【技术前沿】
最新版本OrCAD/PSpice 9.0的特色和应用技巧
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---- 1998年初OrCAD公司和MicroSim公司实现强强联合以后，两家公司原有的EDA软件也
有机地组合在一起，于1998年11月推出了最新版EDA软件系统OrCAD9.0。久负盛名的
PSpice软件在该系统中既可以单独调用，还可与系统中的其他软件模块配合使用。其相互
关系如图1所示。本文主要介绍每一个软件模块的功能特点。以后将结合实例，介绍主要
功能的应用技巧。
一. OrCAD/PSpice9的功能特点
---- (1)对模拟电路，不仅可以进行直流、交流、瞬态等基本电路特性分析，而且可进行
蒙托卡诺(MC) 统计分析，最坏情况(Wcase)分析、优化设计等。
---- (2)不仅可对数字电路进行逻辑模拟，还可对数/模混合电路进行计算机分析，并能
进行最坏情况逻辑模拟。为了突出这一功能特点，软件又称为PSpice A/D。
---- (3)从版本9开始，PSpice A/D与OrCAD/Express、OrCAD/Layout一样，均以OrCAD/
Capture作为前端模块。这样，既可以利用电路图设计软件Capture的各种功能，还可以
实现OrCAD中设计项目统一管理。对于以前用PSpice中电路图设计软件Schematic生成的
电路图，版本9中提供有Sch2cap程序，可将其转为Capture可接受的格式。
---- (4)OrCAD/PSpice A/D 9中将电路模拟和结果波形显示分析两大模块集成在一起。
Probe只是作为其中的一个窗口。该模块具有下述3种主要功能。
---- (a)显示电路中的节点电压、支路电流波形。
---- (b)具有对模拟结果波形进行再加工的功能，以提取出更多的信息。例如蒙托卡诺
分析以后，可以绘制电路特性参数分布直方图，得到成品率信息。参数扫描分析以后，
可从结果波形中提取出电路特性特征参数，例如滤波器的带宽和中心频率，并可进一步
得到这些特征参数与电路中元器件的关系，有助于实现电路的优化设计。
---- (c)数字电路中逻辑错误问题的检测。在显示逻辑模拟结果波形时，Probe可以检
测出电路中存在的冒险竞争、时序错误等问题，并可以将出错位置标注在电路中。
---- (5)引入了模拟类型分组(Simulation Profile)的概念。在版本9以前的
PSpice A/D程序中，绘制好电路图后，对设置的分析类型种类没有限制。完成电路模拟
以后，所有设置的电路特性分析结果存放在同一个输出数据文件中。在
OrCAD/PSpice A/D 9中，将直流DC扫描、交流小信号AC分析和瞬态TRAN分析作为3种基本
的分析类型。对每一种电路，在一个模拟类型分组中，只能包括这3种基本分析类型中的
一种分析，对同时进行的灵敏度分析、温度特性、参数扫描、蒙托卡诺分析等没有限制。
每一个模拟类型分组均有各自的名称，分析结果数据单独存放在一个文件中。对同一个
电路，可建立多个模拟类型分组，不同分组可针对同一种特性分析类型，只是分析参数
不同。引入这一概念的好处是，可以单独保存不同类型分析的结果。删除其中一个，不
会对其他类型分析结果产生影响。
二. 电路图设计软件OrCAD/Capture
---- OrCAD/Capture是一个功能强大的电路原理图设计软件。除可生成各类模拟电路、
数字电路和数/模混合电路的电路原理图外，还配备有元器件信息系统CIS
(Component Information System)，可以对元器件的采用实施高效管理。同时该软件还
具有ICA(Internet Component Assistant)功能，可在设计电路图的过程中从Internet
互联网上的元器件数据库中查阅、调用上百万种元器件。
---- 采用Capture作为PSpice的前端模块，用户只需以人机交互图形编辑方式在屏幕上
绘制好电路原理图，设置好分析参数，即可在Capture环境下继续完成电路模拟。在
Capture环境下，还能控制图1中其他配套软件模块的运行。
三. 激励信号波形编辑软件(StmEd: Stimulus Editor)
---- StmEd软件是一个以交互方式运行的激励信号波形编辑器，可以生成PSpice运行过程
中瞬态分析需要的脉冲、分段线性、调幅正弦、调频和指数信号等5种信号波形，和逻辑
模拟需要的时钟信号、各种形状脉冲信号以及总线信号波形。
四. 模型参数提取软件(ModelEd：Model Editor)
---- 版本9的模型参数库不但增添了不少厂家提供的约1000个器件模型，使库中涉及的
器件数达到13000个，而且新增了EKV MOSFET模型以及光耦合器、达林顿管、DAC和ADC
等新的器件类型。其中，EKV2-6是一种基于器件物理特性的模型，适用于采用亚微米
工艺技术的低压、小电流模拟电路和数/模混合电路的模拟分析。
---- 如果用户采用了未包括在模型参数库中的元器件，可以调用模型参数生成软件自行
提取模型参数。版本9中，模型参数生成软件已改名为ModelEd，其功能比版本8中的Parts
程序有了下述扩展。
---- (1)统一处理以文本和修改规范两种形式提取模型参数。
---- (2)新增了达林顿器件的模型参数提取。
---- (3)模型参数提取运行结束后，同时自动在图形符号库中增添该器件符号。
五. 优化程序Optimizer
---- 为了进一步帮助用户改进其电路设计，PSpice A/D提供有优化模块Optimizer，可以
在电路模拟的基础上，根据用户规定的电路特性约束条件(例如要求满足规定的带宽和
增益要求)，自动调整电路元器件参数(例如调整偏置电阻和晶体管参数)，以满足某一
电路指标要求(例如使电路功耗最小)。调用Optimizer程序可同时调节8个元器件参数，
满足8个优化目标和约束条件(或其组合)。优化结束后，除给出最佳的元器件参数取值
和实现的优化结果外，还同时输出下述信息：
---- (1)每一约束条件的裕度。
---- (2)每一优化目标对每一个待调整的电路元器件参数灵敏度(导数)。
---- (3)对每一约束条件的性能成本。
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