電路OrCAD實習報告課件

1、OrCAD/PSpice電路分析實習報告學院：電氣信息工程學院專業(yè)：電子信息工程班級：姓名： 學號：指導老師： 目錄一、 實習目的二、 實習的基本要求三、 實習方式四、 OrCAD簡介五、 OrCAD軟件系統(tǒng)的功能及特點六、 實習內(nèi)容1. 電路圖繪制實例2. 電路圖的繪制3. 電路特性分析 4. 實例特性分析七、 實習心得一、實習目的OrCAD/PSpice電路分析是一門實踐性很強的課程。 ORCAD是由ORCAD公司于八十年代末推出的EDA軟件，它是世界上使用最廣的EDA軟件，每天都有上百萬的電子工程師在使用它，相對于其它EDA軟件而言，它的功能也是最強大的。通過實訓，使學生能夠熟練掌握該軟

2、件的基本功能（繪制電路圖、創(chuàng)建元器件、創(chuàng)建封裝圖、合理布局布線、設(shè)置障礙物、PCB后續(xù)處理等），能使用該軟件設(shè)計出具有一定專業(yè)水平的PCB板。 1學會安裝OrCAD軟件，了解并熟悉使用OrCAD PSpice軟件系統(tǒng)。2.學會在Capture中創(chuàng)建電路并運行出指定分析類型及仿真類型。3.掌握運行仿真結(jié)果的方法，并學會分析數(shù)據(jù)及圖形。4.了解電路一些基本原件的使用方法。5此次實習的目的不僅讓大家如何使用Capture的繪圖頁編輯程序同時也增強大家的動手能力和實踐能力。二、實習的基本要求1、這是對本期所學ORCAD知識進行的一次全面的演練，本次實習訓需要用到ORCAD的許多基礎(chǔ)知識和操作技能。2、

3、熟悉OrCAD軟件的正確應(yīng)用，繪制相應(yīng)陰的原理圖。3、愛護公物，不準亂動實習場所的設(shè)備，護計算機房的清潔衛(wèi)生，遵守機房規(guī)章制度。4、實習期間，嚴格按學校的作習時間進行實習，不準遲到早退。5、實習訓結(jié)束后，每位同學除上交本次實訓成果以外，還要寫出一份實訓報告。三、實習方式1、聽取專業(yè)人員的講解。2、查閱相關(guān)資料。3、上機操作。四、OrCAD簡介OrCAD Capture (以下以Capture代稱)是一款基于Windows 操作環(huán)境下的電路設(shè)計工具。利用Capture軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)繪制電路原理圖以及為制作PCB和可編程的邏輯設(shè)計提供連續(xù)性的仿真信息。Cadence OrCAD Capt

4、ure是一款多功能的PCB原理圖輸入工具。OrCAD Capture作為行業(yè)標準的PCB原理圖輸入方式，是當今世界最流行的原理圖輸入工具之一，具有簡單直觀的用戶設(shè)計界面。OrCAD Capture CIS具有功能強大的元件信息系統(tǒng)，可以在線和集中管理元件數(shù)據(jù)庫，從而大幅提升電路設(shè)計的效率。OrCAD Capture提供了完整的、可調(diào)整的原理圖設(shè)計方法，能夠有效應(yīng)用于PCB的設(shè)計創(chuàng)建、管理和重用。將原理圖設(shè)計技術(shù)和PCB布局布線技術(shù)相結(jié)合，OrCAD能夠幫助設(shè)計師從一開始就抓住設(shè)計意圖。不管是用于設(shè)計模擬電路、復雜的PCB、FPGA和CPLD、PCB改版的原理圖修改，還是用于設(shè)計層次模塊，OrC

5、AD Capture都能為設(shè)計師提供快速的設(shè)計輸入工具。此外，OrCAD Capture原理圖輸入技術(shù)讓設(shè)計師可以隨時輸入、修改和檢驗PCB設(shè)計。五、OrCAD軟件系統(tǒng)的功能及特點1.不僅可以對模擬電路進行直流、交流、瞬態(tài)等基本電路特性分析，而且可進行噪聲分析、溫度分析、優(yōu)化設(shè)計等復雜的電路特性分析。2.不僅可以對模擬電路進行計算機輔助分析，而且可對數(shù)字電路、數(shù)/?；旌想娐愤M行計算機模擬。3.科研再WINDOWS環(huán)境下，以人機交互方式運行。繪制好電路圖以后，即可直接進行電路模擬，無需用戶編制繁雜的輸入文件。再模擬過程中，可以隨時分析觀察模擬結(jié)果，從電路圖上修改設(shè)計。4.OrCAD軟件集成了電路

6、原理圖繪制、印制電路板設(shè)計、數(shù)字/模擬電路仿真、可編程邏輯器建設(shè)計等等功能，它的元器件庫也是所有EDA軟件中最豐富的，再世界上它一只是EDA軟件的首選。OrCAD軟件系統(tǒng)中主要包括：OrCAD/Capture CIS(電路圖設(shè)計)；OrCAD/PSpice A/D （數(shù)/模混合模擬）；OrCAD/Layout Plus(PCB設(shè)計)等，其中每一部分可以根據(jù)需要單獨使用，也可以共同組成完整的EDA系統(tǒng)。OrCAD軟件系統(tǒng)的幾個主要軟件的功能和特點： OrCAD/Capture：它是OrCAD軟件包中的共用軟件，也是其他兩個軟件的基礎(chǔ)。OrCAD/Capture操作界面友好、直接形象、使用方便；操

7、作功能強大、靈活，項目管理科學有效，適應(yīng)性很強，支持國際上多種標準。OrCAD/PSpice A/D：這是一個通用電路模擬軟件，除了對數(shù)字電路和數(shù)/模混合電路模擬外，還具有優(yōu)化設(shè)計功能。OrCAD/Layout Plus：這是一個印制電路板PCB設(shè)計軟件，可以直接將生成的電路圖通過手工或自動布局布線方式轉(zhuǎn)為PCB設(shè)計。它的元器件封裝庫非常豐富，是一款名副其實的高檔、專業(yè)PCB設(shè)計的EDA軟件。六、實習內(nèi)容1. 電路圖繪制實例A）CMOS差動放大電路B）OP-Amp全波整流電路C）OP-Amp低通濾波器電路D）TTL-IC的脈沖產(chǎn)生電路2. 電路圖的繪制A）啟動Capture環(huán)境找到程序中的Or

8、CAD Unison Suit選項，單擊Capture圖標，就進入了Capture基本操作界面。每次開始繪制新電路圖時，都要在此創(chuàng)建新電路圖文件，單擊FileNewProject，在創(chuàng)建項目對話框中選擇Analog or Mixed-signal Circuit，在繪制窗口選擇Create a blank pro，圖3.2即為新建原理圖繪制窗口。B）繪制原理圖使用Capture繪圖頁編輯程序來繪制一張簡單的電路圖，其中包括打開一張全新的繪圖頁、放置元件、元件間連線、編輯元件屬性、存檔等等工作。注意事項：1、新建 Project 時應(yīng)選擇Analog or Mixed-signal Circui

9、t；2、調(diào)用的器件必須有PSpice模型：首先，調(diào)用OrCAD軟件本身提供的模型庫，這些庫文件存儲的路徑為CaptureLibrarypspice，此路徑中的所有器件都有提供PSpice模型，可以直接調(diào)用；其次，若使用自己的器件，必須保證*.olb、*.lib兩個文件同時存在，而且器件屬性中必須包含PSpice Template屬性。3、原理圖中至少必須有一條網(wǎng)絡(luò)名稱為0，即接地；4、必須有激勵源；原理圖中的端口符號并不具有電源特性，所有的激勵源都存儲在Source和SourceTM 庫中。5、電源兩端不允許短路，不允許僅由電源和電感組成回路，也不允許僅由電源和電容組成的割集；解決方法：電容并

10、聯(lián)一個大電阻，電感串聯(lián)一個小電阻。6、最好不要使用負值電阻、電容和電感，因為他們?nèi)菀滓鸩皇諗?。例：共射極放大電路3、電路特性分析在 OrCAD PSpice 中，PSpice能夠仿真，可以分析的類型有以下9種，每一種分析類型的定義如下：基本工作點分析：計算電路的直流偏置狀態(tài)。直流分析：當電路中一參數(shù)（稱為自變量）在一定范圍內(nèi)變化時，對自變量的每一個取值，計算電路的直流偏置特性（稱為輸出變量）。交流分析：作用是計算電路的交流小信號頻率響應(yīng)特性。瞬態(tài)分析：在給定輸入激勵信號作用下，計算電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)。噪聲分析：計算電路中各個器件對選定的輸出點產(chǎn)生的噪聲等效到選定的輸入源（獨立的電壓或電流源

11、）上。即計算輸入源上的等效輸入噪聲。溫度分析：分析在特定溫度下電路的特性。建立仿真描述文件在設(shè)置仿真參數(shù)之前，必須先建立一個仿真參數(shù)描述文件，點擊或PSpiceNew simulation profile，系統(tǒng)彈出如圖對話框：調(diào)用以前Profile的參數(shù)設(shè)置Profile的名稱“New simulation”對話框輸入name，選擇Create，系統(tǒng)將接著彈出如圖對話框： “Simulation Setting-BIAS”對話框在 Analysis type中，你可以有以下四種選擇：1.Time Domain(Transient)：時域(瞬態(tài))分析2.DC Sweep：直流分析3.AC Swe

12、ep/Noise ：交流/噪聲分析4.Bias point：基本偏置點分析偏壓點分析（Bias Point Detail）在上述步驟基礎(chǔ)上，單擊【確定】，將電路圖存檔后，點擊或PSpiceRun啟動PSpice程序執(zhí)行仿真。例：電路由直流電壓源和電阻組成，試求RL的電壓和電流。直流掃描分析（DC SWEEP）點擊或PSpiceEdit Simulation profile，調(diào)出Simulation Setting對話框，如圖3.7所示，在Analysis type中選擇DC Sweep選項來設(shè)置執(zhí)行直流掃描分析。設(shè)置DC SWEEP參數(shù)Sweep variable：直流掃描自變量類型Volta

13、ge source：電壓源Current source：電流源必須在 Name里輸入電壓源或電流源的Reference，如V1。Global parameter：全局參數(shù)變量Model parameter：以模型參數(shù)為自變量Temperature：以溫度為自變量Parameter：使用Global parameter 或Model parameter 時參數(shù)名稱Sweep type：掃描方式Linear：參數(shù)以線性變化Logarithmic：參數(shù)以對數(shù)變化Value list：只分析列表中的值Start：參數(shù)線性變化或以對數(shù)變化時分析的起始值End：參數(shù)線性變化或以對數(shù)變化時分析的終止值Inc

14、rement、Points/Decade、Points/Octave：參數(shù)線性變化時的增量，以對數(shù)變化時倍頻的采樣點。設(shè)置完后，點擊運行，在Probe窗口下選擇TraceAdd Trace或快捷圖鈕或【Inster】鍵，會打開如圖3.8所示對話框?！癆dd Traces”窗口在左邊的Simulation Output Vraces欄內(nèi)的“I(RL)”處單擊，【OK】鍵退出，結(jié)果如圖所示。 顯示波形的Probe窗口交流掃描分析（AC SWEEP）調(diào)出Simulation Setting對話框，在Analysis type中選擇AC Sweep/Noise，其主要須設(shè)參數(shù)為：AC Sweep Ty

15、pe：其中參數(shù)的含義與DC Sweep的Sweep Type中的參數(shù)含義一樣。Noise Analysis：噪聲分析。Enabled：在AC Sweep 的同時是否進行Noise Analysis。Output：選定的輸出節(jié)點。I/V：選定的等效輸入噪聲源的位置。Interval：輸出結(jié)果的點頻間隔。例： 如圖所示，對其進行交流分析，AC Sweep 的分析頻率從10kHz到1MegHz，采用十倍頻增量進行遞增，每倍頻采樣點101。其他步驟同上，只是在Add Traces對話框中，先在右側(cè)選擇DB()或P()函數(shù)，再在下方Trace Expression欄處所選函數(shù)的括號中選擇輸入“V(VO)

16、/V(VI)”，結(jié)果如下圖所示。 AC波形顯示圖瞬態(tài)分析（Transient Analysis）例：進行動態(tài)分析。將Maximum step size設(shè)為0.2us，Run to Time設(shè)為0.2ms，在同一個窗口下顯示V(VI)和V(VO)兩個信號的波形曲線在AnalysisTime Domain(Transient)，OptionsGeneral Settings中包含：Run to：瞬態(tài)分析終止的時間。Start saving data：開始保存分析數(shù)據(jù)的時刻。Maximum step：允許的最大時間計算間隔。Skip the initial transient bias point

17、calculation：是否進行基本工作點運算。Output file Options：控制輸出文件內(nèi)容。分析如下圖所示。瞬態(tài)分析曲線噪聲分析（Noise Analysis）噪聲分析建立在交流分析的基礎(chǔ)上。在調(diào)出Simulation Setting對話框，在Analysis type中選擇AC Sweep/Noise后，同時選中Enabled，即在AC Sweep 的同時是否進行Noise Analysis。注意：對于AC Sweep，必須具有AC 激勵源。產(chǎn)生AC激勵源的方法有以下兩種：一、調(diào)用VAC 或IAC 激勵源；二、在已有的激勵源（如VSIN）的屬性中加入屬性“AC”，并輸入它的幅值

18、。對于Noise Analysis，選定的等效輸入噪聲源必須是獨立的電壓源或電流源。分析的結(jié)果只存入OUT輸出文件，查看結(jié)果只能采用文本的形式進行觀測。例：對圖BJT放大電路進行噪聲分析，所設(shè)置要求如圖3.15所示。經(jīng)過PSpice仿真，結(jié)果如圖所示。BJT放大電路設(shè)置AC Sweep/Noise參數(shù)噪聲分析曲線溫度分析（Temperature Analysis）把前面圖中電路中的R、C，替換為breakout.olb 庫中的電阻Rbreak、Cbreak，如圖所示。RC充放電路圖選中該器件，點擊Edit>Pspice Model，進行如圖所示的R、C溫度系數(shù)的設(shè)置，在Rbreak中輸入

19、tc1=0.01,tc2=0.02; 在Cbreak中輸入tc1=0.02,tc2=0.05。溫度系數(shù)設(shè)置基于瞬態(tài)分析基礎(chǔ)上，給定參考溫度，如圖所示。溫度參數(shù)設(shè)置經(jīng)過掃描分析，結(jié)果如圖所示。溫度分析曲線4.實例特性分析 七、實習心得人類已進入高度發(fā)達的信息化社會，信息社會的發(fā)展離不開電子產(chǎn)品的進步?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品在性能提高、復雜度增大的同時，價格一直呈下降趨勢，而產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快，實現(xiàn)這種進步的主要原因就是生產(chǎn)制造技術(shù)和電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)和只能技術(shù)的深入發(fā)展，極大地推動力電子設(shè)計自動化的產(chǎn)生和發(fā)展，而CAD為電子產(chǎn)品更快的實現(xiàn)更新?lián)Q代提供了技術(shù)保障。很顯然，CAD已經(jīng)成為電子工程設(shè)計的重要手段。在21世紀的今天，作為一個大學生，掌握真正的技術(shù)是必要的，因此，CAD實習是我們必要的課程。而要掌握CAD技術(shù)就必須學會應(yīng)用OrCAD軟件。這一周我們實習了OrCAD/PSpice電路分析，