2-1　基本直流分析. 2-1　基本直流分析 新專案（Project）的建立 點選 File/New/Project.

Presentation on theme: "2-1　基本直流分析. 2-1　基本直流分析 新專案（Project）的建立 點選 File/New/Project."— Presentation transcript:

1

2 2-1　基本直流分析

3 新專案（Project）的建立 點選 File/New/Project

4 Analog or Mixed A/D PC Board Wizard
選擇此項表示所將新增的專案可以在OrCAD Capture視窗中直接呼叫PSpice A/D 進行電路的模擬。本書所討論的範例均為此類的專案，所以在此當然是要請您選擇此項了。 PC Board Wizard 選擇此項表示可利用所新增的專案進行系統層級的印刷電路板設計。

5 Programmable Logic Wizard
選擇此項表示可利用所新增的專案進行可程式數位邏輯電路（CPLD或FPGA）的設計。 Schematic 選擇此項表示所要新增的專案將只單純地用來編繪電路圖。

6 在Location空格中填入您要用來儲存專案的子目錄路徑（如D:\OrCAD Examples\EX2-1），您也可以點選Browse鍵，從目錄列表中自行選定。

7 點選此對話盒中的Create a blank project選項，代表所要建立的是一個「完全空白」的專案，意即系統並不會自動將符號元件庫（
點選此對話盒中的Create a blank project選項，代表所要建立的是一個「完全空白」的專案，意即系統並不會自動將符號元件庫（*.OLB）連結到專案內，使用者必須自行將所需的符號元件庫檔案加進來。 至於「如何自行將所需的符號元件庫檔案加進來」 ？其詳細的操作步驟，我們將在隨後的「符號元件庫的新增」中說明。

8 將Project Manager子視窗中的ex2-1.dsn展開（點選其左邊的 方框即可）如圖2-1.10所示。

9 符號元件庫的新增 點選Place/Part或從Schematic Page Editor子視窗最右側點選其對應的智慧圖示 或按＜P＞

10 點選圖2-1.12中間Libraries：列表右側的Add Library鍵 。

11 選定所要的符號元件庫檔案，或者您也可以點選所有的符號元件庫檔案後，再點選 開啟（O）鍵即可加入新的符號元件庫。

12 在鍵入的過程中，您會發現每當您鍵入一個字母，圖2-1
在鍵入的過程中，您會發現每當您鍵入一個字母，圖2-1.16上方的元件列表便會「自動」跳到以您所鍵入字母為首的元件符號名稱處。此為OrCAD Capture的「自動搜尋元件」功能。除了上述的方式以外，您更可以利用萬用字元「＊」及「？」直接進行元件名稱的搜尋，其中的「＊」代表字串，「？」代表單一字元。例如，當您在 Part: 空格中鍵入“*4148*”再點選OK鍵，元件列表中便會列出符號名稱中有“4148”的所有元件。

13 在確定Part空格中所列之符號名稱即為所要呼叫的元件後，您就可以按＜Enter＞鍵，此時螢幕會出現一個浮動的直流電壓源符號。
如有需要，您可點選滑鼠右鍵並從功能選項中點選Rotate（或直接按＜R＞）將該元件符號逆時針旋轉90度，或是從上述的功能選項中點選Mirror Horizontally（或直接按＜H＞）將該元件符號左右顛倒；也可點選Mirror Vertically（或直接按＜V＞）將該元件符號上下顛倒。 點選滑鼠左鍵放置此元件於圖上。

14 接地符號的呼叫與放置 點選滑鼠右鍵並從功能選項中點選End Mode（或直接按＜Esc＞）結束Place Part 指令。
點選Place/Ground或其對應的智慧圖示 或按＜G＞鍵，出現如圖2-1.21的對話盒。OrCAD Capture 提供使用者六種不同的接地符號（分別是儲存在CAPSYM.OLB的0、GND、GND_EARTH、GND_ FIELD SIGNAL、GND_POWER 及GND_SIGNAL ），您可自行選擇偏好的符號，但必須注意：一定要將圖2-1.21右下方 Name: 空格中的值改成0。

15 連線 點選Place/Wire或其對應的智慧圖示 或按＜W＞鍵

16 改變元件符號屬性（Property） 兩次點選直流電壓源符號旁的元件編號 V1。
將 Value：空格中的 V1 改為 Vin 後點選 OK 鍵。

17 兩次點選直流電壓源符號旁的直流電壓值 0Vdc，出現如圖2-1.23的對話盒，將 Value: 空格中的 0Vdc 改為 9V
重覆步驟 3，分別將電阻 R1、R2 的 Value 改為 5k 及 10k。

18 元件、元件編號及元件值的移動與刪除 在您想移動的元件（或想刪除的元件）、元件編號或元件值上點選滑鼠左鍵（按著＜Ctrl＞鍵再點選滑鼠左鍵則可連續選定多個元件），此時元件、元件編號及元件值會變為粉紅色，同時被一虛線框圍住。 按住滑鼠左鍵將其移至希望位置完成移動指令。點選 Edit/Delete 或按＜Delete＞完成刪除指令。

19 設定連線（節點）名稱 點選 Place/Net Alias 或其對應的智慧圖示 或按＜N＞鍵。
在 Alias：空格中填入 OUT，此表示您設定此節點的名稱為OUT。 點選 OK 或按 ＜Enter＞。 重覆步驟1～3將 Vin 、 R1之間的連線名 稱設定為 IN。

20 調整電路圖的顯示比例 在 View / Zoom中供使用者在螢幕上放大、縮小電路，方便觀察。 In：放大圖形。其對應的智慧圖示為
Out：縮小圖形。其對應的智慧圖示為 Scale：由使用者直接指定縮放比例。 Area：放大所選定區域的圖形。 其對應的智慧圖示為

21 圖形檔案的儲存 All：鳥瞰全頁電路圖。其對應的智慧圖示為
Selection：將所選定區域的圖形移至畫面中央。 請注意！點選此項之前必須先在電路圖上選定區域。 Redraw：更新（Refresh）顯示畫面。 圖形檔案的儲存 點選 File/Save 或其對應的智慧圖示

22 直流分析參數的設定及執行PSpice模擬 直流分析參數的設定
點選 PSpice/New Simulation Profile或其對應的智慧圖示 在 Name：空格中填入 DC。

23 點選 Create 鍵

24 掃瞄變數（Sweep variable） Voltage Source：電壓源。 Current Source：電流源。
Global Parameter：通用參數，如設定某一電阻值為可變參數 Rvar。此部份在4-2節中有更進一步的說明。

25 Model Parameter： 元件模型中的參數，如 BJT 電晶體中的 Bf（此參數就是一般熟知BJT電晶體的值，又稱「共射極電流增益」（common-emitter current gain）。至於其他常用的半導體元件模型參數，請參考附錄C），如選定此項為掃瞄變數時，則需再填入一些相關資訊，說明如下：

26 Model Type：元件模型型態選單。以 NPN BJT 為例，此項需點選 NPN。各元件模型與其對應的型態名稱可參考附錄C。
Model Name：元件模型名稱，此名稱可自行訂定。如 Qinput。 Parameter Name：元件模型內的參數名稱。如 Bf，各參數名稱亦請參考附錄C。 Temperature：溫度。

27 掃瞄方式（Sweep type） Linear：以「線性方式」進行掃瞄。
Logarithmic：又分為 Octave 和 Decade 兩種，分別代表設定掃瞄變數值以兩倍、十倍增加來計算，但此時需注意的是：因其增值時乃以對數運算（Logarithmic Operation）為原則，故 Start Value : 便不得為零或負數。另外，Increment: 空格中的數字此時乃表示每兩倍（十倍）增量間所計算的點數。 Value List：選擇此種掃瞄方式，則只需在 Value: 空格中填入所欲分析的數值即可。

28 執行 PSpice 程式 畫好電路圖、設定完分析參數後，您即可點選 PSpice/Run 或其對應的智慧圖示 或直接＜F11＞鍵呼叫PSpice 執行模擬功能。

29

30 圖2-1.32包含三個不同的子視窗，分別說明如下：
Main Window 位於圖2-1.32的上方，用以顯示模擬結果的波形檔（*.DAT，熟悉早期 PSpice 的使用者很快就可以認出：這就是 Probe 視窗）及文字輸出檔（*.OUT）……等重要檔案。 Output Window 位於圖2-1.32的左下方，用以顯示模擬過程的相關過程、警告及錯誤訊息。

31 Simulation Status Window
位於圖2-1.32的右下方，其中又包含了三個頁籤：Analysis 頁籤用以顯示所設定的分析參數，Watch 頁籤則是搭配執行模擬前所設定的「監看功能」（Watch Function）顯示「監看變數」（Watch Variable）及其對應值，Devices 頁籤則是將所模擬的電路圖中用到的元件及其數量做個簡單的統計。

32 由 OrCAD Capture 中的 Markers 呼叫波形
利用 Probe 觀察模擬結果 由 OrCAD Capture 中的 Markers 呼叫波形 點選 Schematic Page Editor 視窗中的 PSpice/Markers/ Voltage Level 或其對應的智慧圖示 ，出現一浮動的探針符號。 在節點 IN、OUT 上分別點選滑鼠左鍵。

33

34 由 PSpice A/D 視窗中直接呼叫波形 點選 PSpice A/D 視窗中的 Trace/Add Trace 或其對應的智慧圖示 。

35 啟動游標（Cursors）功能 在左側列表中依序點選 V(IN) 和 V(OUT)。 點選 OK 或按＜Enter＞。
點選 PSpice A/D 視窗中的 Trace/Cursor/Display或其對應的智慧圖示 。 游標1 滑鼠左鍵 游標2 滑鼠右鍵

36

37 刪除已顯示波形 在 Probe 子視窗中Ｘ軸下方的 V(IN)文字標示上點選滑鼠左鍵，此時 V(IN) 會由白色變為紅色。
點選 Edit/Cut 或其對應的智慧圖示 或直接按＜Del＞鍵刪除 V(IN)。

38 2-2　基本交流分析 所謂的「交流分析」，簡單來說，即是針對電路性能（Performance）因訊號頻率（Frequency）改變而變動所作的分析。

39

40 交流電壓源及電容的符號名稱為分別為 VAC 及 C。 交流分析參數的設定及執行 PSpice 程式
元件符號的呼叫 交流電壓源及電容的符號名稱為分別為 VAC 及 C。 交流分析參數的設定及執行 PSpice 程式 點選 PSpice/New Simulation Profile 後在 Name: 空格中填入 AC。 在 Analysis 頁籤中選擇 AC Sweep/Noise 選項。

41

42 利用 Probe 看波德圖 由 Probe 視窗中直接呼叫波形 點選 Trace/Add Trace。
在對話盒右側 Functions or Macros 列表中點選 DB ( )這個函數，隨後再點選左側列表中的 V(OUT)。此時下方的 Trace Expression 空格中會出現 DB(V(OUT))。 點選 Plot/Add Y Axis。 再次點選 Trace/Add Trace，並分別在 Functions or Macros 列表及左側列表中依序點選 P ( ) 這個函數及 V(OUT)。

43

44 2-3 基本暫態分析 弦波（符號名稱為 VSIN） VOFF 直流偏移電壓(Offset Voltage)，單位為伏特。
2-3　基本暫態分析 弦波（符號名稱為 VSIN） VOFF 直流偏移電壓(Offset Voltage)，單位為伏特。 VAMPL 振幅大小(Peak Amplitude of Voltage)，單位為伏特。

45 FREQ 頻率(Frequency)，單位為赫茲。
TD 波形延遲出現的時間(Time Delay)，單位為秒。 DF 阻尼係數(Damping Factor)，單位為秒的倒數。 PHASE 相位角(Phase)，單位為角度。若此值設為90度可得餘弦波(Cosine Wave)。

46 當我們設定 VOFF=1、VAMPL=5、FREQ=1K、TD=1m、DF=100、PHASE=0時，可得如圖2-3.1的輸入波形：

47 脈波（符號名稱為 VPULSE） 七個參數意義如下，設定時缺一不可： V1：起始電壓（Initial Voltage）。
V2：脈波電壓（Pulsed Voltage）。 TD：延遲時間（Time Delay）。 TR：上升時間（Rise Time）。 TF：下降時間（Fall Time）。 PW：脈波寬度（Pulse Width），單位為秒。 PER：週期（Period），單位為秒。

48 當我們設定 V1= -2、V2=3、TD=1m、TR=0.5m、TF=1m、PW=2m、PER=4.5m時，可得如圖2-3.2的輸入波形：

49 折線波（符號名稱為 VPWL） 「折線波」就是指以座標方式輸入波形，兩點之間以直線連接所組成的波形。PSpice A/D在VPWL符號中內建了八組座標值參數，T1～T8與V1～V8分別代表第1～第8個波形轉折點的時間軸座標與電壓軸座標。

50 當我們設定T1=0.5m、T2=1m、T3=2m、T4=2.5m、T5=7m、T6=8m、V1= -5、V2=3、V3=5、V4=1、V5=7、V6=2時，即可得圖2-3.3的折線波形。

51 週期性折線波（符號名稱為 VPWL_ENH）
FIRST_NPAIRS 某一週期波形內各轉折點的座標對，之後的SECOND_NPAIRS 及 THIRD_NPAIRS 也是同樣的意義。 REPEAT_VALUE 上述各座標對所描述之波形所要重覆的次數。如要 重覆五次，則填入 for 5；如要一直重覆下去，則填 -1。

52 當我們設定 FIRST_NPAIRS = ( 0,-3 ) ( 0
當我們設定 FIRST_NPAIRS = ( 0,-3 ) ( 0.5m,3 ) ( 1m,-3 ) SECOND_NPAIRS = ( 1m,-3 ) ( 2m,0 ) ( 3m,0) ( 4m,-3) THIRD_NPAIRS = ( 4m,-3) ( 4.2m,3) ( 4.8m,3) ( 5m,–3) REPEAT_VALUE = -1 即可得如圖2-3.4所示的週期性(週期為 5ms) 折線波。

53

54 指數波（符號名稱為 VEXP） 各參數意義如下： V1：起始電壓（Initial Voltage）。
V2：峰值電壓（Peak Voltage）。 TD1：電壓由 V1 往 V2 改變前的延遲時間 （Delay Time）。 TC1：電壓往 V2 改變時的時間常數 （Time Constant）。 TD2：電壓由 V2 往 V1 改變前的延遲時間。 TC2：電壓往 V1 改變時的時間常數。

55

56 單頻 FM 波（VSFFM） VOFF：直流偏移電壓。 VAMPL：振幅。 FC：載波頻率（Carrier Frequency）。
MOD：調變參數（Modulation Index）， 此為常數，沒有單位。 FM：受調變訊號頻率（Modulation Frequency）。

57 當我們設定 VOFF=1、VAMPL=3、FC=1.6K、MOD=4、FM=200 時，可得如圖2-3.6的輸入波形：

58 暫態分析參數的設定 Run to time：終止時間。

59

60 Maximum step size： 暫態分析結果顯示於 Probe 中之波形的時間間隔（解析度） 的最大值。