Моделирование электрических процессов в электронных средствах с помощью OrCad PSpice

2 Проектирование электронных средств в среде автоматизированного моделирования электрических режимов работы OrCAD Cadense OrCad представляет собой один из мощнейших пакетов программ для моделирования в сфере проектирования электронных средств и печатных плат. Основные компоненты пакета OrCAD OrCAD Capture OrCAD Capture графический редактор схем; OrCAD PSpice A/D OrCAD PSpice A/D программа моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются из OrCAD Capture; OrCAD PSpice Optimizer OrCAD PSpice Optimizer программа параметрической оптимизации; OrCAD Layout OrCAD Layout графический редактор печатных плат; Component Information System Component Information System Система доступа к электронному каталогу компонентов. сервер ПК

Общие сведения о программе OrCad PSpice3 Анализ по постоянному/переменному току Анализ шумов Анализ переходных процессов Фурье-анализ Параметрический анализ Температурный анализ Анализ разброса параметров методом Монте-Карло Анализ чувствительности методом наихудшего случая Стандартные библиотеки среды OrCad предоставляют пользователю возможность выбора моделей различных элементов при создании моделей устройств. В среде OrCad PSpice можно создавать модели схем, состоящие из моделей элементов и функциональных блоков, что удобно при отработке принципов построения новых схем. Возможно включение разработанных пользователем PSpice моделей элементов в поставляемые библиотеки или создание из них новых библиотек.

Анализ по постоянному току4 Позволяет получать характеристики схемы (токи, напряжения, мощности) при изменении параметров источников напряжения, тока, глобальных параметров схемы, параметров модели и температуры элемента.

Позволяет проводить построение амплитудно-частотных характеристик схемы. Анализ проводится от источника переменного тока IAC или напряжения VAC, для которого указываются амплитудное значение переменной составляющей и величина постоянной составляющей. Задаются минимальное и максимальное значения частоты. Анализ по переменному току5

Рассчитывается и выдается следующая информация для каждой частоты, для которой производится анализ по переменному току: Шум генерируемый на выходе некоторого устройства, который складывается из шумов, генерируемых каждым резистором и полупроводником, из которых состоит данное устройство. Для полупроводникового устройства составляющая шума определяется режимами его работы; Общий выходной и эквивалентный входной шум. Анализ шумов6Характеристика Способ определения Выходной шум Среднеквадратичное значение шумов всех элементов цепи Входной шум Эквивалентный входной шум, который бы обеспечивал на выходе соответствующий выходной шум в случае идеальной (не шумящей) цепи Вычисляется при делении общего выходного шума на шум, распространяющийся по анализируемой цепи от входа к выходу

Анализ переходных процессов7

Фурье-анализ8 Панель OrCad / PSpice Осциллограмма сигнала Спектр сигнала Кнопка Быстрого преобразования Фурье

Параметрический анализ9 Представляет собой многократно повторяемые итерации одного из типов стандартных анализов, когда изменяется глобальный параметр, параметр модели, величина компонента или рабочая температура.

Параметрический анализ10 Параметрический анализ при R2=1,25,50 Ом

Температурный анализ11

При моделировании в PSpice непосредственно загружается файл *.cir. Для его составления сначала присваиваются имена всем узлам принципиальной схемы моделируемого устройства. Имена узлов могут быть целыми числами от 0 до 9990 или алфавитно- цифровыми символами длиной не более 131 символа: R_R1 N63977 N k Описание формата входного файла OrCad PSpice12 После именования узлов составляют задание на моделирование, которое заносится в файл. Имя файла произвольное. Первая строка файла строка заглавия, которая затем выводится в виде заголовка в выходном файле. Строки комментариев содержат символ «*» в первой позиции. * source GEN1004 Строка продолжения начинается с символа «+» в первой позиции. Последняя строка файла.END. Порядок ввода промежуточных строк значения не имеет. Узлы подключения элемента R_R1 Комментарий

Описание формата входного файла OrCad PSpice Предложения входного языка программы PSpice делятся на описания компонентов и директивы. Описанием компонента считается любая строка, не начинающаяся с символа «.» (кроме первой строки и строк комментариев и продолжений). Описание компонента имеет следующую структуру: : R_R1 N63977 N k Узлы подключения элемента R_R1 Значение для R_R1 Первый символ имениТип компонента СКонденсатор DДиод QБиполярный транзистор RРезистор VНезависимый источник напряжения13

Полупроводниковые приборы, математические модели которых встроены в программу PSpice, описываются большим количеством параметров, задаваемых с помощью директивы.MODEL, имеющей структуру:.MODEL + ( = ) Здесь имя модели компонента схемы, например KT315V, D104. Тип компонента определяется. В данной работе используются следующие имена типа модели: D для диода; NPN для биполярного n-p-n транзистора; PNP для биполярного p-n-p транзистора. В директиве.MODEL в круглых скобках указывается список значений параметров модели компонента (если этот список отсутствует или не полный, то недостающие значения параметров модели назначаются по умолчанию)..MODEL D104 D(IS=1E-10).MODEL KT315V NPN(IS=1E-11 BF=50) Описание формата входного файла OrCad PSpice14

Пример задания на моделирование линейного стабилизатора напряжения в OrCad PSpice15

Предлагаемый вариант реализации автоматизированного итеративного моделирования электрических и тепловых процессов с применением конвертера Ввод электрической принципиальной схемы Ввод конструкции изделия Ввод конструкции печатных узлов 4 Рассеиваемые ЭРЭ мощности 5 Суммарные рассеиваемые мощности узлов 6 Интегральные температуры узлов 7 Рассеиваемые ЭРЭ мощности и граничные условия 8 Температуры ЭРЭ Температуры ЭРЭ в формате данных для OrCad. Следующий цикл итерации Подпрограмма составления заданий на моделирование в OrCad Конвертер данных

Спасибо за внимание