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PSPICE电路仿真程序设计 湖北大学 物理学与电子技术学院 信息工程学科部 杨维明 教材及参考书 参考书 《模拟电路的计算机分析与设计—PSPICE程序应用》清华大学出版社 高文焕 汪慧 编 《ORCAD/PSPICE 9实用教程?》 西安电子科技大学出版社 贾新章等 编 教材 《 PSPICE电路仿真程序设计》国防工业出版社 李永平 编 CAA、CAD与EDA 电子电路设计的流程 电子设计自动化（EDA）的特点 1.1.1 EDA与电子工程设计 电子产品的设计生产，从选题、方案论证、性能指标确定、装调电路、修改、定型参数直到批量生产，是一个复杂而又费时的过程。该过程的任一环节，都对产品性能和经济效益产生直接影响。 传统的电路装配、调试过程，一般均采用面包板或专门的焊接板，通过手工连线装配，检查无误后，进行电路测量，最后评估电路性能。若性能与设计值不符时，需调换参数并重新调试测量，直至符合设计要求为止。但是，当电路非常复杂时，采用插接板或焊接板组装电路时所产生的连线错误、器件损坏等人为错误，常会造成人力、财力、时间的浪费及错误的性能评估。 尤其是集成电路的设计，器件在插接板上就无法组合成像集成电路内部那样紧密复杂的电子电路，装配板上的寄生参数与集成环境中的完全不同。因此，在装配板测试的特性将无法准确地描述集成电路的真实特性。所以，电子电路的传统设计方法已经不适应当前电子技术发展的要求，这就要借助计算机完成电子电路的辅助设计，即电子电路EDA技术。EDA包括电子工程设计的全过程，如系统结构模拟、电路特性分析、绘电路图和制作PCB等。 1.1.2 EDA的主要作用 EDA在电子工程设计中发挥了不可替代的重要作用，主要体现在3个方面。 1.验证电路方案设计的正确性 当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，这只要确定系统各环节的传递函数（数学模型）便可实现。 这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统方案设计，或某种新理论、新构思的方案设计，进而对构成系统的各电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种精确的量化分析方法，对于提高设计水平和产品质量，具有重要的指导意义。 2.电路特性的优化设计 器件参数的容差和工作环境温度将对电路工作的稳定性产生影响。传统的电路设计方法，很难对这种影响进行全面的分析和了解，因而也就很难实现电路的优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能，既可以分析各种恶劣温度条件下的电路特性，也可以对器件容差的影响进行全面的计算分析。其内容包括：①对不同的容差特性进行规定次数的跟踪分析（蒙特卡罗分析）； ②单独分析每一器件容差对电路的影响量（灵敏度分析）；③分析全体器件容差对电路性能的最大影响量（最坏情况分析）。采用统计分析方法，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度，真正做到电路的优化设计。 3.实现电路特性的模拟测试 电子电路的设计过程中，大量的工作是各种数据测试及特性分析。但是，受测试手段及仪器精度所限，有些测试项目实现困难。例如，超高频电路中的弱信号测量及噪声测量、某些功率输出电路中具有破坏性质的器件极限参数测量，如高温、高电压、大电流等。采用EDA方式，可以方便地实现全功能测试，也可以直接模拟各种恶劣工作环境及各种极限条件下的电路特性而无器件或电路损坏之虞，较之传统的设计方式要经济得多。 EDA在电子电路实验教学中，也发挥了巨大的作用。一般院校的实验教学，从简单直流电路实验到交流电路测试、时域分析、低频、中频乃至高频放大器、脉冲数字电路的设计调试等，可达几十个实验项目。如果上述项目全开设，除需要通用仪器如电源、信号源、示波器外，还需要配置价格昂贵的专用仪器如扫频仪、相位计、频谱仪、逻辑分析仪等。这些条件，一般院校难以具备，所以有许多课程设计或实验项目因限于设备条件而不能开设。利用EDA技术仿真、测试电路特性，可节省多种测试仪器，节约经费开支，同时充分发挥EDA精确分析、直观显示、全频带工作的优良特性。 1.1.3常用EDA仿真软件 长期以来，大型的EDA系统都是运行在以UNIX为操作系统的工作站平台上。随着PC机性能的不断提高及Windows操作系统的逐步发展，世界著名厂商如Cadence Design Systems，Mentor Graphics，Synopsys，OrCAD和Viewlogic Systems等，已先后推出了支持PC—Windows平台的EDA开发软件。 1、PSPICE、ORCAD：通用的电子电路仿真软件，适合于元件级仿真。 2、SYSTEM VIEW：系统级的电路动态仿真软件 3、MATLAB：具有强大的数值计算能