IV. Моделирование

Параметры моделирования для созданного проекта заносятся в файл *.sim, называемый профайлом моделирования. В него заносятся вид анализа и глобальные параметры моделирования. Новый профайл создается по команде PSpice / New Simulation Profile (значок команды ). В окне (рисунок 7) записывается имя профайла и нажимается кнопка Create.

Рисунок 7.

Открывается диалоговое окно профайла моделирования (рисунок 8).

Рисунок 8.

В поле Analysis type выбирается тип анализа: анализ переходных процессов (Transient), анализ амплитудно-частотных характеристик (АС Sweep) и др. В поле Options по умолчанию устанавливается выбранный вид анализа (General Settings) и в дополнение к основному виду анализа можно задать дополнительные (Monte Carlo, Parametric Sweep и др.). При моделировании цифровых схем используется вид анализ Transient. Для этого режима в поле Run to time проставляется время моделирования. Если пометить галочкой строку [SKIPBP], то отменяется расчет схемы по постоянному току. Далее можно установить уровень аналого-цифрового интерфейса цифровых схем по умолчанию. Для этого в главном меню профайла моделирования нажимается кнопка Options, в списке Category выбирается Gate-level Simulation, в строке Initiale all flip-flop to установливается «0» или «1», и в строке Default I/O level for A/D interfaces (уровень интерфейса по умолчанию) устанавливается для аналого-цифровых схем цифра 2. Нажимается кнопка ОК. Уровень интерфейса для конкретных цифровых схем можно изменять в таблицах, открывающихся после двойного щелчка ЛКМ на выбранном компоненте.

Цифровые компоненты могут иметь три уровня аналого-цифрового интерфейса (преобразования входного аналогового сигнала в цифровой). Для совмещения аналоговой части с цифровыми микросхемами используется второй уровень интерфейса AtoD2. Третий уровень интерфейса AtoD3 применяется для схем, имеющих порог Шмитта. Для чисто цифровой части проекта используется первый уровень интерфейса AtoD1, имеющий в некотором диапазоне входных сигналов состояние «X» (неопределенное состояние). Поэтому третий уровень интерфейса нельзя применять для микросхем, подсоединяемым к аналоговым устройствам.

Редактирование профайла моделирования производится по команде PSpice / Edit Simulation Profile (значок команды ).

Запуск программы моделирования PSpice A/D выполняется по команде PSpice Run (значок команды ). После того, как закончится расчет схемы, выполняется команда Trace / Add Trace (значок команды ). В открывшемся окне приводится список узлов, в которых можно просмотреть как напряжения, так и токи в узлах схемы. (Обозначения токов можно удалить, убрав галочку в строке Current). Выделяются щелчком ЛКМ необходимые узлы, список которых появляется в строке Trace Expression и, нажимая ОК, на экран выводятся графики.

Лабораторная работа №1 «ознакомление с системой orcad»

Цель работы:

Изучение порядка запуска системы OrCAD, создания нового чертежа и сохранения чертежа.

Порядок выполнения работы

1. С помощью программы Проводник Windows создайте папку Ivanov\OrCADLabs\Project1 или аналогичную. Запустите программу OrCAD - Capture CIS через меню Пуск Windows. В окне OrCAD Capture должно появиться окно Session Log.

2. Выберите в главном меню программы OrCAD Capture пункт меню Options - Design Template. В открывшемся диалоговом окне Design Template на странице Page Size установите переключатель единиц измерения Units в положение Millimeters, переключатель New Page Size (размер листа) в положение A4. В поле Pin-to-Pin Spacing (минимальное расстояние между выводами) введите 1. Шаг сетки равен минимальному расстоянию между выводами, в данном случае 1 миллиметр. На странице Font установите для шрифтов Part Value, Power Text, Property, Text, Title Block Text параметры:

- шрифт - Arial;

- начертание - Обычный;

- размер - 10;

- набор символов - Кириллица.

На странице Grid Reference установите флажок на выключателе Border Visible - Displayed, на остальных выключателях флажки должны быть сняты.

Закройте диалог Design Template нажатием клавиши OK.

3. Выберите пункт меню File - New - Project. В открывшемся диалоговом окне в поле Name введите имя проекта Project1. Нажмите кнопку Browse и выберите вновь созданный каталог. Установите переключатель Create a New Project Using в положение Schematic (проект создается только для вычерчивания схем, но не для разводки и моделирования). На экране должны открыться окна Project1 и /(SCHEMATIC1:PAGE1).

4. Перейдите в окно /(SCHEMATIC1:PAGE1). Выберите пункт меню Options - Preferences. В открывшемся диалоговом окне Options - Preferences на странице Grid Display установите флажки Schematic Page Grid - Visible - Displayed (включить отображение сетки в редакторе схем), Part and Symbol Grid - Visible - Displayed (включить отображение сетки в редакторе символов), Schematic Page Grid - Pointer Snap to Grid (включить шаговую привязку в редакторе схем) , Part and Symbol Grid - Pointer Snap to Grid (включить шаговую привязку в редакторе символов).

5. Перейдите в окно Project1. Щелкните правой кнопкой мыши на надписи SCHEMATIC1 и выберите в меню пункт New Page. В диалоговом окне New Page in Schematic ‘SCHEMATIC1’ в поле Name введите имя страницы Lab1. Будет создана новая страница с указанным именем.

6. Перейдите в окно Project1. Щелкните правой кнопкой мыши на надписи PAGE1 и выберите в меню пункт Rename. В диалоговом окне New Page in Schematic ‘SCHEMATIC1’ в поле Name введите имя страницы Lab2. Страница будет переименована.

7. Выберите в меню пункт File-Save для сохранения проекта.

8. Перейдите в окно Lab1. Нажмите кнопку (команда Place Part - разместить элемент) на панели Tool Palette. В диалоговом окне Place Part нажмите кнопку Add Library для добавления библиотеки элементов. В диалоговом окне Browse File выберите библиотеку C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\Pspice\ source.olb и нажмите кнопку Открыть. В список используемых для проекта библиотек (поле Libraries диалогового окна Place Part) будет добавлена библиотека, содержащая условные графические изображения (УГО) источников напряжения, тока и генераторов сигналов различной формы. Добавьте в список библиотеки C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\Pspice\analog.olb (содержит УГО пассивных элементов), C:\Program Files\OrCAD\Capture\Library\Pspice\ jbipolar.olb (содержит УГО биполярных транзисторов) и C:\Program Files\ OrCAD\Capture\Library\Pspice\diode.olb (содержит УГО диодов).

9. В диалоговом окне Place Part в поле Libraries щелкните левой кнопкой на имени библиотеки Analog. В списке элементов библиотеки Analog щелкните левой кнопкой на имени R. Имя R должно появиться в поле Part. Закройте диалоговое окно Place Part нажатием клавиши Ok. Щелкните левой кнопкой мыши в графической зоне окна Lab1. На чертеже будет помещено изображение резистора. Щелкните левой кнопкой мыши в другом месте чертежа. На чертеже будет помещено еще одно изображение резистора. Щелкните правой кнопкой мыши и в появившемся диалоговом окне выберите пункт End Mode. Размещение элементов прекратится.

10. Разместите на чертеже УГО конденсатора, p-n-p и n-p-n транзисторов и источника напряжения (VDC из библиотеки source).

11. Нажмите кнопку на панели Tool Palette. В диалоговом окне Place Ground выберите символ GND_POWER. Закройте диалоговое окно Place Ground нажатием клавиши OK. Разместите на чертеже символ земли. Щелкните правой кнопкой мыши и в появившемся диалоговом окне выберите пункт End Mode. Размещение элементов прекратится.

12. Выберите изображение резистора. Скопируйте его в буфер обмена Windows, а затем вставьте в чертеж путем использования кнопок на панели Toolbar. Аналогичным образом скопируйте и вставьте в чертеж изображения n-p-n транзистора и конденсатора.

13. Выберите изображение p-n-p транзистора. Выберите в меню пункт Edit - Mirror - Vertically. Изображение транзистора будет повернуто зеркально относительно горизонтальной оси.

14. Выберите изображение резистора. Выберите в меню пункт Edit -Rotate. Изображение резистора будет повернуто на 90° против часовой стрелки.

15. Начертите схему усилителя согласно рисунку 9.

Рисунок 9.

Для нанесения на чертеж изображения проводов используйте кнопку (команда Place - Wire) на панели Tool Palette. При присоединении проводника к выводу изображение зоны захвата вокруг вывода должно пропасть. Завершение вычерчивания проводника производится щелчком правой кнопкой мыши. Атрибуты элементов - позиционное изображение и номинал можно перемещать мышью отдельно.

16. Перейдите в окно Project1. На странице File выделите имя Lab1 и выберите в меню пункт Tools - Annotate (команда простановки позиционных обозначений). В диалоговом окне Annotate установите следующие параметры:

- переключатель Scope - в положение Update entire design (команда Annotate будет применена ко всей схеме);

- переключатель Action - в положение Unconditional reference update (безусловное обновление всех позиционных обозначений);

Закройте диалог нажатием клавиши OK. В ответ на запрос:

This will annotate and save your design. Do you wish to continue? нажмите кнопку OK. Все позиционные обозначения будут переименованы по правилу “слева направо, сверху вниз” и схема будет записана на диск. После автоматической расстановки позиционных обозначений схема будет выглядеть в соответствии с рисунком 10.

Рисунок 10.

17. Выберите в меню пункт File - Save для сохранения чертежа. Завершите работу с системой OrCAD.