教程PSpice的4种基本仿真分析详解.docx

教程PSpice的4种基本仿真分析详解.docx

《教程PSpice的4种基本仿真分析详解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教程PSpice的4种基本仿真分析详解.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

教程PSpice的4种基本仿真分析详解

【教程】PSpice的4种基本仿真分析详解

PSpiceA/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。

1.直流扫描分析〔DCSweep〕

直流扫描分析的适用范围：

当电路中某一参数〔可定义为自变量〕在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值〔可定义为输出变量〕，并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。

例对图1所示电路作直流扫描分析

图1

〔1〕绘图

应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图2所示。

图2

〔2〕确定分析类型及设置分析参数

a）SimulationSetting〔分析类型及参数设置对话框〕的进入

•执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮

，屏幕上弹出NewSimulation〔新的仿真项目设置对话框〕。

如图3所示。

图3

•在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入SimulationSettings〔分析类型及参数设置对话框〕，如图4所示。

图4

b〕仿真分析类型分析参数的设置

图2所示直流分压电路的仿真类型及参数设置如下〔见图4〕：

•Analysistype下拉菜单项选择中“DCSweep”；

•Options下拉菜单项选择中“PrimarySweep”；

•Sweepvariable项选中“Voltagesource”，并在Name栏键入“V1”；

•Sweeptype项选中“Linear”，并在Start栏键入“0”、End栏键入“10”及Increment栏键入“1”。

以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。

另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/EditSimulationProfile，或点击工具按钮

，在弹出的对话框中作相应修改。

〔3〕电路的模拟仿真

a〕PSpiceA/D视窗的启动

执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮

，即可启动PSpiceA/D视窗执行电路的仿真模拟，并且系统可自动调用Probe模块，对模拟结果进行后处理，屏幕显示如图5所示。

b〕波形的显示

•执行Probe窗口中的菜单命令Trace/AddTrace，或点击工具按钮

，屏幕上弹出AddTrace对话框，如图6所示。

•在AddTrace对话框的左半部列表中移动光标，点选需要显示波形的变量名，则被选中的变量名依次出现在该对话框底部的TraceExpression栏。

本例选中V〔A〕和V〔B〕两个变量〔见图1-26〕。

选择完毕，按OK按钮，Probe窗口显示图1-22所示的直流分压电路中A、B两点的电压变化波形，如图7所示。

2.交流扫描分析〔ACSweep〕

交流扫描分析即频域分析，用于计算电路的交流小信号频率响应特性。

作AC分析时，信号源应使用交流电源VAC或IAC〔交流源可通过设置其DC参数作直流分析。

具体参见瞬态分析部分〕，扫描变量是频率。

以如下列图的串联谐振回路为例：

画好电路图后，点击菜单中的Analysis->Setup...

在弹出的对话框中，选中ACSweep

然后点击“ACSweep”按钮可进行进一步配置，最重要的是扫描的点数、起始频率和截至频率，如下列图：

按OK及Close可关闭上述对话框并完成配置，如果电路图无错按F11就可以进行仿真了。

3.瞬态分析〔TransientAnalysis〕

瞬态分析即时域分析，可在给定激励信号的情况下，分析电路输出的时间响应，也可在没有激励信号，而有储能元件的情况下，求振荡波形。

作瞬态分析可使用5种信号源〔皆可通过在属性设置框中设置DC、AC值而作直流、交流分析。

具体方法稍后介绍〕，分别是脉冲信号、分段线性信号、正弦信号、调频信号和指数信号，扫描变量是时间。

另外，需要指出的是，数字电路只可作瞬态分析，而不可作直流分析或交流分析。

-瞬态信号源〔均从SOUCE库中调用〕的参数设置

a）脉冲信号〔VPULSE、IPULSE〕

双击VPULSE符号，屏幕弹出VPULSE属性设置框，如图9所示。

按图9设置参数的VPULSE波形如图10所示。

b）分段线性信号〔VPWL、IPWL〕

双击VPWL符号，屏幕弹出VPWL属性设置框，如图11所示。

通过给出转折点的坐标值实现对VPWL的波形描述，相邻两对坐标值之间用线段连接。

按图11设置参数的VPWL波形如图12所示

c）正弦信号〔VSIN、ISIN〕

双击VSIN符号，屏幕弹出VSIN属性设置框，如图13所示。

其中DF为阻尼系数

按图13设置参数的VSIN波形如图14所示。

-瞬态分析的应用

现在通过举例，来说明瞬态分析的应用方法。

例：

〔1〕绘图

应用OrCAD/Capture软件绘制的电路图如图21所示。

两点说明：

a）分段线性源V1的属性设置如图22所示。

b）在V1的正极端加一探针符号，可在开启PSpiceA/D视窗后自动呼叫该点电压仿真波形。

〔2〕确定分析类型及设置分析参数

a）SimulationSetting〔分析类型及参数设置对话框〕的进入

•执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮，屏幕上弹出NewSimulation〔新的仿真项目设置对话框〕。

•在Name文本框中键入该仿真项目的名字，点击Create按钮，即可进入SimulationSettings〔分析类型及参数设置对话框〕，如图23所示。

b〕SimulationSettings中的各项设置〔参见图1-23〕：

•Analysistype中选择“TimeDomain〔Transient〕”；

•Option中选择“GeneralSettings”；

•在Runto栏中键入“6ms”，Startsavingdata中键入“0”。

设置完毕，点击确定按钮。

〔3〕电路的模拟仿真

a〕执行Capture窗口中的菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，即可在启动的PSpiceA/D视窗中自动显示探针符号放置处的电压波形〔图1-24中显示的V〔R1：

1〕波形即电源V1波形〕。

b〕执行Probe窗口中的菜单命令Plot/AddPlottoWindow，可自动添加一个新的窗口。

c〕执行Probe窗口中的菜单命令Trace/AddTrace，或点击工具按钮，在AddTrace对话框中点击V〔L1：

1〕，按OK按钮，在新增窗口显示随时间变化的R1、L1接点处电压波形〔参见图24〕。

一般情况下，直流扫描分析使用直流电源，交流扫描分析使用交流电源，而瞬态分析使用的是瞬态信号源。

但需要指出的是，交流源的属性设置框中包含DC参数项，经过设置，交流源也可应用于直流扫描分析电路中。

方法是：

•双击交流源〔例VAC〕。

•将参数“DC”设置某一数值〔例设为10〕。

按此步骤设置之后，对该电路进行直流扫描分析时，交流源的直流分量即相当于电压值为10V的直流源。

同样的，瞬态信号源包含DC、AC参数项，亦可用于直流或交流分析。

设置方法与上类似。

4.直流工作点分析〔BiasPointDetail〕

直流工作点分析即将电路中的电容视为开路、电感视为短路，并对电路中各个信号源取其直流电平值，然后计算电路的各直流偏置量〔例如节点电压、支路电流及元器件功耗等〕。

仿真结束后，PSice将结果自动存入扩展名为.out的输出文件中。

需要指出的是，即使用户未选择进行直流工作点分析，运行PSice程序时，首先也要进行直流工作点分析。

例：

1．绘图

〔1〕按windows开始按钮，点击程序＼OrCADFamilyRelease9.2LiteEdition\CaptureLiteEdition，进入Capture电路图编辑界面。

〔2〕在SOURCE库中调用直流电压源VDC，在ANALOG库中调用电阻R及受控源G1。

〔3〕放置接地符号。

〔4〕连接线路。

〔5〕设置图中元器件参数值。

其中受控源G1的设置方法如下：

•双击G1，屏幕弹出受控源的属性编辑框，如图27所示。

•在“GAIN”栏键入0.1666。

2．确定分析类型及设置分析参数

〔1〕执行菜单命令PSpice/NewSimulationProfile，或点击工具按钮，在NewSimulation对话框中键入项目名称，按Create按钮，进入SimulationSettings对话框，如图28所示。

〔2〕SimulationSettings中的各项设置：

•Analysistype选择“BiasPoint”；

•Option选择“GeneralSettings”；

•OutputFileOptions选择“Includedetailedbiaspointinformationfornonlinearcontrolledsourcesandsemiconductors”。

设置完毕，点击确定按钮。

3．进行电路仿真

〔1〕执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，调用PSpiceA/D软件对该电路图进行仿真模拟。

〔2〕依次点击工具按钮、、，则电路图上相应位置依次显示节点电压、支路电流及各元器件上的功率损耗。

如图29所示。