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 Pennsylvania
Department 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
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
4.1 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。学⽣版（功能受限）随教科书奉送。OrCAD的学⽣版称为PSpice AD Lite。有关PSpice AD Lite的信息可以从OrCAD的⽹站获得：
/doc/92ba9b2de2bd960590c67752.html /pspicead.aspx
Pspice的学⽣版有下⾯的限制：电路最多有64个节点，10个晶体管和2个运算放⼤器。 SPICE可以进⾏各种类型的电路分析。最重要的有： z⾮线性直流分析：计算直流传递曲线。
z⾮线性瞬态和傅⾥叶分析：在⼤信号时计算作为时间函数的电压和电流；傅⾥叶分析给出频谱。
z线性交流分析：计算作为频率函数的输出，并产⽣波特图。
z噪声分析
z参量分析
z蒙特卡洛分析
另外，Pspice有标准元件的模拟和数字电路库（例如：NAND，NOR，触发器，多选器，FPGA，PLDs和许多数字元件）。这使得它成为⼀种⼴泛⽤于模拟和数字应⽤的有⽤⼯具。
所有分析都可以在不同温度下进⾏。默认的温度是300K。
电路可以包含下⾯的元件：
z Independent and dependent voltage and current sources独⽴和⾮独⽴的电压、电流源z Resistors电阻
z Capacitors电容
z Inductors电感
z Mutual inductors互感器
z Transmission lines传输线
z Operational amplifiers运算放⼤器
z Switches开关
z Diodes⼆极管
z Bipolar transistors双极型晶体管
z MOS transistors⾦属氧化物场效应晶体管
z JFET结型场效应晶体管
z MESFET⾦属半导体场效应晶体管
z Digital gates数字门
z其他元件(见⽤户⼿册)。
2. 带OrCAD Capture 的PSpice（9.2 学⽣发⾏版)
在开始仿真电路之前，你需要指定电路配置，这可以⽤多种⽅法进⾏。⽅法之⼀是按照元件、连接、元件的模型和分析的以⽂本⽂件输⼊电路描述。该⽂件被称为SPICE输⼊⽂
件或源⽂件（可参考：/doc/92ba9b2de2bd960590c67752.html /%7Ejan/spice/spice.overview.html ）。
另⼀种⽅法是使⽤原理图输⼊程序，例如OrCAD CAPTURE 。OrCAD Capture 与PSpice Lite AD 在随教科书提供的同⼀张光盘上。
OrCAD Capture CIS 版集成了具有器件信息系统(Component Information System ，简称CIS)的OrCAD Capture 原理图设计应⽤功能。该软件的设计着重考虑了降低花在查询现有重复采⽤的器件上⾯的时间，以及减少⼿⼯登记元器件的信息内容和元器件数据库的维护。对元器件的查询是基于它们所拥有的电性能参数，通过采⽤OrCAD Capture CIS 软件可以⾃动地检索相关联的器件情况。
Capture 是⼀个⽤法友好的程序，它允许你获取电路的原理图并且指定仿真的类型。Capture 不但可以产⽣输⼊⽂件⽽且可以⽤于PCB 布局设计程序。
下⾯的图概要说明了有关⽤Capture 和PSpice 仿真⼀个电路的不同步骤。我们将通过⼏个例⼦简要地描述这些步骤的每⼀步。
图1：⽤Pspice 仿真电路的步骤
元件的值可以⽤下⾯的度量因⼦指定（⼤⼩写均可）：
T or Tera (= 1E12) U or Micro (= E-6)
G or Giga (= E9) N or Nano (= E-9)
MEG or Mega (= E6) P or Pico (= E-12)
K or Kilo (= E3) F of Femto (= E-15)
M or Milli (= E-3)
在Pspice 和Hspice 中都允许⼤写和⼩写字母。例如，可以下⾯的⽅法指定⼀个225pF 的电容：225P ，225p ，225pF ；225pFarad ；225E-12；0.225N 。
注意：兆被写为MEG ，例如⼀个15兆欧姆的电阻可以被指定为15MEG ，15MEGohm ， 15meg 或15E6。⼩⼼M 与Mega ！如果你写15Mohm 或15M ，Spice 将会把它们读为15 milliOhm ！
作为例⼦，我们将对下⾯的电路进⾏不同类型的仿真。
第⼀步：⽤Capture 创建电路
z 创建⼀个新的模拟，混合AD 项⽬
z 连接元件
z 指定值和名字
第⼆步：指定仿真类型 z 创建⼀个仿真模板 z 选择分析类型：偏置，DC 扫描，晶体管，AC 扫描 z 运⾏
PSpice 第三步：观察结果
z 添加曲线到探测窗⼝
z ⽤光标分析波形描
z 运⾏ Pspice
z 保存或打印结果
图2：要被仿真的电路（OrCAD Capture的屏幕快照）
2.1第⼀步：在Capture 中创建电路
2.1.1 创建新项⽬
1.打开OrCAD Capture CIS Lite Edition。
2.创建⼀个新项⽬：File > New > Project。
3.输⼊项⽬的名字，例如Bias and DC Sweep。项⽬⽂件的扩展名为.opj，双击项⽬⽂件可以打开项⽬。
4.选择Analog or Mixed-AD模拟或混合-AD。
5.在Location框中输⼊项⽬路径。点击OK。
6.在Create PSpice Project对话框打开时，选择“Create Blank Project”。
⼀个新的页将在Project Design Manager中打开，如下所⽰。
图3：OrCAD Capture界⾯
2.1.2. 放置元件并连接它们
1. 在Capture中点击原理图窗⼝。
2. ⽤Place > Part命令放置元件或点击Place Part图标，打开如图4的对话框。
图4：放置元件窗⼝Place Part
3.选择包含所需元件的库。在Part ⽂本框中输⼊元件名字的开始部分，如图中的R，
元件列表将卷动到其名字包含输⼊字母的元件处。第⼀次使⽤Capture时如果没有库可⽤，你必须点击Add Library添加库按钮，打开Add Library窗⼝将，选择需要的库。Spice库在路径Capture\Library\Pspice下。常⽤的Library有下⾯⼏个：
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。先浏览⼀下库，看那些元件可⽤。
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。
4.从库中选择电阻、电容和直流电压以及电流源。你可以⽤⿏标左键放置元件，⽤⿏
标右键点击旋转元件。如果要放置相同元件的另⼀个实例，可以再次点击⿏标左键。
对某个元件完成特定的操作后按ESC键, 或右击并选择End Mode。可以给电容器添加初始化条件；双击该元件将打开看起来像电⼦表格的Property属性窗⼝，在IC 列的下⾯输⼊初始化条件的值，例如，2V。对于我们的例⼦我们假定IC是0V（这
是默认值）。移动元件时Snap to grid⼯具控制元件是否吸附到⽹格上。
5.在放置好所有的元件后，你需要点击GND图标放置Ground地端⼦（在右边的⼯
具栏中，见图3）。当放置地窗⼝打开时，选择GND/CAPSYM 并且给它命名为0。
不要忘记改变其名字为0，否则PSpice 将给出⼀个错误或“Floating Node”。原因是SPICE 需要⼀个地端⼦作为参考节点，其名字或节点号必须是0。
