第四章Pspice软件与电路特性模拟

直流分析、直流扫描分析、交流分析和瞬态分析规定为 4 种 基本分析类型。每一个模拟类型分组中只能包含其中的一种， 但可以同时包括温度分析、参数扫描和蒙托卡诺分析等。 在电路图编辑窗口（Page Editor）下，点击PSpice/New
Simulation Profile命令，屏幕上出现模拟类型分组对话框。
数和以10为底的指数。用指数表示时，底数10用字母E来
表示。对于比较大或比较小的数字，还可采用 10 种比例 因子，如下表所示。
OrCAD/PSpice 10中采用的比例因子
符号
F P N U MIL
比例因子
10-15 10-12 10-9 10-6 25.4× 10-6
符号
M K MEG G T
V0 Av V j
4.5 直流传输特性分析（Transfer Function）
例：求差动放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
Rc1 10k Rb1 0.1V Vs
0
Rc2 10k Vo2 Q2
VCC 10V
0
Q1
Vo1 Q2N2222
Rb2 1k
0
1k
Re 10k
VEE 10V
0
显示电压、电流波形； 基本直流工作 模型参数库 B.逻辑模拟中需要的时钟信号、各 对模拟结果再分析处理 点计算、直流 种形状的脉冲及总线信号。 ；数字电路中逻辑错误 交互方式生成 DC扫描、交 问题的检测 电路模拟中需 流小信号AC PSpice A/D 要的各激励信 分析和瞬态 电路模拟 OrCAD/Optimizer 逻辑模拟 号波形 TRAN分析 模拟电路优化设计
模拟结果分析 （PSpice/Probe）
优化设计 （PSpice/Optimixer）
否
设计满足要求否？ 是 设计结果输出
五 . PSpice中的数字、单位和运算式
Pspice 中采用的是实用工程单位制，如电压用伏（V）、
电流用安培（A）、电阻用欧姆（Ω）、功率用瓦特（W）
等。在运行中，Pspice会根据具体对象自动确定其单位。 用户在输入数据时，代表单位的字母可以省去。例如给 电压源赋值时，键入12和12V意思一样。 Pspice 中的数字采用科学表示方式，即可以使用整数、小
在Name栏键入模拟 类型组的名称，本例取名为DC。
（3）设置分析类型和参数。
在Analysis type栏中选“Bias Point”。 如果选择此部 在Option栏中选“General Settings”。 分，则进行直 流灵敏度分析 在 Output File Options 栏 中 选 “ Include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors”
生成电路模 输入电路图； OrCAD软件包中 5个配套软件之间的相互关系 拟时需要的 实现设计项目 模型参数 统一管理 A.瞬态分析中需要的脉冲、分段线
性、调幅正弦、调频和指数信号等 OrCAD/Model Ed OrCAD/Capture CIS
5种波形；
（模型参数提取） 电路原理图生成
OrCAD/StmEd 激励信号波形编辑
J
K L M
JFET结型场效应管
互感、传输线耦合 电感 MOS场效应管
V
W X Z
独立电压源
电流控制开关 单元子电路调用 IGBT管
三、PSpiceA/D分析的电路特性 可分析的电路特性有6类15种。
类别 直流特性 电路物性 （1）直流工作点（Bias Point Detail） （2）直流灵敏度（DC Sensitivity） （3）直流传输特性（TF:Transfer Function） （4）直流特性扫描（DC Sweep） （1）交流小信号频率特性（AC Sweep） （2）噪声特性（Noise） （1）瞬态响应（Transient Analysis） （2）付里叶分析（Fourier Analysis） （1）温度特性（Temperature Analysis） （2）参数扫描（Parametric Analysis） （1）蒙特卡诺分析（MC：Monte Carlo） （2）最坏情况分析（WC：Worst Case （1）逻辑模拟（Digital Simulaion） （2）数/模混合模拟（Mixed A/D Simulation） （3）最坏情况时序分析（Worst-case timing Analysis）
PspiceA/D可支持的元器件类别及其字母代号
字母代号 B C D 元器件类型 CaAs场效应管 电容 二极管 字母代号 N O Q 元器件类型 数字输入 数字输出 双极晶体管
E
F G H I
压控电压源
流控电流源 压控电流源 流控电压源 独立电流源
R
S T U USTIM
电阻
电压控制开关 传输线 数字电路单元 数字电路信号源
直流传输特性分析又称TF分析，就是在电路的偏置 点附近将电路线性化后，分析计算电路的直流小信号 增益、输入电阻和输出电阻。
用它来求解放大器的电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻是最方便的。但是该功能属于直流分析范畴， 分析时将电路中的电容开路、电感短路。所以只能用 于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。
4.3 直流工作点分析（Bias Point Detail） 例：求基本放大电路的静态工作点。步骤如下：
（1）用Capture软件画好电路图。
Rb 360k C1 Vs 10U Q1 Q2N2222 RL 2k Vcc Rc 2k
C2 10U
Out
12V
0
（2） 建立模拟类型分组。
建立模拟类型分组的目的是为了便于管理。 PSpice 将基本
（4）运行Pspice。 启动Pspice/Run命令，软件开始分析计算。 （5）查看分析结果。
分析计算结束后，系统自动调用Probe模块，屏幕上出现Probe
窗口。选择 View/Output File 命令，即可看到本例的文本 输出文件DC.out。
4.5 直流传输特性分析（Transfer Function）
交流特性 瞬态特性 参数扫描 统计分析 逻辑模拟
四 . 电路模拟的 基本过程
采 用 OrCAD/PSpice 软
件对电路设计方 案进行电路模拟 的基本过程分 8 个 阶段；
新建设计项目（Project） 电路图生成 （OrCAD/Capture）
电路特性分析要求设计 （Profile）
电路模拟（PSpiceA/D）
比例因子
10-3 10+3 10+6 10+9 10+12
例如1000、1E3和1K都表示同一个数。
特别注意：
（1）比例因子可用大写也可用小写，如m和M都表示10-3。而国标规定，m
表示10-3，M表示10+6，我们通常的习惯也是这样。为了防止混淆，在该
软件中用MEG表示10+6。这一点在使用时应特别小心。 （2）比例因子只能用英文字母，如10-6用U或u表示，而国标规定10-6用m表
输特性曲线、晶体管的输入输出特性曲线等。值得注意的是， DC分析只能用于分析直耦电路，不能分析阻容耦合电路。 例：差动放大 电路如图所示， 设三极管Q1、 Q2的β=50，画 0.1V 出电路的电压 Vs 传输特性曲线。
Rc1 10k Rb1 1k Q1 Vo1 Q2N2222 Rc2 10k Vo2 Q2 VCC 10V
（2）出错信息显示分析
对于显示的出错信息，应进行分析，然后确定是否修改电 路图、改变分析参数设置或采取措施解决不收敛问题。 （3）模拟结果输出文件查阅。
4.3
直流工作点分析（Bias Point Detail）
一 . 静态工作点分析 静态工作点分析就是将电路中的电容开路，电 感短路，对各个信号源取其直流电平值，计算电 路的直流偏置量。 说明： • 》电子线路中含有非线性元件（如二极管、三极 管），其参数取决于静态工作点。 • 》PSpice在进行瞬态分析、交流分析前需计算出 直流工作点，以确定瞬态分析的初始条件、交流 分析的非线性器件线性化小信号模型。
（ 1 ） 设 置 分 析 类 型 和 参 数 ： 在 Analysis type 栏 中 选 “ Bias Point”；
在Option栏中选“General Settings”。
在Output File Options栏选“Calculate small-signal DC gain” 在From Input source栏中填入“Vs”，在To Output栏中填 入“V（Vo1，Vo2）”，意思是求传递函数（Vo1-Vo2） /Vs 及从 Vs 端看进去的输入电阻和从 Vo1 、 Vo2 端看进去 的输出电阻。
（4）运行Pspice。 （ 5 ）查看分析结果：在 Probe 窗口中，用光标依次点中 V （Vo1）和V（Vo2） ，即显示该电路电压传输特性曲线。
0
Rb2 1k
0
0
Re 10k
VEE 10V
0
（1）用Capture软件画好电路图。
（2）将三极管设置为β=50。
（3）设置分析类型和参数：
在 Analysis type 栏中选“ DC Sweep” ；在 Option 栏中选“ Primary Sweep”。 在 Sweep variable 栏中选“ Voltage source” ，在 Name 栏中填入 “Vs”。意思以电压源Vs作为 变量。 在Sweep type栏中选“Linear”。 在Start栏中填入“-0.3”， 在End栏中填入“+0.3V”， 在Increment栏中填入“0.03V”。 意思是Vs从-0.3V～+0.3V作 线性变化，步长为0.03V。