OrCAD_PSPICE_仿真入门
Orcad PSpice
Orcad PSpiceOrCAD PSpice培训教材培训目标:熟悉PSpice的仿真功能,熟练掌握各种仿真参数的设置方法,综合观测并分析仿真结果,熟练输出分析结果,能够综合运用各种仿真对电路进行分析,学会修改模型参数。
一、 PSpice分析过程设置仿真参数绘制原理图运行仿真观测并分析仿真结果二、绘制原理图原理图的具体绘制方法已经在Capture中讲过了，下面主要讲一下在使用PSpice时绘制原理图应该注意的地方。
1、新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit2、调用的器件必须有PSpice模型首先，调用OrCAD软件本身提供的模型库，这些库文件存储的路径为Capture\Library\pspice，此路径中的所有器件都有提供PSpice模型，可以直接调用。
其次，若使用自己的器件，必须保证*.olb、*.lib两个文件同时存在，而且器件属性中必须包含PSpice Template属性。
3、原理图中至少必须有一条网络名称为0，即接地。
4、必须有激励源。
原理图中的端口符号并不具有电源特性，所有的激励源都存储在Source和SourceTM库中。
5、电源两端不允许短路，不允许仅由电源和电感组成回路，也不允许仅由电源和电容组成的割集。
解决方法:电容并联一个大电阻，电感串联一个小电阻。
6、最好不要使用负值电阻、电容和电感，因为他们容易引起不收敛。
三、仿真参数设置2PSpice能够仿真的类型在OrCAD PSpice中，可以分析的类型有以下8种，每一种分析类型的定义如下:直流分析:当电路中某一参数(称为自变量)在一定范围内变化时，对自变量的每一个取值，计算电路的直流偏置特性(称为输出变量)。
交流分析:作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。
噪声分析:计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源(独立的电压或电流源)上。
即计算输入源上的等效输入噪声。
orcad pspice 仿真教程 1
ORCAD PSPICE
机辅分析的优点
•提高了设计质量 提高了设计质量 •设计效率高 设计周期短 设计效率高,设计周期短 设计效率高 •降低设计成本 降低设计成本 •充分发挥了设计人员的创造性 充分发挥了设计人员的创造性
常用电路仿真工具 常用电路仿真工具: PSPICE 仿真工具 SPICE:
100M的频率（10 Hz） 100M的频率（10－3 Hz）算术运算符Fra bibliotek逻辑运算符
~ | ^ &
+ - * / **
Pspice 的 运算表达式
关系运算符
== >= != > < <=
Pspice的函数 的函数
ABS(x) LOG(x) DB(x) SIN(x) TAN(x) |x| ln x 20lg|x| sin x tg x EXP(x) ex LOG10(x) log x PWR(x,y) |x|y COS(x) cos x ATAN(x) arctg x
*.max—电路板文件 *.tch—技术档文件 *.gbt—光绘文件 *.mnl—网络表文件 *.log *.lis—记录说明文件 *.tpl—板框文件 *.sf—策略档文件
Pspice 的库
1、*.olb-Capture专用的图形符号库。库内存放元器件 的几何图形。
2、*.lib-PSpice仿真库，利用Spice语言对Capture中的 图形符号进行功能定义与描述，可以编辑。
注意千(kilometer) 注意千(kilometer) 与兆(mega)的区别 与兆(mega)的区别
MEG=1E+6
MIL=25.4E-6
M=1E-3
OrCAD-PSPICE-仿真入门
强大的分析工具
ORCAD-PSPICE提供了丰富 的分析工具，如波形分析、 频谱分析、噪声分析等，帮 助用户深入了解电路性能。
灵活的参数化分析
用户可以通过参数化分析功 能，对电路元件参数进行扫 描和优化，找到最佳的电路 性能。
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orcad-pspice仿真入门
目 录
• 引言 • ORCAD-PSPICE概述 • ORCAD-PSPICE仿真流程 • 常见电路仿真分析 • 高级仿真技术 • ORCAD-PSPICE仿真实例
01 引言
目的和背景
学习和掌握ORCAD-PSPICE仿真软件， 能够为电子工程师提供强大的电路设 计和分析工具，帮助他们快速验证电 路原理、优化电路参数和提高设计效 率。
ORCAD-PSPICE支持模拟、数字和混合信号电路的仿真，能够进行电路性能分析和优化，帮助工程师快速、准确地完成电路 设计和验证。
ORCAD-PSPICE的功能和特点
丰富的元件库
ORCAD-PSPICE提供了广泛 的元件库，包括各种模拟、 数字和混合信号元件，方便 用户进行电路设计和仿真。
高精度仿真
蒙特卡洛分析
蒙特卡洛分析是一种基于概率统计的 仿真技术，用于分析电路性能的统计 分布情况。在Orcad-Pspice中，可 以通过在仿真设置中设置蒙特卡洛分 析参数，对电路性能进行概率统计。
VS
蒙特卡洛分析可以帮助设计者了解电 路性能的统计分布情况，从而评估电 路性能的可靠性。
最坏情况分析
最坏情况分析是一种仿真技术，用于分析电 路性能在元件参数最坏情况下的表现。在 Orcad-Pspice中，可以通过在仿真设置中 设置最坏情况分析参数，对电路性能进行最 坏情况分析。
第二讲ORCAD之PSPICEAD数模混合仿真模块-文档资料
请看演示…….
PSpice 交流分析
运行仿真程序，放置电压探针在out端（或者在 Probe 演示窗口中加入V(out)波形 ) 仿真结果如下：
PSpice 中的噪声分析
噪声分析是针对电路中固有噪声（如电阻和半导体的工作 噪声）所做的分析，它的计算结果时所求节点相对于输入 独立源的等效噪声。 伴随AC交流分析而进行 所涉及的噪声种类：
PSpice 中的噪声分析
V(INOISE)和V(ONOISE) （菜单 Trace>Add Trace…或 快捷 键 ) INOISE 即INPUT NOISE ONOISE 即OUTPUT NOISE
5.确定后，运行仿真。在PSpice A/D窗口中加入波形
噪声的计算方法: 输出节点的总噪声除 以相对输入激励源的 电路的总增益
编写VHDL （EXPRESS） 绘制电路图 （CAPTURE） 进行电路混合仿真 （PSPICE A/D） 设计电路板 （LAYOUT）
VHDL仿真 （EXPRESS）
运用 PSpice 的基本条件
1.待仿真的元器件模型必须是PSpice的仿 真模型 2.电路中应该含有激励源，并且符合相应 的电路特性分析类型的要求 3.必须设置好合适的电路特性分析类型
热噪声： 电子的无序运动引起 散弹噪声：单位时间通过PN结的载流子数目变化造成 闪烁噪声： 能量主要集中在低频段，由于生产工艺的缺陷而引起
等效噪声：将整个电路中的噪声源都集中折算到选定的独 立源处，然后计算在等效的噪声源的激励下，所求节点处 产生的噪声。 PSpice可以分析每个频率点上指定节点的等效输出噪声电 压和指定输入端的等效输入噪声电压。噪声电压的单位是 V A 或 Hz ，即把噪声电平对噪声带宽的均方根进行归 Hz 一化
OrCAD_PSpice简明教程
OrCAD_PSpice简明教程PSPICE简明教程宾西法尼亚⼤学电⽓与系统⼯程系University of PennsylvaniaDepartment of Electrical and Systems Engineering编译：陈拓2009年8⽉4⽇原⽂作者：Jan Van der Spiegel, ?2006 jan_at_/doc/92ba9b2de2bd960590c67752.html Updated March 19, 2006⽬录1. 介绍2. 带OrCAD Capture的Pspice⽤法2.1 第⼀步：在Capture 中创建电路2.2 第⼆步：指定分析和仿真类型偏置或直流分析（BIAS or DC analysis）直流扫描仿真（DC Sweep simulation）2.3 第三步：显⽰仿真结果2.4 其他分析类型：2.4.1瞬态分析（Transient Analysis）2.4.2 交流扫描分析（AC Sweep Analysis）3. 附加的使⽤Pspice电路的例⼦3.1变压器电路3.2 使⽤理想运算放⼤器的滤波器交流扫描（滤波器电路)3.3 使⽤实际运算放⼤器的滤波器交流扫描（滤波器电路)3.4 整流电路（峰值检波器）和参量扫描的使⽤3.4.1 峰值检波器仿真（Peak Detector simulation）3.4.2 参量扫描（Parametric Sweep）3.5 AM 调制信号3.6 中⼼抽头变压器4. 添加和创建库：模型和元件符号⽂件4.1 使⽤和添加⼚商库4.2 从⼀个已经存在的Pspice模型⽂件创建Pspice符号4.3 创建你⾃⼰的Pspice模型⽂件和符号元件参考书⽬1. 介绍是⼀种强⼤的通⽤模拟混合模式电路仿真器，可以⽤于验证电路设计并且预知 SPICE电路的⾏为，这对于集成电路特别重要，1975年SPICE最初在加州⼤学伯克利分校被开发时也是基于这个原因，正如同它的名字所暗⽰的那样：S imulation P rogram for I ntegrated C ircuits E mphasis.PSpice 是⼀个PC版的SPICE（Personal-SPICE），可以从属于Cadence设计系统公司的OrCAD公司获得。
电路原理仿真练习 OrCADPSpice 软件使用方法简介
电路原理仿真练习OrCAD/PSpice软件使用方法简介一、直流电阻电路的仿真直流仿真包括直流工作点(bias point)、直流扫描(DC sweep)和灵敏度(sensitivity)分析。
以OrCAD Demo 9.0为例，仿真步骤如下：1．运行Capture CIS Demo。
2．创建新项目(Project)。
执行File\New\Project，出现“New Project”对话框。
在“Name”处输入设计项目名称；中间的四个选项中点击选中“Analog or Mixed-Signal Ciecuit”；在“Location”处指定项目有关文件所放路径；点击Ok，出现“Analog Mixed-Mode Project Wizard”对话框。
3．添加元件库。
在2中出现的对话框中，用鼠标左键双击左边方框中要用到的元件库名（或先用鼠标选中元件库名，再按Add），则该元件库名出现在右边方框内；按完成按钮。
即出现电路图绘制窗口Schematic。
4．放置元件。
点击Place\Part，出现“Place Part”对话框；在“Libraries”下面方框中选择所要用的元件库。
R, L, C元件及受控源在Analog库中，独立源在Source 库中。
独立电压源元件以V开头，独立电流源元件以I开头，例VDC表示直流电压源，IAC表示交流电流源等。
在Libraries上面的方框中选中元件，按OK，元件就会出现在绘图窗口，按鼠标左键即可将元件放置在所需位置。
若还需再加该种元件，则可再按鼠标左键放置即可。
若要结束该种元件的放置，则按鼠标右键，选“End Mode”。
其它元件可按同样方法绘制。
激活元件按鼠标右键选“rotate”可改变元件方向。
5．设置元件参数。
每个电路元件均有默认值，元件放置后可根据要仿真的的电路设置其参数。
像RLC元件和直流电源，可直接用鼠标点击元件一侧的元件值，在对话框中输入元件值即可。
OrCAD_PSPICE_仿真入门
器件封装调用
在Link Footprint to Component 栏内点OK,对于没有 定义的管脚封装图,出现MAXECO提示说明,确定
器件封装调用
在Link Footprint to Component 栏内点OK,对于没有定义的管脚封 装图, 点Link existing footprint to component来查找连接封装。
原理图绘制
修改后原理图变为:
电路原理图保存
执行File/Save命令
电路图的仿真
(三)电路的仿真(瞬态分析)
1、建立电路网表(执行PSpice/Create Netlist命令)
电路图的仿真
2、仿真参数类型设置
执行PSpice/New Simulation Profile命令
•执行PSpice/Create Netlist命令
仿真波形测量
执行Plot/Label/Mark命令，显示该波形顶峰标尺坐标
仿真波形测量
第一位置坐标为顶峰处时间数值 第二位置坐标为顶峰处电压数值
仿真波形测量
执行Trace/Cursor/Trough命令，
Plot/Label/Mark命令，测量该波形谷底坐标
仿真波形测量
声音信号触发后灯亮保持时间的测量： 执行Trace/Cursor/Display命令,使测量坐标处于显示状态
电路图的仿真
在Analysis
Type栏,选TimeDomain(Transient) 在Start saving data栏填写0s 在Run to栏填写30s
在Maximum step栏， 填写0.1s，或不填， 由系统默认。 点击“确定”按钮
OrCADPspice仿真分析功能介绍全解
扫描变量类型
扫描方式
直流扫描分析的参数设置对话框
类别 扫 描 变 量 类 型 扫 描 方 式
参数名 Voltage Soure Temperater Current Soure Model Parameter Global Parameter Linear Octave 电压源 温度 电流源 模型参数 全局参数
参数名
Print Step Final Time
类别
瞬态分析 瞬态分析 时间计算间隔
说明
瞬态分析终止时间
No-Print Delay
Step Ceiling Detailed Bias Pt. Skip intial transient solution Enable Fourier Center Frequency Num of harmonics Output Vars
说明
线性扫描，扫描变量按规定的步长线性增长
倍频程扫描，扫描变量按以8为底的对数规律增长
Decade
Value List
数量级扫描，扫描变量按以10为底的对数规律增长
任意扫描，按照列表中给定的离散值无规律变化
直流扫描分析的参数
直流扫描分析举例：电路以模型参数作为直流分析的自变量，所 选定的元器件所Q2N2222的模型C参数BF。
瞬态分析
瞬态分析 瞬态分析
允许的最大时间计算间隔
开始保存分析数据的时刻 是否详细输出偏置点的信息
瞬态分析
傅里叶分析 傅行基本工作点运算
启用傅里叶分析 用于指定傅里叶分析中采用的基波 频率，其倒数即为基波周期 用于指定傅里叶分析时要计算到多 少次谐波 用于确定对其进行傅里叶分析的输 出变量名
2、瞬态分析(Bias Point)
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Place power
放置分页图纸间的接口
Place net name
原理图绘制
(二) 原理图绘制
以声控开关为例（电源是直流12V，负载为发光二极管）见下图: 以声控开关为例（电源是直流12V，负载为发光二极管）见下图:
放置集成块运放uA741 放置集成块运放uA741
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框 Libraries”列表框 中选择“OPAMP”库 中选择“OPAMP”库 在 “Part”列表框中选 Part”列表框中选 择“uA741” 择“uA741” 单击“OK” 单击“OK” 将集成块移至合适位置， 按鼠标左键 按ESC键或鼠标右键点 ESC键或鼠标右键点 end mode以结束绘制 mode以结束绘制 元器件状态
放置集成块时基电路555 放置集成块时基电路555
同样在Anl_misc库内找到555B或555C，放置在原理图中 同样在Anl_misc库内找到555B或555C，放置在原理图中
原理图绘制
放置电阻符号
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框中 Libraries”列表框中 选择“ANALOG” 选择“ANALOG” 在 “Part”列表框中选择 Part”列表框中选择 “ R”，单击“OK” R”，单击“OK” 将电阻R 将电阻R移至合适位置， （按键盘中的R （按键盘中的R键，器件 旋转）按鼠标左键放置 按ESC键（或鼠标右键 ESC键（或鼠标右键 点end mode）结束绘制 mode）结束绘制 元器件状态
放置地符号
执行P1ace/Ground命令 执行P1ace/Ground命令 在 “Libraries”列表框中 Libraries”列表框中 选择“SOURCE” 选择“SOURCE” 在 “Symbol”列表框中选 Symbol”列表框中选 择“ 0/SOURCE” 单击“OK” 单击“OK” 将地符号0 将地符号0 地移至合适位 置，按鼠标左键 按ESC键或鼠标右键点 ESC键或鼠标右键点 end mode以结束绘制元 mode以结束绘制元 器件状态
仿真波形测量
仿真波形测量
点击分析窗口左下角“V(U1:OUT)” 点击分析窗口左下角“V(U1:OUT)” 执行Trace/Cursor/Peak命令，测量标尺定位于该波形 执行Trace/Cursor/Peak命令，测量标尺定位于该波形 顶峰
仿真波形测量
执行Plot/Label/Mark命令，显示该波形顶峰标尺坐标 执行Plot/Label/Mark命令，显示该波形顶峰标尺坐标
实验仿真
2、创建新项目
在菜单栏中选择file>new>Project 在菜单栏中选择file>new>Project
实验仿真
Name:键入项目名称,如 swth Location：点 Browse选择项目名 保存的路径，如 F:\mydesign Create a New Project Using： ： 工程项目后续处理功能选择：
器件放置
也可以按下步骤放置uA741： 也可以按下步骤放置uA741：
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 Part中输“ *741* ” ， Part中输“ 点击Part 点击Part Search, 点击Begin 点击Begin Search, 在Library 库中寻找到 uA741/opamp.olb 单击“OK” 单击“OK” 执行前面的步骤，单击 “OK”，放置器件，断开放 OK”，放置器件，断开放 置
其余元件属性参数修改
将R2的1k修改为1m R2的1k修改为1m 将R3的1k修改为1m R3的1k修改为1m 将R4的1k修改为82k R4的1k修改为82k 将R5的1k修改为2k R5的1k修改为2k 将C1的1n修改为0.1u C1的1n修改为0.1u 将C2的1n修改为220u C2的1n修改为220u Vi的VOFF值设定为6v Vi的VOFF值设定为6v Vi的VAMPL值设定为30mv Vi的VAMPL值设定为30mv Vi的FREQ值设定为2kHz Vi的FREQ值设定为2kHz V1的0Vdc更改为12Vdc V1的0Vdc更改为12Vdc
原理图绘制
连接电路图如下: 连接电路图如下:
元件属性参数更改
器件符号的更改( 器件符号的更改( Reference)
将鼠标对准器件的符号如V2，双击鼠标左键，出现“Display 将鼠标对准器件的符号如V2，双击鼠标左键，出现“Display Properties”窗口 Properties”窗口 在“Value”栏填入“Vi” 在“Value”栏填入“Vi” 单击“OK” 单击“OK”
原理图绘制
修改后原理图变为: 修改后原理图变为 执行File/Save命令
电路图的仿真 (三)电路的仿真(瞬态分析) 电路的仿真(瞬态分析)
1、建立电路网表(执行PSpice/Create Netlist命令)
电路图的仿真
2、仿真参数类型设置
执行PSpice/New 执行PSpice/New Simulation Profile命令 Profile命令
电路图的仿真
电路图的仿真
4、运行仿真程序 执行PSpice/Run命令 执行PSpice/Run命令 屏幕上出现PSpice仿真分析窗口 屏幕上出现PSpice仿真分析窗口
电路图的仿真
仿真结果图
仿真波形测量
5、波形测量 执行Trace/Cursor/Display命令 执行Trace/Cursor/Display命令
电路图的仿真
3、放置仪器探头 、放置仪器探头 执行PSpice/Markers/Voltage Level命令 执行PSpice/Markers/Voltage Level命令 将电压探头拖至被测信号端,如运放U1的正负输入U1+、 电压探头拖至被测信号端,如运放U1的正负输入U1+、 U1-，U1的输出U1OUT；555U2的输出U2OUT,U2充放电电压 U1- U1的输出U1 555U2的输出U2 ,U2充放电电压 U2Discharge等节点处。 按ESC键，以结束 ESC键，以结束 仪器探头放置
放置直流电源符号
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框中 Libraries”列表框中 选择“SOURCE” 选择“SOURCE” 在 “Part”列表框中选择 Part”列表框中选择 “ VDC” 单击“OK” 单击“OK” 将直流源VDC移至合适 将直流源VDC移至合适 位置，按鼠标左键 按ESC键（或鼠标右键 ESC键（或鼠标右键 点end mode）结束绘制 mode）结束绘制 元器件状态
元件属性参数更改
器件参数值的更改( 器件参数值的更改( value) 将鼠标对准器件的参数值如R1的1K，双击鼠标左键， 将鼠标对准器件的参数值如R1的1K，双击鼠标左键， 出现“Display Properties”窗口 出现“Display Properties”窗口 在“Value”栏填入“10K” 在“Value”栏填入“10K” 单击“OK” 单击“OK”
在Create a New Project Using复选 框中选择Analog or Mixed-Signal Circuit 单击“OK”
实验仿真
出现”Create PSpice Project”对话窗口 选择”Create a blank proj”，然后点“OK”. 建立一个空项目。
实验仿真
放置二极管符号
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框中选 Libraries”列表框中选 择“diode”库 择“diode”库 在 “Part”列表框中选择 Part”列表框中选择 “ D1N4002”，单击“OK” D1N4002”，单击“OK” 将该二极管移至合适位置， （按键盘中的R （按键盘中的R键，器件旋 转）按鼠标左键放置 按ESC键（或鼠标右键点 ESC键（或鼠标右键点 end mode）结束绘制元器 mode）结束绘制元器 件状态
放置电容符号
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框中选 Libraries”列表框中选 择“ANALOG” 择“ANALOG” 在 “Part”列表框中选择 Part”列表框中选择 “ C” 单击“OK” 单击“OK” 将电阻C 将电阻C移至合适位置， （按键盘中的R （按键盘中的R键，器件旋 转）按鼠标左键放置 按ESC键（或鼠标右键点 ESC键（或鼠标右键点 end mode）结束绘制元器 mode）结束绘制元器 件状态
Analog or Mixed-signal Circuit 本工程以后将进行数/模混合仿真 PC Board Wizard 本工程以后将用来进行印刷版图设计
Programmable Logic Wizard
本工程以后将用于可编程器件的设计(在 9.2版本已经不支持) Schematic 本工程只进行原理图设计
•执行PSpice/Create Netlist命令
电路图的仿真
在Analysis Type栏,选TimeDomain(Transient) Type栏 在Start saving data栏填写0s data栏填写0s 在Run to栏填写30s to栏填写30s
在Maximum step栏， step栏， 填写0.1s，或不填， 填写0.1s，或不填， 由系统默认。 点击“确定”按钮
放置激励源符号
执行P1ace/Part命令 执行P1ace/Part命令 在 “Libraries”列表框中 Libraries”列表框中 选择“SOURCE” 选择“SOURCE” 在 “Part”列表框中选择 Part”列表框中选择 “ VSIN”，或 VSIN”，或 “VPULSE”, 或“VPWL” 或“VPWL” 单击“OK” 单击“OK” 将激励源移至合适位置， 按鼠标左键 按ESC键或鼠标右键点 ESC键或鼠标右键点 end mode以结束绘制元 mode以结束绘制元 器件状态