PSpice仿真大纲.docx
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PSpice仿真大纲
【PSpice仿真】教学大纲
(PSpiceSimulation)
第一部分课程基本信息
【课程代码】0451160
【学分】2
【参考学时】32
【讲授学时】32
【实验学时】0
【实习学时】0
【课程性质】专业选修课
【课程基础】
掌握电路分析、模拟电子技术和数字电子技术等课程的基本概念、基本术语、基本理论;能够依据设计目标,按正确步骤完成电路设计、分析设计;具备根据电路现象对其进行基本分析和解决问题的初级能力。
【适应对象】
集成电路、微电子。
【教学目的】
通过课程学习,能够熟练掌握PSpice在电子电路,尤其在复合器件、模拟集成电路和数模混合集成电路设计、仿真、分析和优化等方面的应用;提高运用PSpice工具能力、分析问题和解决问题能力;将电路分析、模拟电子技术和数字电子技术等课程理论内容引入应用层面,提高理论应用能力;掌握现代先进EDA工具风格,提高计算机应用能力,形成与时俱进的专业知识结构。
【内容提要】
本课程以OrCAD公司的PSpiceRelease9.1评估版为基础,简要介绍PSpice的基本概念和软件的系统组成与功能特点,重点介绍PSPICE的主要功能和使用方法,包括:
使用电路原理图输入方法和电路文本输入方法,设计模拟电路、数模混合电路、模拟集成电路;介绍利用子电路设计方法,进行多层次电路设计;介绍Symbol编辑器的使用方法;介绍激励源编辑器的使用方法;介绍器件模型编辑器的使用方法;介绍直流分析、交流分析、瞬态分析、统计分析以及温度和参数分析的设置与输出等应用内容。
在此基础之上,介绍电路模拟、设计优化和设计输出的基本方法与技巧。
第二部分主要教学内容和基本要求
【主要教学内容】
第1章OrCADPSpice简介
第一节PSpice软件简介
一、概述、PSpice程序的特点。
第二节PSpice软件的历史
一、Spice通用电路分析程序、PSpiceforDOS、PSpiceforWindows。
第三节OrCADPSpiceRelease9.1评估版
一、OrCADPSpice9.1Student的功能与限制、OrCADDemoCD。
【基本要求】
1.掌握PSpice程序的特点、OrCADPSpice9.1Student的功能与限制。
2.熟练掌握Spice通用电路分析程序框架。
3.了解PSpiceforDOS、PSpiceforWindows版本、OrCADDemoCD版本。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p1-6
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p1-4
第2章EDA及其开发系统
第一节EDA与电子工程设计
一、EDA概述、EDA的设计方法、EDA的主要作用。
第二节EDA开发系统简介
一、EDA开发系统概述、EDA开发系统的描述语言与器件;
二、常见EDA开发软件及其电路原理图设计功能模块、常用电路设计软件功能比较。
【基本要求】
1.掌握EDA概念、EDA的主要作用。
2.熟练掌握EDA的设计方法。
3.了解EDA开发系统的描述语言与器件、常见EDA开发软件及其电路原理图设计功能模块、常用电路设计软件功能比较。
【参考学时】0.5学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p7-19
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p5-9
第3章安装OrCADPSpiceRelease9.1
第一节安装PSpice的环境要求
一、掌握安装PSpice的环境要求
第二节安装OrCADPSpice程序
一、掌握安装PSpice的程序的过程
【基本要求】
1.掌握安装PSpice的环境要求、安装OrCADPSpice程序。
2.熟练掌握Pspice程序结构。
3.了解Windows安装软件风格。
【参考学时】0.5学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p20-23
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p10-16
第4章Schematics绘图编辑器快速入门
第一节运行PSpiceSchematics
一、运行、退出、切换PSpice程序。
第二节Schematics快速入门
一、创建一个新的绘图、设置Schematics的命令行参数;
二、检查Schematics的元器件符号库、选取与放置元器件;
三、绘制与命名导线、更改元器件的参数、移动绘图中的对象;
四、设置电源与接地符号、保存绘图。
第三节课堂实践
一、使用Schematics绘制RLC电路。
【基本要求】
1.掌握创建一个新的绘图、设置Schematics的命令行参数、检查Schematics的元器件符号库、选取与放置元器件、绘制与命名导线、更改元器件的参数、移动绘图中的对象、设置电源与接地符号、保存绘图。
2.熟练掌握掌握Schematics菜单命令、功能键和快捷键的使用。
3.了解运行、退出、切换PSpice程序。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p24-31
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p9-33
第5章SPICE电路元器件描述语句
第一节Spice电路元器件描述语句基础
一、PSpice所支持的元器件类型、电路描述语句的基本格式;
二、PSpice程序中的数字、PSpice程序中的单位。
第二节元件描述语句
一、节点、电阻元件、电容元件、电感元件、互感元件、传输线;
二、电压与电流控制开关。
第三节器件描述语句
一、半导体二极管、双极型晶体管、结型场效应管;
二、金属氧化物半导体场效应管、砷化镓金属半导体场效应管。
第四节电源描述语句
一、独立电源模型及其描述、线性受控电源模型及其描述。
第五节库函数
一、器件模型语句、库函数调用语句、子电路调用语句。
第六节电路分析命令语句(补充内容)
一、直流分析命令语句、交流分析命令语句、瞬态分析命令语句;
二、统计分析命令语句、输出命令语句。
【基本要求】
1.掌握器件模型语句、库函数调用语句、子电路调用语句描述语句。
2.熟练掌握PSpice所支持的元器件类型、电路描述语句的基本格式、PSpice程序中的数字、PSpice程序中的单位;熟练掌握节点、电阻元件、电容元件、电感元件、互感元件、传输线、电压与电流控制开关、半导体二极管、双极型晶体管、结型场效应管、金属氧化物半导体场效、独立电源模型及其描述语句、线性受控电源模型及其描述语句、直流分析命令语句、交流分析命令语句、瞬态分析命令语句、统计分析命令语句、输出命令语句。
3.了解结型场效应管、砷化镓金属半导体场效应管。
【参考学时】6学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p32-55
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p90-120
第6章PSpiceSchematicsEditor功能介绍
第一节电路原理图的基本组成
一、元器件及其符号、端口、属性、注释、导线。
第二节SchematicsEditor主窗口
一、SchematicsEditor的主窗口;
二、SchematicsEditor的命令菜单;
三、SchematicsEditor的状态栏。
第三节SchematicsEditor命令菜单与工具栏
一、SchematicsEditor的菜单命令详解;
二、SchematicsEditor的工具栏;
三、在SchematicsEditor中使用的快捷键。
【基本要求】
1.掌握电路原理图的基本组成:
元器件及其符号、端口、属性、注释、导线。
2.熟练掌握SchematicsEditor的主窗口、SchematicsEditor的命令菜单SchematicsEditor的状态栏、SchematicsEditor的菜单命令详解、SchematicsEditor的工具栏。
3.了解在SchematicsEditor中使用的快捷键。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p56-88
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p9-33
第7章设置PSpiceSchematics绘图编辑器
第一节自定义元器件库文件
一、元器件库文件的类型、默认元器件库文件、用户自定义元器件库文件;
二、更改元器件库文件索引的设置。
第二节更改绘图图纸的设置
一、更改绘图图纸的纸型、更改绘图图纸的页面设置。
第三节更改绘图辅助功能的设置
一、栅格与自动附着、自动保存绘图、更改Schematics程序的默认参数。
第四节更改绘图显示模式
一、对象的可见性、字体、缩放视图与缩放参数设置。
【基本要求】
1.掌握。
2.熟练掌握。
3.了解。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p89-101
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p9-33
第8章PSpiceSymbol编辑器功能介绍
第一节电路元器件符号的基本组成
一、符号、封装、脚注、仿真模型。
第二节SymbolEditor窗口与工具栏
一、运行Symbol编辑器、SymbolEditor的主窗口;
二、菜单栏、工具栏、标题栏、功能键。
第三节SymbolEditor的菜单命令说明
一、元器件符号的文字标注、针脚的名称与序号;
二、文字注释、符号的打印输出。
【基本要求】
1.掌握元器件符号的文字标注、针脚的名称与序号、文字注释、符号的打印输出。
2.熟练掌握运行Symbol编辑器、SymbolEditor的主窗口、菜单栏、工具栏、标题栏、功能键。
3.了解电路元器件符号的基本组成:
符号、封装、脚注、仿真模型。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p102-113
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p9-33
第9章PSpiceDesignManager功能介绍
第一节使用DesignManager进行电路原理图的文档管理
一、PSpiceSchematics绘图编辑器的文件类型;
二、使用DesignManager有效的进行文件管理。
第二节DesignManager窗口与菜单
一、DesignManager窗口与菜单功能介绍
第三节DesignManager的功能
一、文件管理、打包与释放操作;
二、使用DesignManager作为设计中心。
【基本要求】
1.掌握PSpiceSchematics绘图编辑器的文件类型、使用DesignManager有效的进行文件管理。
2.熟练掌握运行DesignManager、DesignManager主窗口。
3.了解文件管理、打包与释放操作、使用DesignManager作为设计中心。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p114-122
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p5-9
第10章MessageViewer功能介绍
第一节MessageViewer窗口与菜单
一、运行MessageViewer、MessageViewer的菜单;
二、MessageViewer的工具栏。
第二节使用MessageViewer
一、获得实时帮助信息、定位消息的来源、消息的分类;
二、查看附加消息、查看.MVL文件。
第三节电路原理图中常见错误的提示信息
一、一般语句错误;
二、多终端元件的错误;
三、电源元件的错误;
四、元器件模型错误;
五、电路拓扑结构错误;
六、子电路定义错误;
七、分析参数设置错误;
八、其他错误信息。
【基本要求】
1.掌握运行MessageViewer、MessageViewer的菜单、MessageViewer的工具栏。
2.熟练掌握一般语句错误、多终端元件的错误、电源元件的错误、元器件模型错误、电路拓扑结构错误、子电路定义错误、分析参数设置错误、其他错误信息。
3.了解获得实时帮助信息、定位消息的来源、消息的分类、查看附加消息、查看.MVL文件。
【参考学时】1学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p122-133
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p9-33
第11章使用Schematics程序绘制电路原理图
第一节取放电路原理图中的元器件
一、PSpice软件的元器件符号库;
二、放置元器件符号到电路原理图中;
三、放置电源与接地符号。
第二节绘制元器件符号之间的连线
一、绘制导线、放置数据总线、设置连接线的绘制模式。
第三节多页面电路原理图
一、添加一个绘图页面、设置分页图纸间的接口。
第四节阶层电路原理图
一、模块化的电路设计方法;
二、创建与编辑子电路模块;
三、创建代表子电路模块的阶层元器件符号;
四、子电路模块间的端口。
第五节电路原理图的绘制方法
一、无源电路;
二、常见模拟电子技术电路原理图;
三、常见数字电子技术电路原理图;
四、创建阶层电路原理图。
第六节高级话题
一、电路原理图的版本控制、导出DXF格式文件。
【基本要求】
1.掌握PSpice软件的元器件符号库、放置元器件符号到电路原理图中、放置电源与接地符号、绘制导线、放置数据总线、设置连接线的绘制模式、无源电路、常见模拟电子技术电路原理图、常见数字电子技术电路原理图、创建阶层电路原理图。
2.熟练掌握添加一个绘图页面、设置分页图纸间的接口、模块化的电路设计方法、创建与编辑子电路模块、创建代表子电路模块的阶层元器件符号、子电路模块间的端口。
3.了解电路原理图的版本控制、导出DXF格式文件、。
【参考学时】2学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p134-166
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p5-33
第12章使用SymbolEditor程序创建与编辑元器件符号
第一节创建元器件符号的方法
一、概述、绘制元器件符号的图形;
二、使用符号创建向导、从已有的符号库文件中导入一个符号;
三、创建AKO类型的元器件符号。
第二节编辑元器件符号
一、修改符号库文件中的元器件符号;
二、设置元器件符号的管脚属性;
三、设置元器件符号的默认属性;
四、指定元器件符号在电路原理图中的别名。
第三节自定义元器件符号库文件
一、配置用户自定义元器件符号库文件、符号库文件的压缩与释放。
第四节元器件符号创建实例:
二极管整流桥
【基本要求】
1.掌握概述、绘制元器件符号的图形、使用符号创建向导、从已有的符号库文件中导入一个符号、创建AKO类型的元器件符号。
2.熟练掌握修改符号库文件中的元器件符号、设置元器件符号的管脚属性、设置元器件符号的默认属性、指定元器件符号在电路原理图中的别名、配置用户自定义元器件符号库文件、符号库文件的压缩与释放。
3.了解元器件符号创建实例:
二极管整流桥。
【参考学时】2学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p167-192
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p5-33
第13章使用PSpice软件进行电路模拟仿真
第一节电路原理图仿真分析概述
一、绘制电路原理图时的注意事项;
二、PSpice软件能够支持的电路仿真类型;
三、建立电路仿真的描述文件。
第二节电路原理图仿真参数的设置
一、直流分析(DCSweep);
二、交流分析和噪声分析(ACSweep/Noise);
三、瞬态分析(TimeDomainTransient);
四、基本偏置点分析(BiasPoint);
五、蒙特卡罗分析与最坏情况分析(MonteCarlo/Worst-Case);
六、参数扫描分析(ParametricSweep);
七、温度分析(TemperatureSweep)。
第三节激励源波形的设置
一、用于瞬态分析的5种激励信号、FILESTIMn类信号源波形设置。
第四节初始偏置条件的设置
一、设置初始偏置条件的必要性、设置初始偏置条件的方法。
第五节电路仿真分析中的收敛问题
一、任选项设置的作用、任选项设置的参数说明;
二、PSpiceAD程序的分析结果输出文件。
第六节电路仿真波形的分析与处理
一、设置波形显示方式、波形分析;
二、用于数据分析的特征函数、用于数据分析的评估函数。
第七节利用蒙特卡罗分析的结果绘制直方图
一、绘制直方图的基本步骤、直方图绘制的参数设置、绘图实例。
【基本要求】
1.掌握设置初始偏置条件的必要性、设置初始偏置条件的方法、绘制电路原理图时的注意事项、PSpice软件能够支持的电路仿真类型、建立电路仿真的描述文件、设置波形显示方式、波形分析、用于数据分析的特征函数、用于数据分析的评估函数、绘制直方图的基本步骤、直方图绘制的参数设置、绘图实例。
2.熟练掌握直流分析(DCSweep)、交流分析和噪声分析(ACSweep/Noise)、瞬态分析(TimeDomainTransient)、基本偏置点分析(BiasPoint)、蒙特卡罗分析与最坏情况分析(MonteCarlo/Worst-Case)、参数扫描分析(ParametricSweep)、温度分析(TemperatureSweep)、用于瞬态分析的5种激励信号、FILESTIMn类信号源波形设置。
3.了解绘制电路原理图时的注意事项、PSpice软件能够支持的电路仿真类型、建立电路仿真的描述文件。
【参考学时】6学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p193-231
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p5-33
第14章PSpice程序在数字逻辑模拟中的应用
第一节数字逻辑模拟的基本概念
一、数字逻辑电路的节点、逻辑强度;
二、传输延迟、总线的绘制、激励信号源。
第二节数字逻辑电路常用激励源的参数设置
一、Digclock时钟信号源;
二、STIMn类信号源;
三、FILESTIMn激励信号源;
四、PSpiceStmED程序和DIGSTIMn类信号。
第三节数字信号电路原理图的绘制举例
一、半加器、逻辑计数器。
第四节数模混合模拟
一、简介数模混合模拟
第五节数字逻辑电路的最坏情况分析
一、最差情况分析的故障状态、最坏情况逻辑分析的步骤。
【基本要求】
1.掌握数字逻辑电路的节点、逻辑强度、传输延迟、总线的绘制、激励信号源、数模混合模拟。
2.熟练掌握Digclock时钟信号源、STIMn类信号源、FILESTIMn激励信号源、PSpiceStmED程序和DIGSTIMn类信号。
3.了解数字信号电路原理图的绘制举例、最差情况分析的故障状态、最坏情况逻辑分析的步骤。
【参考学时】4学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p232-252
[2]骆新全.电路仿真与PCB设计[M].北京:
北京航天航空大学出版社,2004.8,p78-93
第15章OrCADCapture程序快速入门
第一节OrCADCaptureCIS程序简介
一、OrCADCaptureCIS程序简介
第二节Capture程序快速入门
一、Capture程序的主窗口;
二、设置Capture程序的环境参数;
三、使用Capture程序绘制电路原理图;
四、电路原理图的后续处理。
第三节Capture程序中的元器件管理
一、建立器件图形符号库、使用数据库进行元器件管理。
【基本要求】
1.掌握OrCADCaptureCIS程序简介。
2.熟练掌握Capture程序的主窗口、设置Capture程序的环境参数、使用Capture程序绘制电路原理图、电路原理图的后续处理。
3.了解建立器件图形符号库、使用数据库进行元器件管理。
【参考学时】2学时
【参考资料】
[1]苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计[M].北京:
国防出版社,2004.p253-263
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