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  • 语言:简体中文
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  • 类别:行业软件
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  • 更新:2021-11-07
  • 支持系统:WinXP, Win7, Win8, Win10, WinAll
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  pspice是一款用来进行微机系列的通用电路分析的软件,该程序支持电路图绘制、电路模拟仿真、图形后处理和元器件符号制作等功能,可以帮助用户完成一系列该类工作任务;该应用程序PSPICE名是由Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis缩写而得,因为它的原名称太长,所以在下文中都将以缩写名称呼,该应用程序早期是用于微机系列的通用电路分析程序,随着逐渐的更新与加强,后来通过利用FORTRAN语言开发而成,更新后的应用程序主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。强大又实用,需要的用户可以下载体验

pspice

应用介绍

  用于模拟电路仿真的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式版SPICE 2G在1975年正式推出,但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年,加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写, 并由MICROSIM公司推出。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时,各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件,在SPICE的基础上做了大量实用化工作,从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。

软件功能

  SPICE程序的主要功能有非线性直流分析、非线性暂态分析、线性小信号交流分析、灵敏度分析和统计分析。

  4.1 直流分析

  非线性直流分析功能简称直流分析。它是计算直流电压源或直流电流源作用于电路时电路的工作状态。对电路进行的直流分析主要包括直流工作点分析、直流扫描分析和转移函数分析。

  直流工作点是电路正常工作的基础。通过对电路进行直流工作点的分析,可以知道电路中各元件的电压和电流,从而知道电路是否正常工作以及工作的状态。一般在对电路进行仿真的过程中,首先要对电路的静态工作点进行分析和计算。

  直流扫描分析主要是将电路中的直流电源、工作温度、元件参数作为扫描变量,让这些参量以特定的规律进行扫描,从而获取这些参量变化对电路各种性能参数的影响。直流扫描分析主要是为了获得直流大信号暂态特性。

  与直流扫描分析相类似的还有温度分析。在这种分析过程中,将电路的温度作为扫描变量进行分析。因为电路的主要器件的特性都是与温度有关的,所以这就为分析电路在环境变化是的工作情况提供了一种非常有用的工具。特别重要的是,通过这种分析,我们可以预测电路在某些特殊环境如极端温度条件或极端电源电压条件或元件开路短路条件下电路的工作情况,从而在进行电路设计时采取必要的预防措施。

  4.2 暂态分析

  非线性暂态分析简称为暂态分析。暂态分析计。算电路中电压和电流随时间的变化,即电路的时域分析。这种分析在输入信号为时变信号时显得尤为重要。时域分析是指在某一函数激励下电路的时域响应特性。通过时域分析,设计者可以清楚地了解到电路中各点的电压和电流波形以及它们的相位关系,从而知道电路在交流信号作用下的工作状况,检查它们是否满足电路设计的要求。

  4.3 交流分析

  线性小信号交流分析简称为交流分析。它是SPICE程序的主要分析功能。它是在交流小信号的条件下,对电路的非线性元件选择合适的线性模型将电路在直流工作点附近线性化,然后在用户指定的范围内对电路输入一个扫频信号,从而计算出电路的幅频特性、相频特性、输入电阻、输出电阻等。这种分析等效于电路的正弦稳态分析即频域分析。频域分析用于分析电路的频域响应即频率响应特性。这种分析主要用于分析电路的幅频特性和相频特性。

  小信号转移特性分析主要分析在小信号输入的情况下,电路的各种转移函数,通常分析的是电路的电压放大倍数。

  噪声分析是电路设计的重要内容之一。在模拟电路中,无源器件和有源器件均会产生噪声,主要包括电阻上产生的热噪声,半导体器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。在噪声分析时,将元件的噪声等效为一个输入信号进行交流分析。通过噪声分析可以计算出各器件在某一输出节点产生的总噪声以及某一输入节点的等效输入噪声。从而可以分析一个电路产生噪声的主要来源,采取一定的电路设计措施来减小噪声的影响。

  4.4 灵敏度分析

  灵敏度分析包括直流灵敏度分析和蒙特卡罗分析两种。

  直流灵敏度分析业称为灵敏度分析。它是在工作点附近将所有的元件线性化后,计算各元器件参数值变化时对电路性能影响的敏感程度。通过对电路进行灵敏度分析,可以预先知道电路中的各个元件对电路的性能影响的重要程度。对于那些对电路性能有重要影响的元件,要在电路的生产或元件的选择时给予特别的关注。

  4.5 统计分析

  统计分析主要包括蒙特卡罗分析和最坏情况分析。蒙特卡罗分析是在考虑到器件参数存在容差的情况下,分析电路在直流分析、交流分析或暂态分析时电路特性随器件容差变化的情况。另一种统计分析是最坏情况分析,它不仅对各器件参数的变化逐一进行分析,得到单一器件对电路性能的灵敏度分析,同时分析各器件容差对电路性能的最大影响量(最坏情况分析),从而达到优化电路的目的。

  PSPICE10.5个人认为它最为突出之处,是改进了其9.2版本,使绘制电路,以及仿真算法更加优化,更加节省时间(以前进行1S的仿真如果取点ms级,那将是非常恐怖的事情),而且蒙特卡罗分析和最坏情况分析有助于我们模拟在不同温度和环境,以及元件损坏的情况下电路的实现过程及结果,那么我们就知道电路的弱点,以及电路中的最重要元件,就可以相应的对其采取保护、散热等措施。

  最后,如果想知道对模拟电路,数字电路的5种分析方法及解决办法,可以联系我,帮助大家解决。

软件特色

  4.6 .cir 文件转换为 .olb库文件

  经常碰到orcad仿真库中找不到某些器件的情况,但是从这些器件的厂家网站上往往可以下到其spice model,一般是.cir文件,下面介绍一下如何使用这些.cir文件。以AD8131.cir为例。

  首先,运行Model Editor (in PSpice Accessories在附件内,不在capture/capture cis里面) ,打开ADAD8131.cir文件,另存为(save as)AD8131.lib,add this to pspice library,for simulation purpose.

  (注意:tools->options->schematic 选择 "capture",否则无法进行"Export to capture..")

  use File->Export to capture part library…,to generate AD8131.olb,add this to capture library,this can perform circuit connection.

  when you run simulation,open simulation setting\configurationfile\library addthe AD8131.lib to this design.

  5、PSPICE的发展

  目前为止,PSpice的版本已经发展到16.6,包含在OrCAD 16.6 release 当中。PSpice仿真功能从严格意义上讲已经发展演变为两大模块,一个是基本分析模块,简称PSpice A/D,另外一个是高级分析模块,简称PSpice AA,AD部分的功能在上文中已经做过介绍,此处不再赘述。而AA是近些年PSpice 不断加强和扩展的一个功能,AA部分的功能与生产方面结合的更为紧密,仿真分析中考虑的问题更加全面。

  AA部分的功能主要有以下这几个方面:

   灵敏度分析

  灵敏度分析是为了确定电路中对指定电路特性影响最大的关键元器件参数,以便进行优化分析,所以灵敏度分析是参数优化设计的前提和基础;对于高灵敏度的电路,可选择高精度的元器件,而对于低灵敏度的电路,可采用容差大一些的元器件,所以灵敏度分析还是容差分析的基础。

  优化分析

  在电路设计过程当中,为了达到设计指标,一些电子元器件的参数是需要调整的,传统设计中,这写参数的调整和计算是手工进行的,依靠的是设计师的经验和计算得来,但是在PSpice AA当中,这些参数的调整可以有仿真工具自动完成,非常方便,而且速度非常快,大大节省了电路的调试时间。

  蒙特卡诺分析

  蒙特卡罗工具与PSpice A/D中的Monte Carlo分析功能是相同的,但是在分析能力和显示分析结果上有很大的改进,两者独立运行,无任何关联。在AA当中,用户可以直接对多个指标同时进行蒙托卡诺分析,快速得到产品的成品率信息。

  电应力分析

  元器件所承受的电应力指的是工作电压、工作电流以及热应力(比如工作温度)。

  电子电路在工作过程中,常因某(些)个元器件承受的电应力超出其安全工作条件,因此降低了可靠性,严重地导致冒烟烧毁。因此,“冒烟报警”提高电路工作的可靠性,对一些安全性要求较高的电路需要采用降额设计。

  参数测绘仪

  参数测绘仪是Parametric Sweep的一个全面提升。它不仅可以同时进行多个复杂参数功能的扫描;还可以在Probe窗口中通过表格与绘图形式更美观和有效的分析扫描结果。用户可以方便的看到参数变化对电路性能的影响,已经性能改变的趋势。

  高级分析的操作流程

    在完成经典PSpice分析后必须为相应元器件设置高级分析参数,然后才能进入PSpice-AA。

  通常情况是先进行灵敏度(sensitivity)分析:以便确定电路中对电路特性影响最大元器件参数。

   针对这几个关键元器件参数,调用参数优化(Optimizer):进行优化设计,优化关键元器件参数。

  由于优化设计所得的优化元器件参数还是一种标称值设计,而实际采用的各个元器件不可能都是标称值,具有一定的分散性。调用蒙特卡罗(Monte Carlo)分析:预测电路成品率,分析其可生产性。

  满足上述要求的条件下,还需要检查电路中是否存在个别元器件受到超出其安全工作条件的应力作用,如出现这种情况会降低电路的可靠性。因此,设计最后一关时,就需要调用热电应力分析(smoke冒烟报警)以提高电路的可靠性

  通过了AD分析之后的电路,基本上可以满足我们的性能指标要求,当电路通过AA分析之后,电路的性能指标基本上可以满足制造生产的需求,不会出现成品率太差或者工作不安全等状况。

  最后,祝愿大家可以学好仿真,让这款已成为业界标准的电路仿真软件真正为大家的设计工作服务,提升设计水平,缩短设计周期!

安装步骤

  1、软件的数据包中有安装程序和汉化包两个,先启动安装程序完成安装。这里会出现一个提示框,点击“是”就可以了。

pspice

pspice

  2、这里选择你要安装的原理图编辑器,选择好后点击“next”就可以了。

pspice

  3、为了方便之后的汉化过程,安装位置最好选择一个比较清楚的地方。

pspice

  4、安装完成之后,先不要启动应用程序,将软件的汉化补丁复制到安装目录“PSpice”文件夹中,覆盖掉原文件就可以完成汉化了。

pspice

汉化说明

  1、完成以上操作步骤即可将应用程序汉化完成

pspice

使用说明

  与multisim有什么区别

  1.PSPICE是由SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。用于模拟电路仿真的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTR AN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式版SPICE 2G在1975年正式推出,但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年,加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写, 并由MICROSIM公司推出。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时,各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件,在SPICE的基础上做了大量实用化工作,从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。

  2.Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

  两者相对比还是Pspice的模型更加全面些,可以做直流分析、交流分析、瞬时分析、傅里叶变换、噪声分析等方面。

如何仿真

  1.先打开软件,选择新建工程,点击菜单栏File-New-Project。

  2.给工程取名字,因为要做Pspice仿真,所以选择Analog or Mixed A/D(数模混合仿真)。其它几项意思为PC Board Wizard(系统级原理图设计)、Programmable Logic Wizard(CPLD或FPGA设计)、Schematic (原理图设计) 。

  3.接着出来原理图窗口属性选择对话框,选择Create a blank pro(选择一个空的工程)。

  4.之后就生成工程了。工程下包含几大项,最主要的电路图就在SCHEMATIC1下面PAGE里绘制。软件最右栏为放置元件及画线等操作图标。

  5.接下来就是绘电路图了。先找元件,点击最右拦place Part 图标,也可以选择菜单栏Place-part,点击Add Library。选择所需要的元件库。这里一定要在安装目录下Library下的PSpice里的元件库,只有这文件夹里的元件才能仿真。

  6.比如选择ANALOG_P(电阻、电容、电感元件)、SOURCE(电源)这两个做为例子。

  7.画线电路图,连线按W键,鼠标变十字时就可以连线了,画完取消按ESC键即可。连完线后要修改元件参数。双击元件参即可修改。

  8.下一步就设置仿真参数了。点击New Simulation Profile 图标,或菜单栏PSpice-New Simulation Profile,在出来的New Simulation对话框中输入法名称。因为软件提供了多种仿真方法,可对同电路做多种仿真,建议对不同的仿真取对应有意义的名称,利用辨认。

  9.对电路做直流特性扫描分析,在Analysis type中选择DC Sweep,电源选择V1,从0V至10V,每次递增1V,做扫描。设置完点击运行或按F11键。

  10.将出来PSice A/D面板。点击Add Trace,增加所要看的元件电压,可查看了所有元件的电压电流波形,同时,在最右面板中提供了运算,可以实现不同电压电流之间的运算。

  11.选择所要看的波形后,点击OK,则可看到波形。

  添加SPICE模型?

  1、打开Model Editor(in PSpice Accessories)

  2、File -> Open,打开*.mod或*.txt或*.cir文件

  3、File -> Save as,另存为*.lib,即可得到Simulation用到的lib文件

  4、File -> Export to Capture Part Library,得到*.olb文件,添加Capture库中,即可在原理图输入中使用该器件

  5、最后一步,运行仿真时不要忘记将该lib文件添加到仿真库,Simulation Setting -> Configuration file -> library, add the *.lib file

  中如何添加网络标号?

  把鼠标移到线那里,看到鼠标变成叉叉的样子时,点一下就会出现一个对话框,在那里面标号就行了。

仿真步骤

  一、放置所需元件(包括电源)

  二、连接导线

  三、设定要执行的模拟内容

  四、设定Probe

  五、执行模拟

  六、利用Probe观察模拟结果

  七、将数据取出用其它软件画图

软件优势

  PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能,以图形方式输入,自动进行电路检查,生成图表,模拟和计算电路。它的用途非常广泛,不仅可以用于电路分析和优化设计,还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设计软件配合使用,还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件,具有广阔的应用前景。这些特点使得PSPICE受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎,国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。

  电路设计软件有很多,它们各有特色。如Protel和Tango,它对单层/双层电路板的原理图及PCB图的开发设计很适合,而对于布线复杂,元件较多的四层及六层板来说ORCAD更有优势。但在电路系统仿真方面,PSPICE可以说独具特色,是其他软件无法比拟的,它是一个多功能的电路模拟试验平台,PSPICE软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿真,具有快速、准确的仿真能力。

  (1)图形界面友好,易学易用,操作简单

  由Dos版本的PSPICE到Windows版本的PSPICE,使得该软件由原来单一的文本输入方式而更新升级为输入原理图方式,使电路设计更加直观形象。PSPICE 6.0以上版本全部采用菜单式结构,只要熟悉Windows操作系统就很容易学,利用鼠标和热键一起操作,既提高了工作效率,又缩短了设计周期。即使没有参考书,用户只要具备一定的英语基础就可以通过实际操作很快掌握该软件。

  (2)实用性强,仿真效果好

  在PSPICE中,对元件参数的修改很容易,它只需存一次盘、创建一次连接表,就可以实现一个复杂电路的仿真。如果用Protel等软件进行参数修改仿真,则过程十分繁琐。在改变一个参数时,哪怕是一个电阻阻值的大小都需要重新建立网络表的连接,设置其他参数更为复杂。

  (3)功能强大,集成度高

  在PSPICE内集成了许多仿真功能,如:直流分析、交流分析、噪声分析、温度分析等 ,用户只需在所要观察的节点放置电压(电流)探针,就可以在仿真结果图中观察到其“电压(或电流)-时间图”。而且该软件还集成了诸多数学运算,不仅为用户提供了加、减、乘、除等基本的数学运算,还提供了正弦、余弦、绝对值、对数、指数等基本的函数运算,这些都是其他软件所无法比拟的。

  另外,用户还可以对仿真结果窗口进行编辑,如添加窗口、修改坐标、叠加图形等 ,还具有保存和打印图形的功能,这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快捷、简便的方法。因此,Windows版本的PSPICE更优于Dos版本的PSPICE,它不但可以输入原理图方式,而且也可以输入文本方式。无疑是广大电子电路设计师的好帮手。

系统组成

  电路原理图编辑程序 Schematics

  PSPICE的输入有两种形式,一种是网单文件(或文本文件)形式,一种是电路原理图形式,相对而言后者比前者较简单直观,它既可以生成新的电路原理图文件,又可以打开已有的原理图文件。电路元器件符号库中备有各种原器件符号,除了电阻,电容,电感,晶体管,电源等基本器件及符号外,还有运算放大器,比较器等宏观模型级符号,组成电路图,原理图文件后缀为.sch。图形文字编辑器自动将原理图转化为电路网单文件以提供给模拟计算程序运行仿真。

  激励源编辑程序 Stimulus Editor

  PSPICE中有很丰富的信号源,如正弦源,脉冲源,指数源,分段线性源,单频调频源等等。该程序可用来快速完成各种模拟信号和数字信号的建立与修改,并且可以直观而方便的显示这些信号源的波形。

  电路仿真程序 PSPICE A/D

  模拟计算程序是PSPICE A/D也叫做电路仿真程序,它是软件核心部分。在PSPICE 4.1版本以上,该仿真程序具有数字电路和模拟电路的混合仿真能力。它接收电路输入程序确定的电路拓扑结构和原器件参数信息,经过原器件模型处理形成电路方程,然后求解电路方程的数值解并给出计算结果,最后产生扩展名为.dat的数据文件(给图形后处理程序Probe)和扩展名为.out的电路输出文本文件。模拟计算程序只能打开扩展名为.cir的电路输入文件,而不能打开扩展名为.sch 的电路输入文件。因此在Schemayics环境下,运行模拟计算程序时,系统首先将原理图.sch文件转换为.cir文件,而后再启动PSPICE A/D进行模拟分析。

  输出结果绘图程序 Probe

  Probe程序是PSPICE的输出图形后处理软件包。该程序的输入文件为用户作业文本文件或图形文件仿真运行后形成的后缀为.dat的数据文件。它可以起到万用表,示波器和扫描仪的作用,在屏幕上绘出仿真结果的波形和曲线。随着计算机图形功能的不断增强,PC机上windows95,98,2000/XP的出现,Probe的绘图能力也越来越强。

  模型参数提取程序 Model Editor电路仿真分析的精度和可靠性主要取决于元器件模型参数的精度。尽管PSPICE的模型参数库中包含了上万种元器件模型,但有时用户还是根据自己的需要而采用自己确定的元器件的模型及参数。这时可以调用模型参数提取程序Model ED从器件特性中提取该器件的模型参数。

  元件模型参数库 LIBPSPICE具有自建的元件模型,元件的建立以元件的物理原理为基础,模型参数与物理特性密切相关。元件的等效模型还有其工作条件与分析要求相关。在直流分析中,非线性元件的等效模型是小信号线性等效电路;在瞬态分析中,非线性元件的等效模型考虑到了电荷存储效应。双极管型晶体管采用GUMMEL-POON的积分电荷控制模型,结型场效应管采用SHICHMAN-HODGFS的场效应管模型。二极管模型既适用于结型二极管,也适用于肖特基势垒二极管。MOS1由I-V特性来描述,MOS2是一个解析模型,MOS3是一种半经验模型。除了分立元件参数库以外,还有集成电路的宏模型库,并提供了一些著名器件和IC生产厂家的专有元器件参数库。