資源描述:
《spice電路仿真程序設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、PSPICE電路仿真程序設(shè)計(jì)湖北大學(xué)物理學(xué)與電子技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)科部楊維明教材及參考書參考書《模擬電路的計(jì)算機(jī)分析與設(shè)計(jì)—PSPICE程序應(yīng)用》清華大學(xué)出版社高文煥汪慧編《ORCAD/PSPICE9實(shí)用教程》西安電子科技大學(xué)出版社賈新章等編教材《PSPICE電路仿真程序設(shè)計(jì)》國(guó)防工業(yè)出版社李永平編CAA、CAD與EDACAA(ComputerAidedAnalysis)--計(jì)算機(jī)輔助分析CAD(ComputerAidedDesign)--計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)EDA(ElectronicDesignAutomation)--電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化第一講PSPICE
2、概論電子電路設(shè)計(jì)的流程電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的特點(diǎn)提高效率,縮短設(shè)計(jì)周期。降低設(shè)計(jì)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。共享設(shè)計(jì)資源。1.1.1EDA與電子工程設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn),從選題、方案論證、性能指標(biāo)確定、裝調(diào)電路、修改、定型參數(shù)直到批量生產(chǎn),是一個(gè)復(fù)雜而又費(fèi)時(shí)的過程。該過程的任一環(huán)節(jié),都對(duì)產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)的電路裝配、調(diào)試過程,一般均采用面包板或?qū)iT的焊接板,通過手工連線裝配,檢查無(wú)誤后,進(jìn)行電路測(cè)量,最后評(píng)估電路性能。若性能與設(shè)計(jì)值不符時(shí),需調(diào)換參數(shù)并重新調(diào)試測(cè)量,直至符合設(shè)計(jì)要求為止。但是,當(dāng)電路非常復(fù)雜時(shí),采用插接板或焊接板組裝電
3、路時(shí)所產(chǎn)生的連線錯(cuò)誤、器件損壞等人為錯(cuò)誤,常會(huì)造成人力、財(cái)力、時(shí)間的浪費(fèi)及錯(cuò)誤的性能評(píng)估。尤其是集成電路的設(shè)計(jì),器件在插接板上就無(wú)法組合成像集成電路內(nèi)部那樣緊密復(fù)雜的電子電路,裝配板上的寄生參數(shù)與集成環(huán)境中的完全不同。因此,在裝配板測(cè)試的特性將無(wú)法準(zhǔn)確地描述集成電路的真實(shí)特性。所以,電子電路的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)發(fā)展的要求,這就要借助計(jì)算機(jī)完成電子電路的輔助設(shè)計(jì),即電子電路EDA技術(shù)。EDA包括電子工程設(shè)計(jì)的全過程,如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬、電路特性分析、繪電路圖和制作PCB等。1.1.2EDA的主要作用EDA在電子工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮了不可替代的重要
4、作用,主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。1.驗(yàn)證電路方案設(shè)計(jì)的正確性當(dāng)要求的系統(tǒng)功能確定之后,首先采用系統(tǒng)仿真或結(jié)構(gòu)模擬的方法驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性,這只要確定系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)(數(shù)學(xué)模型)便可實(shí)現(xiàn)。這種系統(tǒng)仿真技術(shù)可推廣應(yīng)用于非電專業(yè)的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),或某種新理論、新構(gòu)思的方案設(shè)計(jì),進(jìn)而對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析,以判斷電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性及性能指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。這種精確的量化分析方法,對(duì)于提高設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,具有重要的指導(dǎo)意義。2.電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)器件參數(shù)的容差和工作環(huán)境溫度將對(duì)電路工作的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法,很難對(duì)這種影響進(jìn)行全面的分
5、析和了解,因而也就很難實(shí)現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)中的溫度分析和統(tǒng)計(jì)分析功能,既可以分析各種惡劣溫度條件下的電路特性,也可以對(duì)器件容差的影響進(jìn)行全面的計(jì)算分析。其內(nèi)容包括:①對(duì)不同的容差特性進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的跟蹤分析(蒙特卡羅分析);②單獨(dú)分析每一器件容差對(duì)電路的影響量(靈敏度分析);③分析全體器件容差對(duì)電路性能的最大影響量(最壞情況分析)。采用統(tǒng)計(jì)分析方法,便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度,真正做到電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.實(shí)現(xiàn)電路特性的模擬測(cè)試電子電路的設(shè)計(jì)過程中,大量的工作是各種數(shù)據(jù)測(cè)試及特性分析。但是,受測(cè)試手段及儀器精度所限
6、,有些測(cè)試項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)困難。例如,超高頻電路中的弱信號(hào)測(cè)量及噪聲測(cè)量、某些功率輸出電路中具有破壞性質(zhì)的器件極限參數(shù)測(cè)量,如高溫、高電壓、大電流等。采用EDA方式,可以方便地實(shí)現(xiàn)全功能測(cè)試,也可以直接模擬各種惡劣工作環(huán)境及各種極限條件下的電路特性而無(wú)器件或電路損壞之虞,較之傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式要經(jīng)濟(jì)得多。EDA在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,也發(fā)揮了巨大的作用。一般院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué),從簡(jiǎn)單直流電路實(shí)驗(yàn)到交流電路測(cè)試、時(shí)域分析、低頻、中頻乃至高頻放大器、脈沖數(shù)字電路的設(shè)計(jì)調(diào)試等,可達(dá)幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如果上述項(xiàng)目全開設(shè),除需要通用儀器如電源、信號(hào)源、示波器外,還需要配置價(jià)格昂貴
7、的專用儀器如掃頻儀、相位計(jì)、頻譜儀、邏輯分析儀等。這些條件,一般院校難以具備,所以有許多課程設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目因限于設(shè)備條件而不能開設(shè)。利用EDA技術(shù)仿真、測(cè)試電路特性,可節(jié)省多種測(cè)試儀器,節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支,同時(shí)充分發(fā)揮EDA精確分析、直觀顯示、全頻帶工作的優(yōu)良特性。1.1.3常用EDA仿真軟件長(zhǎng)期以來(lái),大型的EDA系統(tǒng)都是運(yùn)行在以UNIX為操作系統(tǒng)的工作站平臺(tái)上。隨著PC機(jī)性能的不斷提高及Windows操作系統(tǒng)的逐步發(fā)展,世界著名廠商如CadenceDesignSystems,MentorGraphics,Synopsys,OrCAD和ViewlogicS
8、ystems等,已先后推出了支持PC—Windows平臺(tái)的EDA開發(fā)軟件。1、PSPICE、ORCAD:通用