿真为例,如上图,设置仿真时间10ms,仿真最大步长0.1ms。

设置好了仿真类型参数,接着添加探针,观测我们感兴趣的值(电压、电流),在工具栏中点击RUN开始仿真,

仿真结果默认会在电路网络上显示偏置电压值(可通过工具栏按钮选择显示与不显示),同时会弹出上面设置的时域仿真分析结果波形:

5. 分析仿真结果

还是那句话,仿真是为了帮助分析,因此做仿真后的分析是必不可少,相对于前面的软件傻瓜操作,分析更为重要。

我们来分析仿真与电路预期的效果是否一致?

原电路时一个LM393的电压比较电路,反相输入端电压通过等值的1K电阻分压(运放输入阻抗近似无穷大),因此理论上为2.5V。所以当正相输入端电压< 2.5V时,输出为低电平(0V),否则为高电平(LM393的输出电平电压通过上拉电阻的电位确定,这里使用10K电阻上拉到5V)。

我们来看看仿真结果:输入为正弦波(峰峰值5V,直流分量2.5V),当正弦波(绿线)>2.5V时,输出(红线)为高电平;当正弦波(绿线)< 2.5V时,输出(红线)为50mV->0V为低电平,这50mV是由于运放本身造成的,对输出电平判别而言值可以忽略。

永不止步步 发表于02-17 09:50 浏览65535次
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永不止步步
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