第1章 概论

1.1 EDA技术和PSpice软件

1.1.1 CAD和EDA

1.1.2 CAD/EDA技术的优点

1.1.3 Cadence/PSpice软件

1.2 PSpice软件的功能特点

1.2.1 PSpice软件的主要构成

1.2.2 调用PSpice进行电路设计的工作流程

1.2.3 PSpice的配套功能软件模块

1.2.4 PSpice支持的元器件类型

1.2.5 PSpice支持的信号源类型

1.2.6 电路模拟的基本过程

1.3 运行PSpice的有关规定

1.3.1 PSpice采用的数字

1.3.2 PSpice采用的单位

1.3.3 PSpice中的运算表达式和函数

1.3.4 电路图中的节点编号

1.3.5 输出变量的基本表示格式

1.3.6 输出变量的别名表示（Alias）

第2章 电路图绘制软件Capture

2.1 电路图绘制软件Capture介绍

2.1.1 OrCAD/Capture软件的构成

2.1.2 OrCAD/Capture软件的功能特点

2.1.3 基本名词术语

2.1.4 电路图生成的基本步骤

2.1.5 Page Editor窗口结构和13条主命令

2.1.6 Page Editor工具按钮

2.2 电路图的绘制

2.2.1 绘制电路图的基本步骤

2.2.2 元器件的绘制（Place→Part）

2.2.3 电源与接地符号的绘制（Place→Power和Place→Ground）

2.2.4 端口连接符号的绘制（Place→Off-Page Connector）

2.2.5 互连线的绘制（Place→Wire）

2.2.6 互连线的自动绘制（Place→Auto Wire）

2.2.7 电连接结点的绘制（Place→Junction）

2.2.8 节点名的设置（Place→Net Alias）

2.2.9 引出端开路符号的绘制（Place→No Connect）

2.3 电路图的编辑修改

2.3.1 电路图组成元素的选中

2.3.2 电路元素选中状态的去除

2.3.3 电路元素的移动（Moving Objects）

2.3.4 电路元素的复制（Copying Objects）

2.3.5 电路元素的删除

2.3.6 电路中元器件的替换和更新（Replace Cache和Update Cache）

2.3.7 “操作”的撤销、恢复和重复执行（Undo、Redo和Repeat）

2.4 电路元素属性参数的编辑修改

2.4.1 属性参数与属性参数编辑器

2.4.2 修改参数值的途径之一：文本编辑方法

2.4.3 修改参数值的途径之二：从下拉式列表中选取

2.4.4 修改参数值的途径之三：打开新的对话框

2.5 电路图在屏幕上的显示

2.5.1 电路图显示倍率的调整（Zooming）

2.5.2 坐标网格点和图幅分区的控制

2.5.3 电路图特定位置的显示

2.6 Page Editor运行环境配置

2.6.1 Capture运行环境配置

2.6.2 新设计项目的Design环境设置

2.6.3 当前Design环境设置的修改

2.6.4 当前Page Editor环境设置的修改

2.6.5 自动备份参数设置

第3章 基本电路特性分析

3.1 模拟电路分析计算的基本过程

3.1.1 绘制电路图

3.1.2 特性分析类型确定和参数设置

3.1.3 模拟分析计算

3.1.4 电路模拟结果分析

3.2 Bias Point分析

3.2.1 直流工作点分析

3.2.2 直流灵敏度（Sensitivity）分析

3.2.3 直流传输特性（Transfer Function）分析

3.3 DC Sweep分析

3.3.1 功能

3.3.2 DC分析的参数设置

3.3.3 分析结果的输出

3.3.4 实例

3.4 AC Sweep/Noise分析

3.4.1 AC Sweep分析

3.4.2 噪声分析

3.5 瞬态分析

3.5.1 瞬态分析的功能

3.5.2 瞬态分析参数设置

3.5.3 Check Points工作模式与相关参数设置

3.5.4 用于瞬态分析的5种激励信号

3.5.5 瞬态分析实例

3.6 傅里叶分析（Fourier Analysis）

3.6.1 傅里叶分析的功能

3.6.2 傅里叶分析的参数设置

3.6.3 傅里叶分析结果输出

3.7 输入激励信号波形的设置

3.7.1 模拟信号激励源图形符号

3.7.2 信号源波形的参数设置方法

3.8 数字电路的逻辑模拟

3.8.1 逻辑模拟的基本概念

3.8.2 逻辑模拟中的激励信号源

3.8.3 逻辑模拟的基本步骤

3.9 数/模混合模拟

3.9.1 数/模混合模拟中两类信号的处理方式

3.9.2 数/模混合模拟步骤

第4章 参数扫描分析和统计分析1

4.1 温度分析（Temperature Analysis）

4.1.1 功能

4.1.2 参数设置

4.2 参数扫描分析（Parametric Analysis）

4.2.1 功能

4.2.2 参数扫描分析的步骤

4.3 蒙特卡罗（Monte Carlo）分析

4.3.1 概述

4.3.2 进行MC分析需要解决的问题

4.3.3 MC分析步骤

4.4 最坏情况分析（Worst-Case Analysis）

4.4.1 最坏情况分析的概念和功能6

4.4.2 最坏情况分析参数设置

4.4.3 WC分析实例（差分对电路）

4.4.4 保证WC分析结果可信度的条件

第5章 波形显示和分析模块（Probe）

5.1 Probe的调用方式和运行参数设置

5.1.1 Probe的功能

5.1.2 Probe调用和运行模式

5.1.3 Probe启动后窗口显示状态的设置

5.1.4 Probe数据文件存放内容和格式的设置

5.1.5 Probe运行过程中的任选项设置

5.1.6 Probe模块的命令系统

5.1.7 Probe窗口的工具按钮

5.1.8 Probe中的数字和单位

5.2 信号波形的显示

5.2.1 Probe窗口中显示信号波形的基本步骤

5.2.2 与波形显示有关的Probe选项设置

5.2.3 Probe窗口中显示波形的增减

5.2.4 输出变量列表控制

5.2.5 模拟信号的运算处理

5.2.6 多批模拟分析结果波形的显示

5.2.7 波形显示标示符（Marker）与信号波形的自动显示

5.2.8 特大数据文件的显示处置

5.3 Probe窗口波形显示界面设置

5.3.1 两根Y轴

5.3.2 坐标轴的设置

5.3.3 坐标网格的设置

5.3.4 标尺（Cursor）

5.3.5 标注符（Label）

5.3.6 波形的缩放

5.3.7 波形显示区的控制

5.3.8 波形显示窗口的控制

5.3.9 波形显示窗口内容的存储与调用

5.4 电路特性值的计算（Measurement函数）

5.4.1 Probe提供的Measurement函数

5.4.2 电路特性值的计算方法一

5.4.3 电路特性值的计算方法二

5.5 电路性能分析（Performance Analysis）

5.5.1 电路性能分析的基本过程

5.5.2 电路性能分析的基本步骤

5.5.3 继续进行电路性能分析的方法之一：屏幕引导方式

5.5.4 继续进行电路性能分析的方法之二：用户进行方式

5.5.5 关于Performance Analysis的其他操作

5.5.6 Performance Analysis状态下的信号波形显示

5.5.7 Performance Analysis应用实例

5.6 直方图绘制

5.6.1 绘制直方图的基本过程

5.6.2 直方图绘制实例：Chebyshev滤波器分析

5.6.3 与直方图绘制有关的选项设置

5.7 傅里叶变换

5.7.1 Probe中的傅里叶分析

5.7.2 与PSpice中傅里叶分析的比较

5.8 Probe的监测运行模式

5.8.1 Probe的监测运行模式（Monitor Mode）

5.8.2 模拟过程中间结果的检查

5.8.3 电路特性分析监测符号（WATCH1）

附录：PSpice提供的Measurement函数

第6章 PSpice高级分析

6.1 概述

6.1.1 PSpice高级分析工具的功能

6.1.2 高级分析参数库

6.1.3 创建用于高级分析的电路设计

6.1.4 高级分析工具窗口

6.1.5 高级分析窗口命令菜单

6.2 Sensitivity工具与灵敏度分析

6.2.1 灵敏度分析的相关概念

6.2.2 灵敏度分析的步骤

6.2.3 灵敏度分析过程控制

6.2.4 灵敏度分析结果的处理

6.3 Optimizer工具与电路优化设计5

6.3.1 概述

6.3.2 Optimizer工具窗口和命令系统

6.3.3 设置待优化调整的元器件参数

6.3.4 设置优化指标

6.3.5 优化设计过程的启动和结果显示分析

6.3.6 采用离散引擎确定有效值

6.3.7 优化过程的控制

6.3.8 曲线拟合优化

6.3.9 “曲线拟合”应用实例

6.4 Monte Carlo工具与“可制造性”分析

6.4.1 Monte Carlo分析的步骤

6.4.2 显示有直方图的Monte Carlo分析结果

6.4.3 Monte Carlo结果分析之一：原始数据表

6.4.4 Monte Carlo结果分析之二：分析结果统计信息

6.4.5 Monte Carlo结果分析之三：概率密度函数（PDF）图

6.4.6 Monte Carlo结果分析之四：累计分布函数（CDF）曲线

6.4.7 Monte Carlo分析过程控制

6.5 Smoke工具与元器件热电应力分析

6.5.1 降额设计与Smoke工具

6.5.2 “No Derating”运行模式

6.5.3 Smoke运行结果的分析

6.5.4 Standard Derating运行模式

6.5.5 Custom Derating运行模式

6.6 多层次参数扫描分析

6.6.1 Parametric Plotter的功能特点

6.6.2 Parametric Plotter的操作步骤

6.6.3 选择扫描参数和扫描类型

6.6.4 选择电路特性Measurement

6.6.5 参数扫描结果分析一：在Results子窗口查看参数扫描结果

6.6.6 参数扫描结果分析二：在Plot Information子窗口查看参数扫描结果

第7章 PSpice的深层次应用

7.1 创建自定义Measurement函数

7.1.1 Measurement函数的定义格式

7.1.2 Measurement函数的重要构成元素：搜寻命令

7.1.3 Measurement的基本构成元素之二：特征数据点表达式

7.1.4 典型Measurement函数剖析

7.1.5 用户自建Measurement函数

7.1.6 Measurement函数的编辑处理

7.2 Smoke参数与自定义降额文件

7.2.1 Smoke参数的设置方法

7.2.2 用户自定义降额文件

7.3 PSpice输出文件与数据转换

7.3.1 文本型输出文件(.OUT文件)

7.3.2 DAT文件数据格式的转换

7.3.3 电路图和模拟结果波形的引用

7.4 记录PSpice AD模拟过程中间结果的文件

7.4.1 OUT文件中存放的模拟过程中间结果数据

7.4.2 直流工作点数据的存放与调用

7.4.3 MC分析中随机数数据的存放与调用

7.4.4 记录运行命令的CMD文件

7.5 记录PSpice AA分析过程的Log文件

7.5.1 Log文件中的元器件Sensitivity计算结果

7.5.2 Log文件中存放的其他几种分析中间结果

7.6 收敛性问题

7.6.1 概述

7.6.2 关键节点初始偏置条件的设置

7.6.3 PSpice中的任选项设置(OPTIONS)

第8章 PSpice-MATLAB协同仿真与数据交互

8.1 概述

8.1.1 SLPS简介

8.1.2 Simulink简介

8.2 SLPS协同仿真技术

8.2.1 SLPS协同仿真的具体步骤

8.2.2 DC/DC转换器应用实例

8.2.3 SLPS优点和适用范围

8.3 复杂激励信号的MATLAB产生法

8.3.1 产生复杂激励信号源的基本思路

8.3.2 基于MATLAB生成PSpice复杂信号源的基本步骤

8.4 PSpice仿真结果的MATLAB分析法

参考资料

本书在阐述电子线路CAD和优化设计技术基本概念的基础上，结合目前在电子设计领域广泛使用的Cadence/PSpice软件的最新版本16.6，介绍CAD和优化设计的基本原理及相关软件工具的使用方法，包括电路图设计模块Capture、电路基本特性模拟软件PSpice AD、电路高级分析工具PSpice AA，以及与MATLAB/ Simulink相结合进行行为级和电路级协同模拟仿真的模块SLPS。

本书在介绍Cadence/PSpice 16.6 软件的功能和使用方法时，不但结合具体实例，而且对于初学者难以理解的概念和容易发生的问题，特别给予详细的说明。为了方便读者上机练习，本书还提供下载PSpice 16.6的演示版软件及本书电路实例的网页地址。

电子电路仿真——基于PSpice A/D基于PSpice A/D

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本书主要内容包括PSpice A/D软件介绍及使用说明，如何创建一个基本的电路文件，直流工作点分析和小信号转移函数分析，直流扫描、第二参数扫描和灵敏度分析，波形分析窗口说明，频率响应分析和噪声分析，暂态分析和傅里叶分析，修改元件模型参数，温度分析和参数调制分析，蒙特卡罗分析和最坏状况分析，数字电路和混合电路分析，数字电路最坏状况分析，层次式电路设计，创建元件符号库等。在附录中还给出了PSpice A/D的电路元件集和点命令集等内容。

本书内容结构合理、讲解思路清晰、配图丰富、实用性强。

本书适合作为高等院校电子信息工程、自动化等相关专业师生的参考用书，也可作为电路设计从业人员的参考书。 2100433B

《Pspice电路设计与分析》内容简介：OrCAD Pspice是CAD公司开发的电子电路设计自动化系列软件中的一员，OrCADPSpice9系列软件在电路性能分析，优化设计，以及特性数据库等诸多方面比以前有了很大的提高。它以方便快捷的输入方式、强大的分析功能等特点获得电子行业的、一致好评。《Pspice电路设计与分析》从PSPice的基本开发环境和基本语法开始，根据电路设计中所需要解决的各种问题，介绍相关语句的格式，以及各种组件的使用。在用户熟悉了PSpice的基本用法之后，《Pspice电路设计与分析》开始结合OrCAD PSpice9.2并以具体的实例来介绍如何使用软件来完成各种电路的输入和不同分析方法的设置等问题。《Pspice电路设计与分析》中的内容安排由易到难，对初学者难以理解的概念和容易发生的问题，给予了尽可能详细的说明，可以同时起到教科书和用户手册的作用。

PSpice电路设计与分析

第1章 OrCAD PSpice简介……………………1

1.1 电路CAD的发展……………………1

1.2 PSpice软件简介……………………3

第2章 PSpice的开发环境……………………4

2.1 Capture CIS Edition ……………………4

2.2 Schematics窗口……………………4

2.2.1 打开Schematics绘图窗口……………………4

2.2.2 绘图窗口的工具栏……………………5

2.2.3 绘图窗口的主菜单……………………8

2.3 PSpiceA/D窗口……………………12

2.3.1 打开PSpiceA/D ……………………12

2.3.2 PSpiceA/D窗口常用命令项……………………12

2.4 Probe程序项……………………13

2.5 激励源编辑器Stimulus Editor ……………………14

2.5.1 打开Stimulus Editor窗口……………………14

2.5.2 Stimulus Editor工具栏……………………14

2.5.3 Stimulus Editor菜单栏……………………15

2.6 Optimizer优化窗口……………………20

2.6.1 打开Optimizer窗口……………………20

2.6.2 Optimizer窗口菜单……………………21

第3章 PSpice的电路描述语句……………………24

3.1 输入文件的一般规定……………………24

3.1.1 输入描述语句的构成和相关规定……………………24

3.1.2 标题语句、注释语句和结束语句……………………26

3.2 无源元件描述语句……………………26

3.2.1 电阻R ……………………26

3.2.2 电容和电感……………………27

3.2.3 互感……………………27

3.2.4 无损传输线……………………28

3.2.5 电压控制开关……………………28

3.2.6 电流控制开关……………………28

3.3 有源元件描述语句……………………29

3.3.1 二极管……………………29

3.3.2 双极型晶体管……………………29

3.3.3 MOS场效应晶体管……………………30

3.3.4 结型场效应晶体管……………………30

3.3.5 砷化钾场效应晶体管……………………30

3.3.6 数字电路器件……………………31

3.4 电源描述语句……………………31

3.4.1 独立电压源和独立电流源……………………31

3.4.2 线性受控源……………………34

3.5 分析和控制语句……………………34

3.5.1 分析语句……………………35

3.5.2 控制语句……………………35

3.6 子电路以及库的调用……………………36

3.6.1 子电路描述语句……………………36

3.6.2 元器件库的调用……………………36

3.7 使用描述语言输入的方法分析直流电路……………………37

3.8 使用描述语言输入的方法分析交流电路……………………45

第4章 CaptureCIS初步了解……………………50

4.1 打开新的电路图……………………50

4.2 电路绘制过程……………………53

4.2.1 绘图页规格的调整……………………53

4.2.2 电路元件的放置……………………57

4.2.3 电源元件的放置……………………62

4.2.4 改变元件序号与元件值……………………63

4.2.5 元件间连线……………………65

4.2.6 接点的放置……………………66

4.2.7 存档……………………66

4.3 电路特性分析类型和分析参数设置……………………67

4.4 运行PSpiceA/D程序……………………70

4.5 Capture CIS使用实例……………………70

4.5.1 绘制电路图……………………71

4.5.2 设置参数……………………72

4.5.3 保存……………………74

4.5.4 启动PSpice仿真……………………74

4.5.5 直流分析……………………75

4.5.6 参数分析……………………78

第5章 Probe模块的运用……………………81

5.1 Probe的功能和调用方式……………………81

5.1.1 Probe的功能……………………81

5.1.2 Probe调用和运行模式的设置……………………81

5.1.3 Probe模块的窗口界面……………………84

5.1.4 Probe模块的主命令系统……………………84

5.2 信号波形的显示……………………90

5.2.1 Probe窗口中显示波形……………………90

5.2.2 信号波形的编辑修改……………………93

5.2.3 多批模拟分析结果波形的显示……………………95

5.3 显示波形的分析处理……………………98

5.3.1 改变坐标值……………………98

5.3.2 增加一个Y 轴……………………101

5.3.3 坐标网格的设置……………………105

5.3.4 光标Cursor的应用……………………106

5.3.5 Label标注符的使用……………………108

5.4 Probe的多窗口显示……………………110

5.4.1 波形显示区的控制……………………110

5.4.2 波形显示窗口的控制……………………112

5.5 Probe的文本工作模式……………………114

5.5.1 信号波形的数据显示……………………114

5.5.2 数据的逻辑处理……………………114

第6章 模拟电路分析……………………115

6.1 输入级、输出级……………………115

6.1.1 用CaptureCISEdition绘制电路图……………………115

6.1.2 生成网单输入文件……………………117

6.1.3 直流工作点分析以及直流扫描……………………117

6.1.4 瞬态分析……………………119

6.1.5 交流小信号分析……………………122

6.1.6 乙类工作状态互补输出级……………………123

6.1.7 傅里叶分析……………………129

6.2 电流源……………………131

6.2.1 镜像电流源基本分析……………………132

6.2.2 镜像电流源偏置电阻的直流扫描分析……………………136

6.2.3 镜像电流源的输出电阻与温度特性……………………138

6.3 差动放大器……………………143

6.3.1 绘制电路图……………………143

6.3.2 设置仿真参数……………………145

6.3.3 存档并进行仿真……………………145

6.3.4 巢式分析……………………147

6.3.5 交流分析与噪声分析……………………148

6.3.6 蒙特卡罗分析(MonteCarlo) ……………………149

6.4 带通滤波器……………………153

6.4.1 绘制电路图……………………153

6.4.2 设置元件参数……………………156

6.4.3 设置分析参数……………………157

6.4.4 执行仿真……………………157

6.4.5 低通滤波器进行噪声分析……………………159

第7章数字电路分析……………………160

7.1 数字电路模拟的基本知识……………………160

7.1.1 数字电路模拟涉及的概念……………………160

7.1.2 数字电路模拟的基本步骤……………………161

7.2 数字电路中的常用器件……………………161

7.3 数字电路模拟中的激励信号源……………………163

7.3.1 DIGCLOCK波形设置……………………164

7.3.2 STIMn激励信号波形的设置……………………164

7.3.3 DIGSTIMn信号源的设置……………………165

7.3.4 FILESTIMn类信号源波形设置……………………166

7.4 数字电路实例分析……………………168

7.4.1 三八译码器……………………168

7.4.2 半加器的实现……………………176

7.5 数/模混合电路模拟……………………181

7.5.1 数/模混合电路的接口等效电路……………………181

7.5.2 数/模混合电路实例……………………183

7.6 数字电路最坏情况分析……………………191

7.6.1 基本概念……………………191

7.6.2 延迟时序模糊导致输出不确定……………………191

7.6.3 脉宽变窄……………………193

第8章 使用Optimizer进行电路的优化设计……………………195

8.1 概述……………………195

8.1.1 基本概念……………………195

8.1.2 基本条件……………………197

8.2 二极管偏置电流的优化……………………197

8.2.1 绘制电路图……………………198

8.2.2 设置优化参数……………………199

8.2.3 优化结果……………………201

8.2.4 利用网单文件进行优化……………………203

8.3 共射极放大电路的优化……………………204

8.3.1 绘制电路图……………………204

8.3.2 IC(Q1)优化……………………206

8.3.3 增加优化目标……………………208

8.3.4 电路图自动升级……………………209

8.4 无源输出极的优化……………………210

8.4.1 多待调整参数设置……………………210

8.4.2 设置优化参数……………………212

8.4.3 优化结果……………………213

8.5 优化COMS放大器……………………214

8.5.1 COMS放大器……………………214

8.5.2 优化参数设置……………………216

8.5.3 可选项设置……………………217

8.5.4 优化结果……………………218

8.5.5 优化过程中的波形显示……………………220

8.6 有源滤波器优化……………………222 2100433B