最新版本OrCAD/PSpice 9.0的特色和应用技巧

【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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