电路仿真与PCB设计 第1章
Protel99SE电路设计与仿真教程
• 创建完成后，我们就可以进行设计和管 理了。
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1.6设计工作组的管理
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1.7进入设计环境
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1.7.1选择设计服务器
文字处理编辑器 波形处理编辑器
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第二章 设计电路原理图
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2.1 设计原理图的一般步骤
• 电路原理图设计不仅是整个设计的第一 步，也是电路设计的根基。由于以后的 设计工作都是以此为基础的，因此电路 原理图的设计好坏直接影响到以后的设 计工作。其流程为
• 利用Protel 99 SE中的原理图设计系统来 绘制一张电路原理图。
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2.电路信号的仿真
• 是原理图设计的扩展，为用户提供一个 完整的从设计到验证的仿真设计环境。
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3.产生网络表及其他报表
• 网络表是电路板自动布线的灵魂，也是 原理图设计与印制板设计的主要接口。 网络表可以从电路原理图中获得，也可 以从印制板中提取。其他报表则存放了 原理图的各种信息。
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1.4.1 Protel 99 SE菜单栏
• Protel 99 SE菜单栏的功能是进行各种命 令操作、设置各种参数、进行各种开关 的切换等。它主要包括“File”、“View”和 “Help”三个下拉菜单
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1.4.4设计管理器
电路仿真与PCB设计
电路仿真与PCB设计电路仿真与PCB设计是现代电子工程领域中非常重要的两个环节。
电路仿真是指使用计算机进行电路分析和性能模拟，可以帮助我们预测电路的行为和优化设计。
而PCB设计则是指将电路设计转化为实际的印刷电路板，以便于电路的布线和制造。
电路仿真是电子工程师设计电路必不可少的环节。
通过电路仿真，我们可以在实际制造之前对电路进行全面测试和优化。
常见的电路仿真工具包括PSPICE、Matlab、LTSpice等。
这些工具可以模拟电路中的各种元器件的特性，如电阻、电容、电感等，并进行电路分析，如直流、交流、暂态等。
通过仿真，我们可以得到电路的电流、电压、功率等各种参数，进而判断电路的工作状态是否符合设计要求。
如果仿真结果不理想，我们可以对电路进行优化、修改，再次进行仿真，直到得到满意的结果。
电路仿真的好处在于可以节省时间和成本，同时避免因为制造出来的电路不符合要求而造成的损失。
PCB设计是电路实施的一种方式。
一旦电路仿真得到了满意的结果，我们就可以进一步进行PCB设计了。
PCB设计的目的是将电路设计转化为特定尺寸和布局的印刷电路板，以便于后续的电路布线和制造。
在PCB设计中，需要考虑到电路的连接方式、布局、尺寸等因素。
通常，我们使用专业的PCB设计软件，如Altium Designer、Eagle等进行设计。
这些软件提供了丰富的元件库，可以方便地选择和布局电路元件，并进行元件间的连线。
在设计过程中，我们还需要注意电路的信号完整性和电磁干扰等问题，避免产生误差和干扰。
一旦PCB设计完成，我们还可以使用PCB设计软件进行电路布线的仿真，以检验布线的质量和性能。
电路仿真和PCB设计是密切相关的两个环节。
电路仿真是在设计阶段验证电路性能和优化设计的重要手段，而PCB设计则是将电路设计实施的一种方式。
两者相辅相成，都是设计好电子产品的必要步骤。
在进行电路仿真和PCB设计时，我们需要根据实际情况选择合适的工具和方法，并结合经验进行操作。
2016 Altium Designer第1章
Altium Designer 15.x是Altium公司最新一代的板级电路设计 系统，它几乎具备了当前所有先进的电路辅助设计软件的优 点。例如： · Altium Designer支持柔性电路和刚性电路结合设计。 · Altium Designer层堆栈管理支持4-32层。 · Altium Designer包括了一系列增强的电路板设计技术。例如， 简化的差分对布线设计规则等。 · Altium Designer的PCB编辑器有很好的栅格定义系统。 · 对于那些需要用到RF和几吉赫频率数字信号的PCB设计， 可以直接从PCB编辑器导出PCB文档到一个Ansoft Neutral文 件格式，这种格式可以被直接导入并使用Ansys' ANSOFT HFSSTM3D Full-wave Electromagnetic Field Simulation软件来 进行仿真。
图1.5.11 “System”命令子菜单
图1.5.12 “桌面布局”命令子菜单
1.5.4“工程”菜单“工程”菜单主要用于工程文件的管理，包括工程文件的 编译、添加、删除、差异显示和版本控制等，如图1.5.13 所示。
图1.5.13“工程”菜单
图1.5.14“选择文档比较”对话框
1.5.5 “窗口”和“帮助”菜单
在Altium Designer 15系统中，可以使用系统型面板和编辑 器面板两种类型的面板。 系统型面板在任何时候都可以使用，而编辑器面板只有在 相应的文件被打开时才可以使用。 使用工作区面板是为了便于设计过程中的快捷操作。 Altium Designer 15系统被启动后，系统将自动激活“Files （文件）”面板、“Projects（工程）”面板和“Navigator （导航）”面板，可以单击面板底部的标签，在不同的面
电子设计自动化-电路仿真与PCB设计课程设计
电子设计自动化-电路仿真与PCB设计课程设计一、课程概述电子设计自动化课程旨在为学生提供从电路设计到PCB制造的一条龙服务。
本课程主要涉及电路设计与仿真、PCB设计和制造、以及实际电子产品的开发流程等方面内容。
电子设计自动化课程是一门必备的高端课程，对电子商务等领域的相关从业人员以及学生来说，都是十分重要的。
二、课程内容本课程内容主要包括以下几个方面：1.电路设计与仿真本部分主要涉及电路的设计与仿真、电子器件的选型、电路调试等知识点。
学生能够掌握电路设计的基本原理与技巧，了解各种电子器件的功能和特点，熟悉电路仿真软件的使用以及常见故障排除方法。
2.PCB设计本部分主要介绍PCB设计流程、PCB制造技术、PCB测试等内容，帮助学生了解PCB的基本原理、PCB设计的基本流程以及如何实现电路设计的PCB制造。
3.项目实践本部分要求学生参与一个实际的电子产品开发项目，从产品的设计、电路设计、PCB设计、到产品测试等环节进行全方位的实践，这也是加强学生实际操作能力的一种重要方法。
三、课程要求1.学生需要具备一定的电子知识基础，如模拟电路、数字电路、电磁学等。
2.学生需要熟练掌握电路仿真软件的使用，例如Multisim等。
3.学生需要了解PCB设计的基本工具和绘制技巧，例如PADS、Protel、Altium Designer等。
4.学生需要具备一定的项目管理能力，能够协作完成电子产品的开发。
四、课程评估本课程的考核方式包括成绩考核和课堂表现评估两个方面。
具体分为：1.期末考试占70%：对学生的电路仿真和PCB设计能力进行考查。
2.课堂表现占30%：包括学生的作业完成情况、课堂回答问题的积极性和讨论等，以及学生参与项目实践的贡献程度进行评估。
五、教学安排本课程为一学期课程，每周安排2-3节课时，教学内容主要包括理论讲解和实验室实践两部分。
理论讲解主要通过PPT展示，实验室实践需要学生在实验室进行电路仿真和PCB设计操作。
第1章-Altium-Designer-操作入门
第1章-Altium-Designer-操作⼊门第1章 Altium Designer 操作⼊门o Altium Designer 简介Altium Designer 发展历史Altium Designer 新特性o Altium Designer 的组成原理图设计系统电路原理图仿真系统印制电路板设计系统可编程逻辑器件设计系统o Altium Designer 的安装和启动Altium Designer 运⾏的系统需求安装过程与启动o Altium Designer 操作环境⼯作环境⼯作⾯板管理窗⼝管理基本参数设置o Altium Designer电路设计的基本流程⽂件系统绘制原理图绘制PCB图第1章 Altium Designer 操作⼊门随着电⼦技术的迅速发展和芯⽚⽣产⼯艺的不断提⾼，电路板的结构变得越来越复杂，从最早的单层板到常⽤的双层板再到复杂的多层电路板设计，电路板上的布线密度越来越⾼，随着DSP，ARM、FPGA等⾼速逻辑器件的应⽤，电路板的信号完整性与抗⼲扰性能显得尤为重要。
这就使得电路板设计⼯程师们仅靠原始的⼿⼯设计⽅式来设计复杂的电路板变得不现实。
随着计算机辅助与仿真技术的发展，各种电路板设计与仿真软件迅速发展起来，使得复杂的电路板设计变得尤为简单，⼤⼤提⾼了设计者的设计效率，缩短了产品开发周期。
现在市场上常见的电路板板级设计软件有Protel、PowerPCB、Cadence、 AutoCAD等，其中Protel在国内应⽤最为⼴泛，从最早的Protel 99SE到后续的Protel DXP，再到最新版本的Altium Designer，Protel已变得越来越强⼤，功能越来越完善，使得设计者们完全从枯燥⽆味的点与线的体⼒劳动中解放出来。
从现在开始，我们逐步深⼊这个强⼤的电路板设计⼯具，看看它是如何简化我们的⼯作的。
——附带光盘“视频”⽂件。
Altium Designer的发展历史Altium 的新特性Altium 的组成Altium 的安装与运⾏Altium 基本参数设置Altium 的⾯板操作整流滤波电路的设计本章要点本章案例Altium Designer 简介经过多年的发展，以功能强⼤⽽在国内享有良好声誉的Protel，正式更名为“Altium Designer”，Altium Designer不仅强化了以前的原理图设计、PCB设计、电路仿真等功能更加⼊了FPGA设计等众多功能，从此摆脱了Protel只是⼆线品牌的电路板设计⼯具的地位，成为全⽅位的新⼀代的电路设计软件。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘制
Байду номын сангаас置Protel 99 SE的界面环境
自学、了解 内容
- 屏幕分辨率：使用Protel 99 SE时，如果屏 幕分辨率低于1024×768像素，某些控制面板 将会被切掉而无法显示。
- 界面参数设置：
– 界面字体设置：如果字体设置不合适，界 面上会有字符无法显示。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
创建完毕，双击相应 的图标，进入编辑界 面。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
进入Protel 99 SE的原理图设计环境
双击此图 标,即创 建一个原 理图文件
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
可以看出sheet1.sch原理图文件的 位置是在Documents文件夹内 双击sheet.sch 即可以进入原理图 的编辑界面。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
图纸大小设置
- Standard Style 和Custom Style 设置图纸大小；
自学、了解 内容
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
自学、了解
图纸方向、颜色、标题栏和边框的设置 内容
- Option区域可以设置图纸 方向、是否显示标题栏、 是否显示参考边框、是否 显示边框、是否显示设置 图纸的模板图形以及边框 颜色和图纸背景色；
exp.pcb
- 打开程序自带Examples目录中的Z80 microprocessor.ddb 文件，打开该数据 库文件中的 sch、pcb文件，初步了解 电路图、印刷电路板图。
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
第二节：原理图设计
电子电路设计与仿真protel1原理图绘 制
CADENCE原理图与PCB设计说明
CADENCE原理图与PCB设计说明内部资料请勿外传CADENCE原理图与PCB设计说明（第1版）⽬录⽬录序⾔ (1)第⼀章系统简介 (2)1.1 系统组成 (2)1.1.1 库 (2)1.1.2 原理图输⼊ (2)1.1.3 设计转换和修改管理 (2)1.1.4 物理设计与加⼯数据的⽣成 (3)1.1.5 ⾼速PCB规划设计环境 (3)1.2 Cadence设计流程 (3)第⼆章Cadence安装 (4)2.1安装步骤 (4)2.2 LICENSE设置 (7)2.3 库映射 (7)2.4 修改cds.lib⽂件，设置原理图库： (8)2.5 编辑ENV⽂件，设置PCB库： (9)第三章CADENCE库管理 (11)3.1 中兴EDA库管理系统 (11)3.2 CADENCE库结构 (13)3.2.1 原理图（Concept HDL）库结构： (13)3.2.2 PCB库结构： (13)第四章项⽬管理器 (15)4.1 项⽬管理的概念 (15)4.2 创建或打开⼀个项⽬ (15)4.3 原理图库的添加： (16)4.4 填写设计（Design）名称 (17)4.5 增加新的Design(设计) (18)- I -CADENCE原理图与PCB设计说明4.6 项⽬的⽬录结构 (18)第五章原理图设计 (20)5.1 图纸版⾯设置 (20)5.1.1 图纸统⼀格式设置 (20)5.1.2 栅格设置 (22)5.2Concept-HDL的启动 (23)5.3添加元件 (24)5.3.1 逻辑⽅式添加器件 (24)5.3.2 物理⽅式添加器件 (25)5.4画线 (26)5.4.1 Draw⽅式 (26)5.4.2 Route⽅式 (27)5.5 添加信号名 (27)5.6 画总线 (28)5.7 信号名命名规则 (29)5.8 元件位号 (31)5.8.1 元件位号⼿⼯标注 (31)5.8.2 元件位号的⾃动标注 (32)5.8.3 元件位号的⾃动排序 (33)5.9 Cadence属性 (34)5.10 组操作 (36)5.10.1 组定义: (36)5.10.2 组命名 (36)5.10.3 组操作 (37)5.11 常⽤命令 (38)5.11.1 常⽤的快捷键 (38)5.11.2 检查连接关系 (39)5.11.3 点画命令 (39)5.11.4 查找元件和⽹络 (39)5.11.5 两个不同⽹络名的⽹络连接的⽅法 (40)5.11.6 错误检查 (40)5.11.7 检查Cadence原理图单个⽹络名 (40)- II -⽬录5.11.8 对隐藏了电源和地腿的器件定义电源和地信号 (41)5.12 增加新的原理图页 (41)5.13 原理图多页⾯操作 (42)5.14 信号的页区位置交叉标注（Cross Reference） (42)5.14.1 信号的页区位置交叉标注（Cross Reference）的作⽤ (42) 5.14.2 交叉标注需注意的⼏点： (43)5.14.3 信号的交叉标注（Cross Refrence）的⽅法 (43)5.14.4 层次设计中出模块信号的交叉标注 (43)5.14.5 出页信号的交叉标注的要求 (44)5.15 在不同的project下实现原理图拷贝 (44)5.16 打印图纸 (47)5.17 ⾃动⽣成料单 (48)5.18 原理图归档 (50)5.19 原理图评审 (51)第六章从原理图到PCB (52)6.1从原理图到PCB的实现 (52)6.1 .1 原理图到PCB的转换过程： (52)第七章PCB设计 (55)7.1 导⼊数据 (55)7.2 Allegro⽤户界⾯ (55)7.2.1 控制⾯板的作⽤ (56)7.2.2 ⼯具栏的显⽰ (57)7.3 Layout准备 (58)7.3.1 创建PCB图的物理外形 (58)7.3.1.2 在Allegro界⾯下创建板外框： (61) 7.3.2 设置板图尺⼨参数 (62)7.3.3 设置版图的栅格值： (63)7.3.4 设置板图选项 (63)7.3.5 设置PCB板的叠层 (64)7.3.6 设置约束条件 (65)7.3.6.1 设置板的缺省间距： (65)- III -CADENCE原理图与PCB设计说明7.3.6.2 设置扩展的距离规则 (66)7.3.6.3 设置扩展的物理规则 (69)7.3.6.4 编辑属性 (69)7.3.7 可视性和颜⾊设置 (70)7.4 PCB布局 (70)7.5 PCB布线： (73)7.6 添加过孔和替换过孔 (74)7.6.1 添加过孔 (74)7.6.2 替换过孔 (75)7.7 优化⾛线 (76)7.8 覆铜处理 (77)7.8.1 阴版覆铜 (77)7.8.2 阳版覆铜 (78)7.9 分割电源平⾯ (80)7.10 位号标注 (83)7.11 加测试点 (83)7.12 DRC检查 (83)7.13 ⽣成报告⽂件 (84)7.14 V ALOR检查 (85)7.15 ⽣成光绘⽂件和钻孔⽂件 (85)7.15.1 ⽣成光圈⽂件（art-aper.txt），即D码表 (85)7.15.2 ⽣成钻孔⽂件 (86)7.15.3 ⽣成光绘⽂件 (86)7.15.3.1 在Artwork中加⼊所需的层 (86)7.15.3.2 ⽣成光绘⽂件 (90)7.16 PCB评审 (93)第⼋章公司的PCB设计规范 (94)- IV -序⾔序⾔Cadence软件是我们公司统⼀使⽤的原理图设计、PCB设计、⾼速仿真的EDA⼯具。
快速上手使用Eagle进行电路设计和PCB布局
快速上手使用Eagle进行电路设计和PCB布局第一章简介Eagle是一款由Autodesk公司开发的电子设计自动化软件，广泛应用于电路设计和PCB布局领域。
本文将介绍如何快速上手使用Eagle进行电路设计和PCB布局的基本操作和技巧。
第二章安装和设置在开始之前，首先需要下载并安装Eagle软件。
安装完成后，打开软件，会出现欢迎界面。
在欢迎界面上，可以选择一个预设的工作空间或者创建一个新的工作空间。
接下来，请根据自己的需要进行设置，包括单位制、显示选项等。
第三章创建电路图在Eagle中，电路图是电路设计的基础，下面将详细介绍如何创建电路图。
1. 点击“File”菜单，选择“New”-“Schematic”来创建一个新的电路图。
2. 在电路图编辑界面中，使用工具栏上的各种元件库来添加元件，例如电阻、电容、集成电路等。
3. 通过拖拽、旋转和缩放的方式来摆放和调整元件的位置和方向。
4. 使用连线工具连接元件的引脚，在需要时可以添加标签、文本说明等。
5. 通过“Net”工具来连接元件之间的电路网络。
第四章生成和布局PCB在完成电路图设计之后，需要将电路图转换为PCB布局图，并进行布局和走线。
1. 点击“File”菜单，选择“Switch to board”来转到PCB设计界面。
2. 在PCB设计界面中，可以看到电路图中的元件已经自动转换为PCB元件，但它们还没有布局。
3. 使用布局工具来调整和摆放PCB元件的位置，使其尽可能紧凑有序。
4. 使用走线工具来进行走线，将元件之间的连线连接起来。
5. 在进行走线时，可以使用自动走线工具来辅助完成，或者手动进行走线。
第五章添加其他元素和设计规则除了元件和走线，Eagle还提供了许多其他功能和元素，用于提高电路设计和PCB布局的效果。
1. 添加电源标记和地标记，以标识电路中的电源和地线。
2. 添加焊盘和过孔，以便元件可以与PCB板进行焊接。
3. 设置规则和限制，如最小距离、最小宽度等，以确保PCB的可靠性和稳定性。
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(3) 曲线显示处理器Probe程序。Probe程序可以显示 filename.dat数据文件记录的输入输出曲线，可以以各种比例 的线性坐标、对数坐标等方式显示。
DOS版的PSpice还包括电源波形编辑产生器，可编辑、 显示各种输入激励源波形；模型组件库产生器Parts，可以进 行模型参数提取，建立新组件库。控制程序CS (Control Shell) 将以上PSpice各种功能和各组成部分以窗口形式组合 起来，产生一个良好的人机交互界面，便于用户进行操作。
3. Windows版PSpice Windows版PSpice与DOS版PSpice的区别，主要在于用 户作业文件的输入方式。DOS版的用户作业文件只有一种文 本方式，它需要用户编写待分析电路系统的PSpice源程序。 而Windows版不仅可接收作业源程序，而且还可以以作业电 路原理图方式输入。这样对于习惯画电路图的工程技术人员 来说就比较方便、直观。随着PSpice版本的更新，PSpice 8.0软件的功能和库文件比以前增加了许多，用户可以利用 现有的库资源分析电路与系统，应用范围比以前大大扩展。
1.1.2 PSpice仿真软件的优越性
PSpice具有以下特点： (1) 图形界面友好，易学易用，操作简单。从DOS版的 PSpice到Windows版的PSpice，该软件由原来单一的文本输 入方式升级为原理图输入方式，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操作系统就很容易掌握，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功能，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。
Spice程序具有面板、示波器等整个电子实验室的功能， 可对复杂的电路与系统进行分析，这主要是由于Spice程序 含有高精度元器件模型。获取准确的器件模型参数对于电路 分析和设计人员来说是非常重要的。Spice程序具有庞大的 器件库，其中包括无源器件模型，如电阻、电容、电感、传 输线等；半导体器件模型，如二极管、双极型晶体管、结型 场效应管(JFET)、MOS场效应管(MOSFET)等；各种电源， 包括线性和非线性的受控源，如独立电压源、电流源，受控 电压源、电流源等；模/数(A/D)、数/模(D/A)转换接口电路 以及数字电路器件库。应用Spice程序，可以建立许多宏模 型电路，这使得运算放大器、电压比较器等电路功能的模拟 成为可能。
应用Spice程序还可以进行多种电路分析，这些分析包 括：非线性直流分析(DC)，计算电路的直流工作点；线性 小信号分析(AC)，分析电路的频率响应；瞬态分析(TRAN)， 确定电路的时域响应；小信号电路直流传输特性分析(TF)； 直流小信号灵敏度分析(SENS)；畸变分析(伴随交流分析)； 噪声分析(NOISE，伴随交流分析)，计算特定输出和输入节 点的等效输出、输入噪声；输出变量的傅里叶分析 (FOUR)(与瞬态分析同时完成)；温度分析(TEMP)；数字电 路分析，包括电路的逻辑运算和延迟时间的计算、D/A转换 电路的分析。
(4) 器件容差统计分析：包括蒙特卡罗分析(MC)、灵敏 度分析和最坏情况分析 (WCASE)。
(5) 温度扫描分析。 (6) 激励波形编辑修改功能。 (7) 器件模型参数建库和修改功能。
DOS版的PSpice由以下3个部分组成： (1) 电路输入文件编辑器Edit。将需要分析的电路按电 路描述语言和规则进行输入、编辑，加入控制指令，生成扩 展名为“.dl”的文件。有语法错误时，编辑器会有错误信息 提示。 (2) 电路分析程序PSpice。PSpice可将电路输入文件 filename.eir按分析指令进行相应分析，生成filename.dat数据 文件和filename. out输出文件。filename.dat和filename. out文 件可直接进行打印。
2. DOS版PSpice DOS版PSpice 软件包具有通用、高效和多功能特点， 它适用面广，可仿真模拟、数字、接口等全部通用电路，同 时具有电子工程设计的全部分析功能。另外，PSpiee极具特 色的探测器(PROBE)功能，提供了全功能、全频段的测试仪 器平台，其主要功能如下： (1) 直流分析：可实现工作点分析(OP)、扫描分析(DC)、 小信号灵敏度分析(ENS)、转移函数计算等。 (2) 频域分析：可实现频响分析及噪声分析。 (3) 时域分析：可实现瞬态分析、频谱分析、失真度分 析和快速傅里叶变换(FFT)。
第1章 电路设计仿真概述
1.1 绪论 1.2 PSpice的基本组成及主要功能
1.1 绪 论
1.1.1 PSpice 的发展过程
1. Spice通用电路分析程序 Spice的发展已走过40多年的历程。美国加利福尼亚大 学伯克利分校(D.c. Berkeley)于20世纪60年代末开发了 CANCER电路分析程序，并在此基础上，于1972年推出了 Spice程序。1975年推出了升级版的Spice2，随后又相继推出 了Spice2G，Spice3A，…，Spice3G。