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OrCAD实习报告


OrCAD/PSpice 电路分析

姓名:张文波 班级:信息 11-2 学号:20111605010235

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目录
一、OrCAD/PSpice 软件简介 二、自己画的六个图 1、偏压点分析
...........................

............... 2 ........................................................................3 ........................................5

三、六个图的电路分析及结果 2、直流扫描分析 3、交流扫描分析

..................................................................... 5 ....................................................................7 ....................................................................8

4、静态分析.......................................................................................... 10 5、噪声分析 ..................................................................................... 11 6、温度分析 ..................................................................................... 13 四、体会总结分析 ................................................................................. 16

1

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一、

OrCAD/PSpice 软件简介
上世纪 80 年代, 随着计算机迅速发展, 世界上许多公司相 继推出用于微机系统的电子 CAD 软件。CAD 是一种通用技术, 除了在机械、建筑等其它许多行业得到广泛应用之外,借助美 国加州大学伯克利分校的 SPICE3f5/XSPICE 作为仿真的基础。 ORCAD 是一款基于 Windows 操作环境下的电路设计工具。 利用 Capture 软件,能够实现绘制电路原理图以及为制作 PCB 和可编程的逻辑设计提供连续性的仿真信息。ORCAD 是由 ORCAD 公司于八十年代末推出的 EDA 软件, 它是世界上使用最 广的 EDA 软件,每天都有上百万的电子工程师在使用它,相对 于其它 EDA 软件而言,它的功能也是最强大的,由于 ORCAD 软件使用了软件狗防盗版,因此在国内它并不普及,知名度也 比不上 PROTEL,只有少数的电子设计者使用它,它进入国内是 在电脑刚开始普及的 94 年。 OrCAD Capture 与 OrCAD PCB Editor 的无缝数据连接,可以 很容易实现物理 PCB 的设计;与 Cadence PSpice A/D 高度集成, 可以实现电路的数模混合信号仿真。OrCAD Capture CIS 在原理 图输入基础上,加入了强大的元件信息系统,可用于创建、跟 踪和认证元件,便于优选库和已有元件库的重用。这种简单的 原理图输入技术让设计师能够更好的发挥他们的创造力,专注 于电路设计,而不是忙碌于工具层面的操作。

2

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二、

自己画的六个图
R5 500 R1 V3 100 V2 R2 1k V1 C3 R3 15k C1 1n Cbreak R4 1k Rbreak V0 0.05us V1 DC = 5V AC = 0 TRAN = R7 1k

V1 = 0 V2 = 0 TD = 0 TR = 0 TF = 0 PW = 0 PER = 0

V2

Rbreak C2 10u Cbreak R6 100

0
D1 R4 100 V3 V2 V1 = 0 V2 = 0 TD = 0 TR = 0 TF = 0 PW = 0 PER = 0 R2 10 R1 V1 V1 DC = 0 AC = 1 TRAN = 0 10k V0 C1 1n 3 + uA741 2 U1 Rbreak V2 R3 100 10V C2 10u Cbreak 10V V3 D1N4002 C3 V4 0.1u

0

4

V-

OS1

1 6 V4 5 R5 5

OUT

V+ 7

OS2

0

0
R4 100 V2 Rbreak V2 R3 100 R5 10 R1 V1 V0 10k C1 1n U4 + OUT OPAMP 10 R6 1k C2 10u Cbreak

V3 V1 = 0 V2 = 5V TD = 0 TR = 0.4us TF = 0.5us PW = 10ms PER = 20ms R2

V3 C3 10V V4 0.1u

V1 DC = 0 AC = 0 TRAN = 0

0

0

0

0
3

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0 R1
V1 = 0 V2 = 5V TD = 0 TR = 0.5us TF = 0.5ms PW = 10ms PER = 20ms R0 100k V1 V0 Rbreak V1 DC = 0 AC = 0 TRAN = 0 C1 0.05u Cbreak R2

10 V3

Rbreak C3 V2 10u Cbreak V3R3 1KV2 Q1 V4 Q2N1420

R6 3.3k C4

12V

0

Rbreak

3.3u C5

R5 5k

R4 20k 1k

50u

Rbreak

0
R4 100 V2 Rbreak V2 R3 100 R5 10 R1 V1 V1 DC = 0 AC = 0 TRAN = 0 10k V0 Q2N2222 C1 1n Q1 10 R6 C2 10u Cbreak

0

V3 V1 = 0 V2 = 5V TD = 0 TR = 0.4us TF = 0.5us PW = 10ms PER = 20ms R2

V3 1k 10V V4 C3 0.1u

0

0
V3 V1 = 0 V2 = 5V TD = 0 TR = 0.4us TF = 0.5us PW = 10ms PER = 20ms R2 10 R1 V1 V0 10k C1 1n 3 + uA741 2 U1 R4 100 V2 Rbreak V2 R3 100 R5 10V C2 10u Cbreak V3 10V

0

0

C3 V4 0.1u

C4 1n

4

V-

V1 DC = 0 AC = 0 TRAN = 0

OS1

10 1 6 5 V4 R6 10

0

OUT

V+ 7

OS2

0

0

4

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三、

六个图的电路分析及结果 1、 偏压点分析

所谓偏压点分析就是当电压源为某一值时, 电路内各节点的电压 值与各分支的电流值。 其主要功能是验证某一个电路在直流电压源或 电流源的作用下,是否正常工作。
-25.00mW V1 DC = 5V AC = 0 5.000mA TRAN = R2 25.00mW -888.2e-18V 5.000mA 5.000V 1k V1 R3 15k 0W 59.21e-21A Cbreak C1 1n R4 1k Rbreak 0W V0 5.000V 0A

R5 0W 807.4e-21A 500 R1 4.037e-18A 100 V3 V2 -484.5e-18V 0W Rbreak V2 C2 0W 10u Cbreak 4.845e-18A R6 -484.5e-18V 0W 4.845e-18A 100

R7 0W 1k 0A 5.000V C3 0.05us

V1 = 0 V2 = 0 TD = 0 TR = 0 TF = 0 PW = 0 PER = 0

0

5

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6

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2、 直流扫描分析
所谓直流扫描分析就是当电路中某一参数在一定范围内变化时, 对自变量的每一个取值计算电路的直流偏置特性。

500uA

250uA

0A 0V I(R1) V_V1 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V

0A

-25uA

-50uA 0V I(R0) V_V1 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V

7

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-0.4mA

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-0.6mA

-0.8mA

-1.0mA 0V I(R1) V_V1 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V

600uA

400uA

200uA

0A 0V I(R1) V_V1 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V 3.5V 4.0V 4.5V 5.0V

3、 交流扫描分析
交流扫描分析,是针对电路性能因信号频率改变所作的频域分 析。作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。

8

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0

-10

-20

-30 10KHz DB(V(V0)/V(V1))
-20

30KHz

100KHz

300KHz Frequency

1.0MHz

3.0MHz

10MHz

-40

-60 10KHz DB(V(V0)/V(V1))

30KHz

100KHz

300KHz Frequency

1.0MHz

3.0MHz

10MHz

1

40

2

180d

Phase(Degree) 0 93d

-40

0d

Gain(dB)

-80

>> -100d 10KHz 1

30KHz DB(V(V0)/V(V1)) 2

100KHz P(V(V0)/V(V1))

300KHz Frequency

1.0MHz

3.0MHz

10MHz

9

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4、 静态分析
电路的瞬态分析就是求电路的时域响应。 他可做大信号非线性电 路分析,可在定激励信号下去电路输入端的时间响应、延迟特性;也 可在没有任何激励信号的情况下, 仅有电路中储能元件存贮的电磁场 能量作用下求振荡波形、振荡周期。

5.0mA

0A

-5.0mA I(C3) 4.0V

2.0V

0V V(C3:1) 5.0V

0V SEL>> -5.0V 0s V(R1:1)

20ms V(V2:+)

40ms

60ms

80ms

100ms Time

120ms

140ms

160ms

180ms

200ms

10

[键入文字]
40mA

[键入文字]

0A

-40mA I(C2) 20V

10V

0V V(C2:2) 20V

10V SEL>> 0V 0s V(R3:2)

20ms V(V2:+)

40ms

60ms

80ms

100ms Time

120ms

140ms

160ms

180ms

200ms

40mA

0A

-40mA I(C2) 5.0V

0V

-5.0V V(C2:2) 10V

0V SEL>> -10V 0s V(R4:2)

20ms V(V2:+)

40ms

60ms

80ms

100ms Time

120ms

140ms

160ms

180ms

200ms

5、 噪声分析
电阻和半导体都会自然而然地产生噪声, 这对电路工作会产生相 当程度的影响。 PSpise 提供的噪声分析就是将噪声对输出信号所造 而 成的影响给以数值化,以提供设计师评估电路性能之用。

11

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1

160nV

2

1.50nV

140nV

1.25nV

120nV

100nV

>> 1.00nV 10Hz 1

V(INOISE)

100Hz 2

1.0KHz V(ONOISE)

10KHz

100KHz Frequency

1.0MHz

10MHz

100MHz

1.0GHz

1

300nV

2

5.0uV

200nV

2.5uV

100nV

0V

>> 0V 10Hz 1

V(ONOISE)

100Hz 2

1.0KHz V(INOISE)

10KHz

100KHz Frequency

1.0MHz

10MHz

100MHz

1.0GHz

1

4.0nV

2

80uV

3.0nV

40uV

2.0nV

1.0nV

>> 0V 10Hz 1

V(ONOISE)

100Hz 2

1.0KHz V(INOISE)

10KHz

100KHz Frequency

1.0MHz

10MHz

100MHz

1.0GHz

12

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40 180d

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1

2

Phase(Degree) 0 93d

-40

0d

Gain(dB)

-80

>> -100d 10KHz 1

30KHz DB(V(V0)/V(V1)) 2

100KHz P(V(V0)/V(V1))

300KHz Frequency

1.0MHz

3.0MHz

10MHz

6、 温度分析
在前面几个分析中, 我们使用的工作温度均为默认的室温 27 度, 但是事实上,电子元件的值受温度影响而改变,所以设计电路时必须 考虑电路是否可以在规格限定的所有温度状况下均能正常工作。 也就 是说,电路仿真中必须加入温度的考虑才算是完整的设计流程。

13

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1.5mV

1.0mV

0.5mV

0V 0s 0.5us V(V2) 1.0us 1.5us 2.0us 2.5us 3.0us Time 3.5us 4.0us 4.5us 5.0us 5.5us 6.0us

12V

10V

8V

6V 0s 0.5us V(V2) 1.0us 1.5us 2.0us 2.5us 3.0us Time 3.5us 4.0us 4.5us 5.0us 5.5us 6.0us

14

[键入文字]

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2.0V

1.0V

0V

-1.0V 0s 0.5us V(V2) 1.0us 1.5us 2.0us 2.5us 3.0us Time 3.5us 4.0us 4.5us 5.0us 5.5us 6.0us

四、体会总结

15

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7、

16


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