113

Казанский государственный технический университет

им.А.Н.Туполева

Сагдиев Р.К.

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по курсу

ПРИКЛАДНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ПРИ ПОМОЩИ ПАКЕТА ПРОГРАММ PSpice, OrCad

Казань 2015

Сагдиев Р.К. Учебное пособие по курсу "Системы автоматизированного проектирования РЭА". Моделирование электрических схем при помощи пакета программ PSpice, OrCad. Казань. Казанский государственный технический университет. 2015.

Учебное пособие предназначено для работы и обучения студентов различных форм обучения радиотехнических специальностей 2007, 2010, 2012, 2016. В настоящем пособии излагаются основы моделирования радиоэлектронных цепей при помощи пакета программ PSpice, OrCad, разобраны особенности моделирования различных цепей.

Содержание учебного пособия позволяет использовать его для самостоятельного изучения основ систем автоматизированного проектирования PSpice, OrCad, в объеме, достаточном для квалифицированного решения основных профессиональных задач будущими инженерами.

Настоящее пособие рекомендуется как базовое

пособие для студентов как заочной, так и очной формы обучения.

Табл. 5. Ил. 44. Библиогр.: 9 назв.

© Р.К.Сагдиев, 2015

Содержание

	Стр.
1. Структура пакетов прикладных программы PSpice 8.0	3
1.1. Основные этапы работы с пакетом PSpice	3
1.2. Виды анализа электрических схем в PSpice	4
1.2.1. Анализ по постоянному току DC Sweep	5
1.2.2. Временной анализ Transient	17
1.2.3. Построение переходной характеристики	22
1.2.4. Анализ частотных характеристик AC Sweep	26
1.2.5. Анализ шума Noise Analysis	30
1.2.6. Параметрический анализ Parametric	35
1.2.7. Использование глобального параметра Global Parameter	39
1.2.8. Анализ Монте-Карло Monte Carlo	42
1.3. Описание моделей радиоэлементов в PSpice	47
1.4. Моделирование при помощи функциональных блоков	50
1.5. Основные ошибки при моделировании электрических схем в PSpice	56
Лабораторная работа № 1. Моделирование диодного ограничителя	59
Лабораторная работа № 2. Моделирование усилителей на транзисторах	70
Лабораторная работа № 3. Моделирование автогенераторов	76
Лабораторная работа № 4. Исследование фильтров на операционных усилителях	85
Лабораторная работа № 5. Исследование влияния разброса номиналов элементов на характеристики фильтра методом Монте Карло	91
Лабораторная работа № 6. Моделирование вакуумного триода при помощи функциональных блоков PSpice	96
Лабораторная работа № 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ КВАРЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА	101
Список литературы	107
Приложение. Пример моделирования электрической цепи	108

1. Структура пакетов прикладных программы pspice

В состав пакета прикладных программ PSpice входят программы Schematics, Stimulus Editor, PSpice, Probe, Parts.

Работа с пакетом программ начинается со Schematics. Schematics это программа ввода схемы в электронный вид для подготовки к моделированию. Так же в Schematics производится установка задания для моделирования, редактирование моделей радиоэлементов, установка источников входного сигнала и задание его параметров. Schematics позволяет запускать другие программы, участвующие в моделировании.

Для запуска Schematics (для PSPice 8.0) необходимо нажать на кнопку ПУСК в окне Windows далее выбрать ПРОГРАММЫ, далее или MSIM EVAL 8 или DesignLav EVAL 8 (для версии PSpice 8.0), далее SCHEMATICS.

Stimulus Editor – редактор формы входного сигнала.

Parts позволяет задавать параметры моделей радиоэлементов. Параметры моделей вводятся из обычных справочников на радиоэлектронные компоненты. После введения данных Parts показывает графики характеристик радиоэлементов, по которым вы можете проверить модель радиоэлемента. После этого программа автоматически создает условное обозначение радиоэлемента.

Probe является основной программой просмотра результатов моделирования в виде графиков.

1.1. Основные этапы работы с пакетом pSpice

Перечислим основные этапы работы при моделировании электронной схемы в PSpice.

1. Ввод схемы в электронный вид.

На этом этапе рисуется схема в программе Schematics. Для того, чтобы схема «работала» необходимо установить источник входного сигнала в Schematics или в Stimulus Editor и установить источник питания схемы.

2. Установка задания на моделирование.

В Schematics задается один или несколько основных видов анализа, при необходимости задаются дополнительные виды анализа.

3. Запуск моделирования.

Моделирование запускается из программы Schematics: из меню Analysis выбирается команда Simulate. После этого автоматически открывается программа PSpice, проводящая математические расчеты, далее открывается программа Probe.

4. Просмотр результатов моделирования.

В программе Probe можно просмотреть результаты моделирования в виде графиков, указав в Schematics или в Probe точку на схеме, где необходимо просмотреть сигнал.

Результаты моделирования в виде отдельных значений и таблиц выводятся в выходной файл (Output file). Для его просмотра в Schematics надо выбрать меню Analysis и далее Examine Output.

Более подробное описание основных приемов работы с пакетом программ PSpice Вы найдете далее при описании различных видов анализа и при рассмотрении заданий.

1.2. Виды анализа электрических схем в pSpice

PSpice позволяет проводить различные виды анализа электронной схемы. Эти виды анализа делятся на основные и дополнительные.

Основные виды анализа могут работать независимо от других видов анализа, т.е. не требуют для правильной работы установки еще каких либо видов анализа.

Дополнительные виды анализа могут работать, только если задан один или несколько основных видов анализа. Дополнительные виды анализа не работают по отдельности.

• Основные виды анализа

анализ по постоянному току (DC sweep),

анализ частотных характеристик (AC sweep),

анализ временных (переходных) характеристик (Transient).

• Дополнительные виды анализа

Температурный анализ (Temperature),

параметрический анализ (Parametric),

анализ по методу Монте-Карло и анализ чувствительности схемы, нахождение наихудшего случая (Monte Carlo/Worst Case).