orcad實驗指導(dǎo)書

第二章第二章 Orcad 實驗實驗 1 實驗一實驗一 電路原理圖的繪制電路原理圖的繪制 目的 目的 熟悉在 OrCAD 中的功能及畫圖操作步驟 內(nèi)容 內(nèi)容 1 OrCAD Capture OrCAD Pspice OrCAD Layout 的功能是 OrCAD Capture 的功能 繪制電路圖 OrCAD Pspice 的功能 分析電路圖性能 波形顯示 與特征值分析 優(yōu)化設(shè)計 建立與管理器件模型 OrCAD Layout 的功能 設(shè)計信號源 設(shè) 計 PCB 圖 2 說明電路設(shè)計流程與畫電路圖的步驟 3 在 OrCAD Capture 電路編輯環(huán)境中 如何加載元件庫 4 在 OrCAD Capture 電路編輯環(huán)境中 如何取用元件 5 在 OrCAD Capture 電路編輯環(huán)境中 如何放大和縮小窗口顯示比例 6 在 OrCAD Capture 電路編輯環(huán)境中 如何連接線路 在何種情況下會自動產(chǎn)生接點 7 對于交叉的導(dǎo)線 如何讓他們連接 8 在 OrCAD Capture 電路編輯環(huán)境中 如何快速存盤 9 畫出電路圖 R R Q NPN R R C CAP NP 0 R R C CAP NP C CAP NP Q NPN VCC VCC R R R R R R C CAP NP R R OUT R R Q NPN R R Q NPN R R C CAP NP E ANTENNA 1 R R R R R R 元件名稱 元件庫說明 RDiscrete olb電阻 CAP NPDiscrete olb無級性電容 NPNTransistor olb三極管 ANTENNADiscrete olb天線 Vcc 位于 Place Power Capsym olb 下 0 位于 Place Ground source olb 下 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 2 OUT 是 Place Net alias 10 如何利用 Capture 所提供的自動元件序號排序功能 將電路圖中所有不確定的元 件序號排序 11 如果電路圖中 部分元件序號已排序 現(xiàn)在要將它們?nèi)恐匦屡判?如何做 12 如果在電路圖中有 10 個電阻 其元件名稱為 R 如果要一起將其改為 1K 應(yīng)該如何做 13 對元件的屬性進(jìn)行編輯和了解 14 Capture 所提供的選取模式有哪兩種 如果要包含完整部分才能選取的話 應(yīng)該如 何設(shè)定 15 在 Capture 中 除了以導(dǎo)線連接外 還可以用何種方法連接 16 在上面的電路圖中 將其元件序號及元件名稱編輯 17 繪制一般線條 多折線 長方形 圓或橢圓 圓弧線 文字及圖片 三 實驗報告三 實驗報告 1 將所畫電路圖存入 E 下 為自己個人目錄 例如電信 2001 級 01 班 56 號同學(xué) 個人目錄取名為 DX20010156 2 心得體會及其它 實驗二實驗二 層次電路原理圖的繪制層次電路原理圖的繪制 一 實驗?zāi)康?一 實驗?zāi)康?1 熟悉電路編輯環(huán)境中的界面修改 2 掌握層次式電路的畫圖步驟 3 元件的制作 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 3 二 實驗內(nèi)容 二 實驗內(nèi)容 1 放置總線進(jìn)出口時 如果要改變總線進(jìn)出口的方向時 如何做 2 如何使目前的電路環(huán)境編輯不顯示格點 如何設(shè)定我們在建立文件的時候 擁有 B 尺 寸的圖紙 3 如何使得圖紙邊框參考格增加為水平 6 個格位 垂直 5 個格位 4 當(dāng)我們要放置一個標(biāo)題欄 要如何操作 放好標(biāo)題欄后 如何填寫資料 5 如果希望屏幕顯示當(dāng)前圖紙的標(biāo)題欄 而打印時 不要打印出該標(biāo)題欄 如何操作 6 畫出下面的電路圖 相關(guān)元件的調(diào)用方法如下 運行 Place Part 點擊 Part Search 輸入相關(guān)元件的名 稱 進(jìn)行查找 查找到相應(yīng)的元件庫 放置元件 7 畫出下列層次電路圖 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 4 四位全加器根層電路圖 根層電路圖作法如下 運行 Place HierarchicalPlace Hierarchical BlockBlock 其中 Reference Name OneOne bitbit Implementation Type SchematicSchematic ViewView Implementation name F ADDF ADD 放置方框圖 可自行設(shè)置其大下區(qū)域 單擊方框圖 運行 Place Hierarchical Pin 輸入方框圖內(nèi)信號 的名稱及設(shè)置相關(guān)端口類型 方框圖外的其它器件調(diào)用方法 運行 Place Port Place Port 調(diào)用不同 符號 同時修改其名稱 F ADD 電路圖 F ADD 子電路圖作圖方法如下 單擊根層電路圖中的某一方框圖 單擊鼠標(biāo)右鍵 運行 Descend HierarchicalHierarchical 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 5 U3B 74LS04 34 y U2C 74LS08 9 10 8 sum carry U2B 74LS08 4 5 6 x U1B 74LS32 4 5 6 U3A 74LS04 12 U2A 74LS08 1 2 3 H ADD 電路圖 8 試說明元件由哪三部分組成 9 試列舉數(shù)種進(jìn)入元件編輯器的方法 10 試制作元件 TRL306A UD TRL306A 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g com 三 實驗報告 三 實驗報告 3 將所畫電路圖存入 E 下 為自己姓名 4 心得體會及其它 實驗三實驗三 直流工作點分析直流工作點分析 一 一 實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?1 練習(xí)直流工作點練習(xí)直流工作點 Bias Point 的分析過程 了解輸出文件的內(nèi)容 的分析過程 了解輸出文件的內(nèi)容 2 掌握修改元件參數(shù)的步驟 掌握修改元件參數(shù)的步驟 3 練習(xí)直流傳輸特性分析的過程 練習(xí)直流傳輸特性分析的過程 4 了解支流靈敏度分析的過程和內(nèi)容 了解支流靈敏度分析的過程和內(nèi)容 二 二 實驗內(nèi)容 實驗內(nèi)容 0 R1 10k D1 D1N4536 VDD 10V 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 6 1 電路如上圖所示 圖中電路如上圖所示 圖中 R 10k 二極管選用 二極管選用 D1N4536 且 且 Is 10 nA n 2 在電 在電 源源 VDD 10V 和和 VDD 1V 兩種情況下 求二極管電流兩種情況下 求二極管電流 ID和二極管兩端電壓和二極管兩端電壓 VD的值的值 元件名稱元件庫說明 RLibrary Pspice Analog olb電阻 VDCLibrary Pspice Sourse olb直流電壓源 D1N4536Library Pspice Diode olb二極管 步驟 進(jìn)入步驟 進(jìn)入 SchematicsSchematics 主窗口 繪出圖所示電路 并設(shè)置好參數(shù) 其中二極管的主窗口 繪出圖所示電路 并設(shè)置好參數(shù) 其中二極管的I Is s 1010 nAnA n n 2 2 要進(jìn)入模型參數(shù)修改窗修改 先選中二極管 再選擇菜單中要進(jìn)入模型參數(shù)修改窗修改 先選中二極管 再選擇菜單中 Edit PspiceEdit Pspice ModelModel 項 單擊項 單擊 InstanceInstance Model Text Model Text 可打開模型參數(shù)修改窗 可打開模型參數(shù)修改窗 設(shè)置直流工作點分析設(shè)置直流工作點分析 Bias Bias Point Point 將右側(cè) 將右側(cè) OutputOutput FileFile OptionOption 下第一項下第一項 選中 設(shè)置電壓源選中 設(shè)置電壓源 VDDVDD 分別為分別為 10V10V 和和 1V1V 進(jìn)行仿真后 在 進(jìn)行仿真后 在 View OutputView Output FileFile 中得到如下結(jié)果 中得到如下結(jié)果 當(dāng)當(dāng) V VDD DD 10V 10V 時 時 IDID 0 9470 947 mAmA VDVD 0 5320 532 V V 當(dāng)當(dāng) V VDD DD 1V 1V 時 時 IDID 61 561 5 uAuA VDVD 0 3850 385 V V 2 電路如下圖所示 三極管參數(shù)為電路如下圖所示 三極管參數(shù)為 Is 5 A 100 15 10 100 F bb R 要求 要求 50 A VV 1 計算電路的直流工作點 計算電路的直流工作點 2 計算電路的電壓放大倍數(shù)和輸入 輸出電阻 計算電路的電壓放大倍數(shù)和輸入 輸出電阻 Vcc 10V 0 Vb 1V Rb 10k Q1 Q2N2923 out Rc 2k 元件名稱元件庫說明 RLibrary Pspice Analog olb電阻 VDCLibrary Pspice Sourse olb直流電壓源 Q2N2923Library Pspice Bipolar olb三極管 步驟 進(jìn)入步驟 進(jìn)入 SchematicsSchematics 主窗口 繪出圖所示電路 并設(shè)置好參數(shù) 其中三極管的主窗口 繪出圖所示電路 并設(shè)置好參數(shù) 其中三極管的 Is 5 Is 5 A A 100100 要進(jìn)入模型參數(shù)修改窗修改 先選要進(jìn)入模型參數(shù)修改窗修改 先選 15 10 100 F bb R50 A VV 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 7 中三極管 再選擇菜單中中三極管 再選擇菜單中 Edit PspiceEdit Pspice ModelModel 項 單擊項 單擊 InstanceInstance Model Text Model Text 可打開可打開 模型參數(shù)修改窗 將相應(yīng)參數(shù)修改為模型參數(shù)修改窗 將相應(yīng)參數(shù)修改為 Is 5 0E 15Is 5 0E 15 Bf 100Bf 100 Rb 100Rb 100 Vaf 50Vaf 50 1 1 設(shè)置直流工作點分析設(shè)置直流工作點分析 Bias Bias Point Point 將右側(cè) 將右側(cè) OutputOutput FileFile OptionOption 下第一項選中 下第一項選中 進(jìn)行仿真后 在進(jìn)行仿真后 在 View OutputView Output FileFile 中得到如下結(jié)果中得到如下結(jié)果 3 01x10 23 01x10 2 mAmA 2 552 55 mAmA 4 904 90 B I C I CE V V V 2 設(shè)置直流工作點分析 設(shè)置直流工作點分析 Bias Point 將右側(cè) 將右側(cè) Output File Option 下第三項選中 下第三項選中 From input source Vb To output V out 進(jìn)行仿真后 在 進(jìn)行仿真后 在 View Output File 中得到如中得到如 下結(jié)果 下結(jié)果 放大倍數(shù)放大倍數(shù) Av 100 輸入電阻輸入電阻 Ri 100R 輸出電阻輸出電阻 Ro 1R 3 電路圖如上題 了解電路中各個元件對電路特性的影響 電路圖如上題 了解電路中各個元件對電路特性的影響 步驟 步驟 設(shè)置直流工作點分析設(shè)置直流工作點分析 Bias Point 將右側(cè) 將右側(cè) Output File Option 下第二項選中 設(shè)下第二項選中 設(shè) 置置 Output I V V out 進(jìn)行仿真后 在 進(jìn)行仿真后 在 View Output File 查看電阻及三極管中的各個參查看電阻及三極管中的各個參 數(shù)對輸出電壓的影響 數(shù)對輸出電壓的影響 DC SENSITIVITIES OF OUTPUT V OUT ELEMENT NAME ELEMENT VALUE ELEMENT SENSITIVITY VOLTS UNIT NORMALIZED SENSITIVITY VOLTS PERCENT R Rb 1E44 584E 44 584E 2 R Rc 2E3 2 332E 3 4 665E 2 V Vcc 1E19 139E 10 9 139E 2 V Vb 1 1 522E 3 1 522E 1 三 三 上機(jī)操作報告 上機(jī)操作報告 5 將所畫電路圖存入將所畫電路圖存入 E 下 下 為自己姓名 為自己姓名 6 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 7 心得體會及其它 心得體會及其它 實驗四實驗四 交流掃描分析交流掃描分析 一 一 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?1 掌握交流掃描分析的各種設(shè)置和方法 二 二 實驗內(nèi)容 實驗內(nèi)容 1 共射極放大電路如下圖所示 試分析出中頻區(qū)放大倍數(shù) 上限截止頻率和下限截 止頻率 電路輸入電阻和輸出電阻 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 8 C1 10U R2 3K R5 3K RS 2K R3 1k C2 10U 0 C3 10U V2 12V VK V1 FREQ 10K VAMPL 0 01 VOFF 0 OUT R1 300K 0 Q2 Q2N3904 元件名稱元件庫說明 RLibrary Pspice Analog olb電阻 CLibrary Pspice Analog olb電容 Q2N3904Library Pspice Bipolar olb三極管 VDCLibrary Pspice Sourse olb直流電壓源 VSINLibrary Pspice Sourse olb正弦信號源 步驟 1 作出電路圖 修改三極管參數(shù) 放大系數(shù) 80 rbb rb 100 將 V1 信號源的 AC 設(shè)置為 1 設(shè)置方法 雙擊電壓源 V1 出現(xiàn) V1 電壓參 數(shù)設(shè)置界面 將 AC 設(shè)置為 1 否則交流仿真分析無法完成 2 在 Analysis type 中選擇 AC Sweep Noise 在 Options 中選中 General Settings AC Sweep 的分析頻率從 0 01Hz 到 1GHz 采用十倍頻 每十倍頻采樣點數(shù)為 50 運行仿真 3 在 Probe 窗口中 鍵入幅頻響應(yīng)表達(dá)式 DB V OUT V VK 顯示出電壓 增益的幅頻特性曲線 啟動標(biāo)尺 測量并列出中頻電壓增益 分貝 38 857dB 下限截止頻率 fL和上限截止頻率 fH大約是 fL 916 778Hz fH 7 641MHz 上限截止頻率 fH和下限截止頻率的分貝數(shù)要比中頻電壓增 益 分貝 少 3 分貝 4 在 Probe 窗口中 鍵入相頻響應(yīng)表達(dá)式 P V OUT V VK 顯示出電壓增 益的相頻特性曲線 啟動標(biāo)尺 測量并列出中頻區(qū)相位差大約為 161 718 5 在 Probe 窗口中 顯示出輸入電阻的特性曲線 輸入電阻表達(dá)式 V VK I V1 啟動標(biāo)尺 測量并列出中頻區(qū)輸入電阻大約為 1 0230K 6 在 Probe 窗口中 顯示出輸入電阻的特性曲線 方法如下 將電路輸入端短路 即將電源 V1 去掉 用 wire 代替 負(fù)載電阻 R5 去掉 在輸出端加入信號源 將信號源 AC 設(shè)置為 1 T V 進(jìn)行交流掃描分析 鍵入表達(dá)式 啟動標(biāo)尺 測量并列出中頻區(qū)的輸出 TT V VI V 電阻數(shù)值大約為 2 電路如下圖所示 試分析 C5在 1UF 到 100UF 之間變化時 下限頻率 fL的變化范圍 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 9 R10 1 3K R8 5 1K C4 10U V4 0 vo R6 33K V3 12V R9 10K PARAMETERS cval 50u C5 cval R7 3 3K 0 Q2 Q2N3904 C3 10U 元件 PARAM 位于 Library Pspice Special olb 下 步驟 1 設(shè)置交流分析 AC Sweep 的分析頻率從 0 01Hz 到 1GHz 采用十倍頻 每十倍頻 采樣點數(shù)為 50 2 選中參數(shù)掃描分析 Parametric sweep Sweep variable Global Parameter Parameter name cval Sweep type value list 設(shè)置 Ce取列表值 1UF 5UF 10UF 20UF 50UF 80UF 和 100UF 注意列表值 之間用 空格鍵 隔開 3 進(jìn)行仿真后 得到電壓增益的幅頻響應(yīng)曲線 由圖中看出 Ce在 1UF 到 100UF 之 間變化時 下限頻率變化的趨勢 Frequency 10m H z100m H z1 0H z10H z100H z1 0KH z10KH z100KH z1 0M H z10M H z100M H z1 0G H z D B V v0 V VK 50 0 50 3 電路如題 2 圖所示 試分析三極管放大系數(shù)在 20 到 200 之間變化時 電路輸出電 壓變化趨勢 步驟 1 設(shè)置交流分析 AC Sweep 的分析頻率從 0 01Hz 到 1GHz 采用十倍頻 每十倍頻 采樣點數(shù)為 50 2 選中參數(shù)分析 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 10 Sweep variable Model Parameter Model type NPN Model name Q2N3904 Parameter name Bf Sweep type Linear Start value 20 End value 200 Increment value 20 3 進(jìn)行交流掃描分析 查看輸出電壓變化曲線 輸出電壓表達(dá)式為 V VO Frequency 1 0m H z10m H z100m H z1 0H z10H z100H z1 0KH z10KH z100KH z1 0M H z10M H z V v0 0V 40V 80V 113V 4 電路如題 2 圖所示 試分析溫度在 20 到 100 之間變化時 電路中三極管集電極電 流變化情況 步驟 1 設(shè)置交流分析 AC Sweep 的分析頻率從 0 01Hz 到 1GHz 采用十倍頻 每十倍頻 采樣點數(shù)為 50 2 選中參數(shù)分析 Sweep variable Temperature Sweep type Linear Start value 20 End value 100 Increment value 10 3 進(jìn)行交流掃描分析 查看三極管集電極電流變化曲線 三極管集電極電流表達(dá)式為 IC Q2 Frequency 300 0H z1 00KH z3 00KH z10 0KH z30 0KH z100 0KH z300 0KH z1 00M H z3 00M H z10 0M H z I C Q 2 40 0m A 45 0m A 50 0m A 55 0m A 37 5m A 5 電流并聯(lián)負(fù)反饋電路如下圖所示 試運用 PSPICE 分析該電路的 AIF 輸入電阻 Rif 和輸出電阻 Rof 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 11 0 V V V2 12V RL 500 U1 uA741 3 2 74 6 1 5 V V OUT OS1 OS2 V 0 Rs 500K Is R 100 V V1 12V VO 0 Rf 1k 步驟 1 設(shè)置交流掃描分析 仿真后得到頻率響應(yīng)曲線 由圖可得 AIF 輸入電阻 RIF 2 輸出電阻Rof 元件名稱元件庫說明 RLibrary Pspice Analog olb電阻 VDCLibrary Pspice Sourse olb直流電壓源 uA741Library Pspice opamp olb放大器 IACLibrary Pspice Sourse olb交流電流源 6 在電路中計算的噪音通常是電阻上產(chǎn)生的熱噪音 半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的散粒噪音和閃爍 噪音 步驟 1 打開 Orcad Pspice Samples Anasim Example example obj 文件 2 進(jìn)行交流掃描分析 選中噪音分析 在 Output Voltage 中填入 V OUT2 在 I V 中填 入 V1 在 Interval 填入 30 3 查看輸出文件 在頻率為 100Mhz 下的各個元器件的噪聲 總噪聲 4 在 Probe 窗口中 在 Trace Add 中選擇 V ONOISE 和 V INOISE 查看輸出節(jié)點 OUT2 總的輸出噪聲電壓和在輸入節(jié)點計算出來的等效輸入噪聲電壓隨頻率變化而變化情 況 三 上機(jī)操作報告 8 將所畫電路圖存入 E 下 為自己姓名 9 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 10 心得體會及其它 實驗五實驗五 直流掃描分析直流掃描分析 一 實驗?zāi)康囊?實驗?zāi)康?1 掌握直流掃描分析的各種設(shè)置和方法 二 實驗內(nèi)容二 實驗內(nèi)容 1 繪出下面電路圖 利用直流掃描 DC Sweep 來驗證二極管的 V I 特性曲線 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 12 D1 D1N4002 Vi 0Vdc 0 步驟 1 作出電路圖 進(jìn)行直流掃描掃描分析 設(shè)置主掃描變量為電壓 源 Vi 由 110V 開始掃描到 10V 每隔 0 01V 記錄一點 查看二極管流過的 電流曲線 I D1 2 現(xiàn)在調(diào)整橫軸與縱軸坐標(biāo)以便觀察門坎電壓值 請選 Plot Axis Settings 功能 選項或直接 X 軸坐標(biāo)刻度上雙擊左鍵來打開 Axis Settings 對話框 請把 X Axis 頁內(nèi) Data Ranges 欄下的 User Defined 值設(shè)為 0 2V 請把 Y Axis 頁內(nèi) Data Rangs 欄下的 User Defined 值設(shè)為 0 5A 查看二極管電流 I D1 3 再如上面的操作將 X 軸坐標(biāo)刻度值設(shè)為 101V 到 99V 將縱坐標(biāo)調(diào)整為 5A 到 1A 查看二極管電流 I D1 可見其雪崩電壓約為 100V 2 繪出下面電路圖 利用直流掃描分析 DC Sweep 的來驗證晶體三極管的 Vce Ib 輸出特性曲線 步驟 1 電壓源 V1 和電流源 I1 的元件屬性默認(rèn)都為 0 以下掃描類型均為 Linear 掃描 2 設(shè)置主掃描參數(shù) 在 Options 欄內(nèi)勾選 Primary Sweep 選項 設(shè)置主掃描變量為電壓 源 Vi 由 0V 開始掃描到 4V 每隔 0 01V 記錄一點 0 V1 0Vdc Q1 Q2N2222 I1 0Adc 3 設(shè)置副掃描參數(shù) 在 Options 欄內(nèi)勾選 Secondary Sweep 選項 設(shè) 置副掃描變量為電流源 I1 由 0A 開始掃描到 0 5mA 每隔 0 1mA 記錄一點 或者在 Value List 中設(shè)置為 0 0 1m 0 2m 0 3m 0 4m 0 5m 也可 4 進(jìn)行仿真分析 查看集電極電流 IC Q1 5 啟動光標(biāo)來測量坐標(biāo)值 由曲線上 大致可以看出在放大區(qū)內(nèi)三極管放大系數(shù) 為 C B I I A A 元件名稱元件庫說明 VDCLibrary Pspice Sourse olb 直流電壓源 IDCLibrary Pspice Sourse olb 直流電流源 Q2N2222Library Pspice Bipolar olb 三極管 3 一 BJT 互阻放大電路如圖所示 設(shè) NPN 型硅管 2N3904 的放大系數(shù) 100 電路參 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 13 數(shù)為 RC 500 R f 10k VCC 12V 分析 1 當(dāng)溫度在 30 C 到 50 C 的情況下 如果反饋電阻 Rf從 10 k 到 50 k 之間變化 時 每隔 10K 記錄一點 三極管集電極電流 IC 的變化情況如何 RC 500 RF rr IS 0 Vcc 12V PARAMETERS rr 10K 0 Vo Q3 Q2N3904 步驟 進(jìn)入仿真環(huán)境中 繪出所示電路 并設(shè)置好參數(shù) 特別是要選擇參數(shù)元件 PARAMETERS 設(shè)置自定義變量 rr 1 在直流掃描分析中設(shè)置對溫度的掃描 同時在參數(shù)掃描中設(shè)置變量 rr 不同的取值 仿真后得集電極電流 IC 由圖中看到溫度在 30 C 到 50 C 的情況下 Rf 取不同值時 集 電極電流 IC 的變化情況 4 共射極放大電路如下圖所示 設(shè) BJT 的型號為 2N3904 50 試用 PSPICE 程序 作如下的分析 1 求 Q 點 2 作溫度特性分析 觀察當(dāng)溫度在 30 度 70 度范 圍內(nèi)變化時 BJT 的集電極電流 IC的變化范圍 V1 FREQ 10k VAMPL 1 VOFF 0 R1 33k R4 1 3k R2 3 3k R5 5 1k 0 C2 10n V2 12v R3 10k C1 10u Q1 Q2N3904 0 步驟 進(jìn)入 Schematics 主窗口 繪出圖所示電路 將 Bf 的值改為 50 1 設(shè)置直流工作點分析 Bias Point Detail 仿真后在輸出文件中得到靜態(tài)工作 點 IB mA IC mA VCE V 2 設(shè)置直流掃描分析 DC Sweep 對溫度進(jìn)行 30 70 的線性掃描 在 Probe 窗口中得到IC隨溫度變化的曲線所示 由圖中看出溫度在 30 70 變化時 集電 極電流由 mA 變到 mA 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 14 5 電路圖如下圖所示 三極管參數(shù)為 Is 5 A 100 15 10 100 F bb R 要求 50 AF VV 若其它參數(shù)不變 為使得 應(yīng)調(diào)節(jié) 1 2 CQ ImAA B V 若其它參數(shù)不變 為使得 應(yīng)調(diào)節(jié) 1CQ I b R 若其它參數(shù)不變 為使得電阻 Rb 上功率為 uW 調(diào)節(jié) Rb 若其它參數(shù)不變 為使得 應(yīng)調(diào)節(jié) 1 2 CQ ImAA C R Vcc 10V 0 Vb 1V Rb 10k Q1 Q2N2923 out Rc 2k 步驟 繪制電路圖 對電源 Vb 直流掃描 仿真后 顯示波形 啟動標(biāo)尺 在 1CQ I 時 1 2 CQ ImAA BB V 2 其它參數(shù)不變 對電阻 Rb 直流掃描 仿真后 顯示波形 啟動標(biāo)尺 1CQ I 在 時 電阻 Rb 1 2 CQ ImAA 3 其它參數(shù)不變 對電阻 Rb 直流掃描 仿真后 顯示 Rb 功率波形 啟動標(biāo) 尺 在 Rb 功率為 uW 時 電阻 Rb Rb 功率表達(dá)式是 Rb V Rb 1 V Rb 2 4 其它參數(shù)不變 對電阻 Rc 直流掃描 仿真后 顯示波形 啟動標(biāo)尺 1CQ I 在 時 電阻 Rc 1 2 CQ ImAA 三 實驗報告 11 將所畫電路圖存入 E 下 為自己姓名 12 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 13 心得體會及其它 實驗五實驗五 瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 15 一 實驗?zāi)康囊?實驗?zāi)康?1 掌握瞬態(tài)分析的各種設(shè)置和方法 二 實驗內(nèi)容 二 實驗內(nèi)容 1 電路和參數(shù)如題所示 試運用 PSPICE 分析 1 輸入正弦電壓信號的頻率為 1kHz 幅值為 10mV 時 求輸入與輸出電壓的瞬 6 V 態(tài)波形 0 Q3 Q2N3904 C8 50uf vo R16 1 3K V6 R13 3 3K C7 10U C6 10U 0 R12 33K V5 12V R15 10K R14 5 1K 2 對輸出電壓進(jìn)行傅立葉分析 3 溫度從 20 到 80 之間變化 查看輸出電壓波形 步驟 作圖 對電路設(shè)置瞬態(tài)分析 分析時間由 0S 開始直到 4mS 為止 每隔 4uS 記錄一點 仿真后 查看輸入與輸出電壓波形 輸入與輸出電壓表達(dá)式分別為 V V6 和 V VO 單擊 Output file option 選中傅立葉分析 傅里葉分析設(shè)置如下表 進(jìn)行仿真 查 看輸出電壓波形 在 View Output File 中可具體查看不同頻率下各諧波的幅度及相位信息 設(shè)置名稱設(shè)置項說明 Center frenquency1K 中心頻率 Number of harmonics9 諧波次數(shù) Output variableV VO 分析信號變量名 直流分量 DC COMPONENT FREQUENCY 頻率 FOURIER COMPONENT幅度PHASE 相位 DEG 1K 3K 6K 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 16 9K 設(shè)置參數(shù)分析 設(shè)置溫度從 20 度 80 度線形變化 每 20 度變化一次 仿真后 查看 輸出電壓波形 2 如圖所示 RC 電路 分析在脈沖信號作用下的瞬態(tài)響應(yīng) 步驟 1 作圖 對電路設(shè)置瞬態(tài)分析 分析時間由 0S 開始直到 0 6uS 為止 每隔 1nS 記錄一點 仿真后 查看輸入與輸出電壓波形 2 若電阻 R1 從 100 變化到 1K 每 100 變化一次 查看輸出電壓波形變化 0 inout R1 100 C1 100p V1 TD 99n TF 1n PW 99n PER 200n V1 0V TR 1n V2 2V 三 實驗報告 14 將所畫電路圖存入 E 下 為自己姓名 15 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 16 心得體會及其它 實驗七實驗七 優(yōu)化設(shè)計分析優(yōu)化設(shè)計分析 一 一 實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?1 1 掌握優(yōu)化 Optimizer 設(shè)計的過程 2 2 掌握蒙特 卡洛 Monte Carlo 分析的過程 3 3 掌握最壞情況 Worst Case 分析的過程 二 二 實驗內(nèi)容 實驗內(nèi)容 1 共發(fā)射極電路如圖所示 試運用 PSPICE 的優(yōu)化分析 調(diào)節(jié)電阻 RC 的阻值 使得流過三 極管的集電極電流為 1mA 左右 V1 1V VB VCC V2 5V 0 VCC 0 Rc rval1 Q1 Q2N2270 VB R1 1k 步驟 1 畫出電路圖 將電阻 RC 的阻值改為 RVAL1 2 在 Pspice Place Optimizer Parameters 調(diào)用優(yōu)化工具 3 雙擊 Optimizer Parameters 設(shè)置參數(shù)如下 Name RVAL1 Initial Value 初始值 3K 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 17 Current Value 當(dāng)前值 3K Lower Limit 最小值 1K Upper Limit 最大值 100k Tolerance 容差 10 雙擊 Add 4 進(jìn)行直流掃描分析 掃描變量為電壓源 V2 掃描類型 為 value list 設(shè)置為 5V 進(jìn)行掃描分析 5 選中 Optimizer Parameters 在 Pspice Run Parameters 運行 6 在優(yōu)化環(huán)境中 在 Edit specifications 下 單擊 Add 添加優(yōu)化指標(biāo) Name 自定 Reference internal 內(nèi)部指定 Internal Target 1mA Range 5uA 指標(biāo)設(shè)定范圍 Analysis DC Simulation Profile and Circuit File sim 為自己在直流掃描取的名稱 Evaluate IC Q1 指定指標(biāo)為集電極電流 7 從 Tune 菜單中選 Update Performance 8 再從 Tune 菜單中選 Auto Start 運行優(yōu)化程序 得到結(jié)果 在電阻為優(yōu)化前 3K 的時候 IC Q1 在電阻為優(yōu)化后 K 的時候 IC Q1 2 在上題中 如果不僅要對三極管的集電極電流進(jìn)行控制 還要求對消耗在電阻 RC 上的 功率有一定的限制 可以在優(yōu)化指標(biāo)中添加新的指標(biāo)限制 步驟 1 在優(yōu)化環(huán)境中 在 Edit specifications 下 單擊 Add 添加優(yōu)化指標(biāo) Name 自定 Reference internal 內(nèi)部指定 Internal Target 5mW Range 400uW 指標(biāo)設(shè)定范圍 Analysis DC Constraint 選中 Type 小于和等于 Target Simulation Profile and Circuit File sim 為自己在直流掃描取的名稱 Evaluate I RC V RC 1 RC 2 指定 指標(biāo)為電阻上的消耗功率 2 在優(yōu)化環(huán)境中 在 Edit 下選中 Reset Value 將電阻的阻值恢復(fù)到優(yōu)化前的 3K 3 從 Tune 菜單中選 Update Performance PSPICE Optimizer 將根據(jù)當(dāng)前設(shè)置值 分別 計算各個優(yōu)化指標(biāo)的當(dāng)前值 4 再從 Tune 菜單中選 Auto Start 開始對電路進(jìn)行優(yōu)化 得到結(jié)果 5 在電阻 3K 時 IC Q1 功耗為 在電阻為優(yōu)化后 K 時 IC Q1 功耗為 6 可以知道優(yōu)化結(jié)果不可能同時滿足兩個優(yōu)化指標(biāo)的 7 如果修改優(yōu)化指標(biāo) 將電阻 RC 上的功率的上限值改為 5 mW 其它設(shè)置不變 重復(fù) 2 到 5 的過程 觀察優(yōu)化的結(jié)果 可以知道兩個優(yōu)化指標(biāo)都可以滿足 在電阻為優(yōu)化后 K 時 IC Q1 功耗為 8 在實際 的電路中 電阻值不可能是任意值 必須在已有的電阻中選擇電阻 標(biāo)稱值 在菜單 Edit 下選中 Round Nearest PSPICE Optimizer 將根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的容差 10 選取最近的 標(biāo)稱值 并計算在 RC 的阻值在標(biāo)稱值的電路的各項參數(shù) 3 蒙特卡洛蒙特卡洛 Monte Carlo 分析是一種統(tǒng)計模擬方法 它是在給定電路元器件參數(shù)容差 的統(tǒng)計分布規(guī)律的情況下 用一組組偽隨機(jī)數(shù)求得元器件參數(shù)的隨機(jī)抽樣序列 對這些隨 機(jī)抽樣的電路進(jìn)行直流 交流和瞬態(tài)分析 并通過多次分析結(jié)果估算出電路性能的統(tǒng)計分 布規(guī)律 如電路性能的中心值 方差 以及電路合格率 成本等等 以此結(jié)果作為是否修 正設(shè)計的參考 增加了模擬的可信度 下圖是一個 Chebyshev 4 階有源濾波器 圖中元器件參數(shù)是按照中心頻率為 10KHz 帶寬為 1 5KHz 的要求設(shè)計的 如果投入生產(chǎn)時要組裝 400 套濾波器 所有的電阻采用精度 為 1 的電阻器 所有的電容采用精度為 5 的電容器 試?yán)L制 400 套濾波器的 1Db 帶寬和中 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 18 心頻率分布直方圖 步驟 1 作出電路圖 注意電阻和電容是采用 Breakout olb 中的 Rbreak 和 Cbreak V3 是交流信號源 VAC 幅值為 1V 2 點擊 Edit Pspice Model 分別將 Rbreak 和 Cbreak 的模型設(shè)置為 model RMOD RES R 1 DEV 1 model CMOD CAP C 1 DEV 5 把內(nèi)容按以上表達(dá)式修改 然后存盤并退出即可 V1 15v VO CMOD C2 CMOD C3 R5 RMOD V 0 0 V 0 CMOD C4 R3 RMOD 0 V3 1Vac 0Vdc U3A LT1013 LT 3 2 84 1 V V OUT R4 RMOD V V V2 15v CMOD C1 R6 RMOD R2 RMOD U1A LT1013 LT 3 2 84 1 V V OUT R1 RMOD 0 0 V V 3 設(shè)置 AC 分析參數(shù) 將交流掃描分析的掃描頻率范圍設(shè)置為 Start Freq 100hz End Freq 1Mhz Pts Decade 50 4 設(shè)置 MC 分析參數(shù) Output 的空格中填入 V VO Number of 中填入 400 Random number 設(shè)定隨機(jī)數(shù) 不填則以 17533 為內(nèi)定值 Save data 設(shè)置為 ALL 執(zhí)行 PSpice 程序 5 選定分析結(jié)果數(shù)據(jù) 由于 MC 分析中包含多次 AC 分析 由自己來選擇分析數(shù)據(jù)的多少 查看輸出電壓 V VO 的波形 6 進(jìn)入直方圖繪制狀態(tài) Trace Performance Analysis 單擊 OK 屏幕進(jìn)入直方圖繪制 狀態(tài) Y 軸坐標(biāo)刻度變?yōu)榘俜謹(jǐn)?shù) 7 繪制直方圖 在 Trace Add 中選擇特征函數(shù) Bandwidth 1 db level 及作為自變量的 信號變量名 V VO 將其改為 Bandwidth VDB VO 1 單擊 OK 屏幕出現(xiàn) 1db 帶寬分 布直方圖 8 如果要顯示 1db 帶寬中心頻率直方圖 在 Trace Add 中選擇特征函數(shù) Centerfreq 1 db level 及作為自變量的信號變量名 V VO 將其改為 Centerfreq VDB VO 1 單擊 OK 屏幕出現(xiàn) 1db 帶寬中心頻率直方圖 9 查看輸出文件 了解有關(guān)數(shù)據(jù)的表達(dá)意義 4 最壞情況最壞情況 Worst Case 是指電路中的元件參數(shù)在其容差域邊界點上取某種組合時所引 起的電路性能的最大偏差 最壞情況分析 Worst Case Analysis 就是在給定電路元器件 參數(shù)容差的情況下 估算出電路性能相對標(biāo)稱值時的最大偏差 如存在最大偏差時都能滿 足設(shè)計要求 那當(dāng)然是最佳方案 Worst Case 分析是一種統(tǒng)計分析 步驟 1 在上圖環(huán)境中 Analysis Type 設(shè)置為交流 AC 分析 2 Options 選項中 在 Worst case Sensitiv 前的小方框中打鉤 選中最壞情況 分析分析 并出現(xiàn)分析設(shè)置框 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 19 3 Output 的空格中填入 V VO Vary devices that tolerance 空格中選擇 both DEV and LOT 表示同時進(jìn)行 DEV 與 LOT 分析 Limit devices to 僅局限于所選的 器件 在此不填 Save data from each sensitivity 前的方框中打鉤 同時對此電路進(jìn) 行靈敏度分析 點選 More Setting 在 Find 選項中選 the Maxium value 在 Worst Case direction 選項中選 HI 表示分析的輸出結(jié)果朝正向 HI 或朝負(fù)向 LOW 偏移 List model parameter value in the output file 前打鉤 結(jié)果輸出到文字檔中 點選 OK 4 選 PSpice Run 在 Trace Add 中選擇 V VO 查看波形 圖中最后一個符 號所對應(yīng)的曲線即代表分析出來的在最壞情況下的波形 5 點選 View Output File 可以看到最壞情況分析的文字結(jié)果 三 上機(jī)操作報告 17 將所畫電路圖存入 E 下 為自己姓名 18 在報告中寫出操作中相應(yīng)的數(shù)據(jù) 19 心得體會及其它 實驗七實驗七 數(shù)字電路分析數(shù)字電路分析 三 實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?掌握數(shù)字電路分析的過程 四 四 實驗內(nèi)容 實驗內(nèi)容 1 掌握對時鐘信號源 DIGCLOCK 波形設(shè)置及數(shù)字電路分析 CLK DSTM1 OFFTIME 5US ONTIME 5uS DELAY 2 5u STARTVAL 0 OPPVAL 1 CARRY SUM U4A 7400 1 2 3 A U3A 7400 1 2 3 U5A 7404 12 U2A 7400 1 2 3 B CLK DSTM2 OFFTIME 2 5uS ONTIME 2 5uS DELAY 5u STARTVAL 0 OPPVAL 1 U1A 7400 1 2 3 步驟 1 作出電路圖 信號源調(diào)用在 Source olb 的器件 Digclock 2 設(shè)置信號源 DSTM1 0PPVAL 時鐘高電平狀態(tài) 1 STARTVAL T 0 時時鐘初值 0 OFFTIME 每個時鐘周期低電平狀態(tài)的持續(xù)時間 5uS ONTIME 個時鐘周期高電平狀態(tài)的持續(xù)時間 5uS DELAY 延遲時間 2 5 uS DSTM2 0PPVAL 時鐘高電平狀態(tài) 1 STARTVAL T 0 時時鐘初值 0 OFFTIME 每個時鐘周期低電平狀態(tài)的持續(xù)時間 2 5uS ONTIME 每 每個時鐘周期高電平狀態(tài)的持續(xù)時間 2 5uS 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 20 DELAY 延遲時間 5 uS 3 進(jìn)行瞬態(tài)分析 查看 A B SUM 及 CARRY 波形 4 將信號所設(shè)置的持續(xù)時間減小 可以觀察到由于門電路器件的延遲而產(chǎn)生的 亂序及競爭 冒險現(xiàn)象 2 掌握對信號源 DIGSTM 波形設(shè)置及數(shù)字電路分析 步驟 1 作出電路圖 信號源調(diào)用在 Sourcstm olb 的器件 Digstm1 2 高電平 HI 采用在 PWR SOURCE 中的 D HI 3 設(shè)置信號源 J1 CLR1 CLK1 方法 點擊器件 Digstm1 在 Edit Pspice Stimulus 選擇信號為 Name szxh2 Digtial clock Frequence 1 25meg hz 其它設(shè)置不變 Name szxh3 Digtial clock Frequence 0 03meg hz 其它設(shè)置不變 Name szxh4 Digtial clock Frequence 0 03meg hz 其它設(shè)置不變 4 進(jìn)行瞬態(tài)分析 查看J1 CLR1 CLK1 Q0 Q1 Q2 Q3波形 S1 DSTM6 Implementation szxh4 S1 DSTM5 Implementation szxh2 Q1 U4A 74107 1 4 13 3 2 12 J K CLR Q Q CLK J1 HI CLR1 S1 DSTM7 Implementation szxh3 U1A 74107 1 4 13 3 2 12 J K CLR Q Q CLK U3A 74107 1 4 13 3 2 12 J K CLR Q Q CLK Q3 CLK1 U2A 74107 1 4 13 3 2 12 J K CLR Q Q CLK Q2Q0 3 掌握對信號源 DSTM4 波形設(shè)置及數(shù)字電路分析 S4 DSTM9 m 0 3 步驟 1 作出電路圖 信號源調(diào)用在 Source olb 的器件 STM4 2 參數(shù)設(shè)置說明 WIDTH 指定總線信號的位數(shù) FORMAT 指定總線信號采用 何種進(jìn)位制 用 1 表示 2 進(jìn)制 2 表示 8 進(jìn)制 4 表示 16 進(jìn)制 TIMSTEP 時間倍乘因 子 在用相對時間時 符號為 c 須用此項規(guī)定單位 c 的實際時間 COMMAND1 COMMAND16 對應(yīng)波形描述語句 方法 雙擊器件 DSTM1 選擇信號為 WIDTH 4 或者 WIDTH 4 FORMAT 1111 FORMAT 1111 TIMSTEP 10us TIMSTEP 10us COMMAND1 0 1100 COMMAND1 0 C COMMAND2 9c 1110 COMMAND2 9c E COMMAND3 10c 0110 COMMAND3 10c 6 COMMAND4 18c 0100 COMMAND4 18c 4 COMMAND5 20c 0101 COMMAND5 20c 5 3 進(jìn)行瞬態(tài)分析 查看 M0 M1 M2 M3 波形 4 掌握對 DSTM 循環(huán)變化波形設(shè)置及數(shù)字電路分析 第二章第二章 Orcad 實驗實驗 21 U 0 7 S8 DSTM10 步驟 1 作出電路圖 信號源調(diào)用在 Source olb 的器件 STM8 2 方法 雙擊器件 DSTM8 選擇信號為 WIDTH 8 FORMAT 44 TIMSTEP 10us COMMAND1 0S 00 八位初始值為 0 COMMAND2 LABEL STARTLOOP 描述 LABEL 的名稱為 STARTLOOP COMMAND3 1C INCR BY 01 時間為 1C 的時候 總線電平加 1 COMMAND4 2C GOTO STARTLOOP UNTIL GE FF 時間在 2C 的時候 如果總線電平小于 FF 則轉(zhuǎn)向 LABEL 的名稱為 STARTLOOP 的下 一條波形描述語句 3 進(jìn)行瞬態(tài)分析 查看