电工基础 教学课件 作者 李梅 - 副本电工基础 第11章.doc

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1、第11章电路的计算机辅助设计第11章电路的计算机辅助设计本章简要介绍电路的计算机辅助分析与设计的基本知识，重点介绍常用的两种电路模拟软件PSPICE和multisim软件在电路分析中的应用。11.1电路的计算机辅助分析与设计简介利用计算机对电路进行辅助分析和设计，是从事电子工程、信息工程和自动化控制等领域的技术人员应该掌握的重要技能。电路的计算机辅助设计（ComputerAidedDesign），简称电路CAD。电路CAD是用编制好的计算机程序或软件对电路进行分析、计算和设计的一种现代化的电路分析与设计方法。它的核心是电路CA

2、A（ComputerAidedAnalysis），即电路的计算机分析，也称电路仿真或电路模拟。电路CAD主要包括电路原理图绘制CAD、电路仿真CAD、印制电路板制作CAD及可编程逻辑控制器等等。随着电子技术和计算机技术的发展，已经实现了电子设计自动化（EDA）。电子设计自动化（EDA）是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。它使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完

3、善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。目前EDA软件很多，其中常用的电子电路设计与仿真软件有：SPICE/PSPICE；EWB；Matlab；SystemView；MMICAD等。在后面的章节中我们主要介绍PSPICE和EWB两个软件。11.2电路模拟软件PSPICE的功能介绍与应用11.2.1电路模拟软件PSPICE简介PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析软件。SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)是由美国

4、加州大学伯克莉分校于1972年开发的电路仿真程序。随后，不断地加以完善和改进，从20世纪70年代末期就开始向全世界范围推广。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。尽管近些年来不断涌现新的电路分析软件，但是从通用性、模拟精度等方面来看，SPICE具有相当优势。PSPICE是“PersonalSimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis”的缩写，它是由Microsim公司开发出版的用于个人计算机的SPICE软件。PSPICE软件是工程上使用的电子电路CAD软件，用它可以进行静态

5、工作点的计算、小信号直流传输函数计算、直流扫描分析、交流扫描321第11章电路的计算机辅助设计分析、瞬态分析付利叶分析、蒙特卡罗分析、灵敏度分析及最坏情况分析等，用它还可观察到变量的各种波形及数据列表，功能强大，是国内外最著名的电子电路CAD软件并成为仿真软件的标准。PSPICE软件分DOS版本和Windows版本。PSPICE5.0及以下版本为DOS版本，其输入方式基于电路语言。PSPICE5.1及以上版本基于Windows操作系统，除了兼容DOS版本的电路语言输入方式外，还增加了图形输入方式，即只要在显示器上绘出电路原理图

6、，Windows版本的PSPICE软件便可自动识别，对电路进行分析计算。目前PSPICE已经与Orcad有机结合在一起，升级到Windows操作系统下的9.1版本。在Windows操作系统平台下的PSPICE主要包括：Schematics、Pspice、Probe、Stmed（StimulusEditor）、Parts等5个程序项。（1）电路图编辑程序Schematics它是PSPICE的主程序。在该程序项的菜单中可以调用其它任何一种程序，实现电路仿真的全过程。它的主要功能有：绘制电路图、确定修改元器件模型参数、分析类型设计、

7、调用PSPICE程序分析电路、调用Probe程序显示或打印分析结果。（2）分析程序Pspice它对电路进行仿真分析，以文本方式或扫描波形方式输出结果，并存入磁盘文件中。（3）图形后处理程序Probe它是输出波形的后处理程序（也称探针显示器），用于处理、显示、打印电路各节点和各支路的多种波形。（4）激励编辑程序Stmed（StimulusEditor）它是信号源编辑器，用于编辑和修改各种信号源。（5）模型参数提取程序Parts它是等效电路模型的参数提取程序。Parts程序可以根据产品手册给出的电特性参数提取用于PSPICE分析的

8、元器件模型参数。元器件模型有：二极管、BJT、MOSFET砷化镓场效应晶体管、运算放大器和电压比较器等。11.2.2PSPICE软件的使用方法PSPICE软件的版本比较多，但在Windows操作系统下基本的操作方法相同，下面以PSPICE8.0为例说明PSPICE软件在电路分