講義
電力電子輔助教材
PSPICE 簡易手冊
步驟:
一﹑選出你所要的元件(包括電源)
二﹑將線接好
三﹑設定要執行的模擬內容 四﹑設定 PROBE
五、模擬執行
六﹑利用 PROBE 觀察模擬結果 七﹑將數據取出用其他程式畫圖
開始模擬電路以前,你必須先用[Schematic]將電路圖畫出來。
一﹑畫出你所要的元件(包括電源)
1. 先開啟[Schematic],點選[Draw/Get New Part],或按工具列上的圖式:
2. 你即可看到元件點選單如下:
(這是 Advanced 選單,Basic 選單則無 Search 功能)
你可以直接在 Part Name 處鍵入元件名稱,例如需要一個電阻則鍵入 R。或你可 以點選 Libraries,再從其中點選。
ANALOG.slb 常用的被動元件
BREAKOUT.slb 可改變參數之基本元件 SOURCE.slb 電源及訊號源
PORT.slb 接地及連接器 eval.slb 常用的半導體元件
3. 確定元件後,按[Place]即可將元件拖放在電路圖面上,按滑鼠左鍵一下 就會放一個元件在圖面上,按右鍵則結束。元件通通放完,按元件點選單之 Close 關閉此視窗。
假如元件的方向不如你意,可點選該元件,再點選[Edit/Rotate](or Ctrl-R)
或[Edit/Flip](or Ctrl-F)改變方向。
4. 如果你想要更改元件的參數(或稱 Attributes),可點該元件兩次,即出現對話 框,如下圖即為一電阻,點選 VALUE 可修改電阻值,在標示 2 處鍵入所要的值 即可,然後一定要按[Save Attr],再選[OK]結束。
5. PSPICE 所需要的電路接線和你在麵包板上接線是一樣的,由其再使用運算 放大器時不要忘了直流電壓源。
二﹑將線接好
1.利用接線工具(Draw Wire)將線路完成。
2. 點選接線工具後,即可看到一個鉛筆狀的指示。移至欲接線之接腳,
按左鍵,開始引線,要轉彎時可按左鍵一下,移至目標接腳後再按左鍵 一下,完成接線。你可以去接下一條線。全部接完後,按右鍵結束。
3. 你可以點任何一線段兩次,即會出現 LABEL 的對話框,你可以給該線段一個 名稱。在模擬後很有用。
4. 你可以適當的使用連接器,如在 PORT.slb 中之 BUBBLE,將複雜的電路分成 數部分,或將電路結構化。注意,連接器如 BUBBLE 必成對存在,他將電路跳 接到其他地方。
5. 把你的電路圖存起來。
三﹑設定要執行的模擬內容
1. 點選[Analysis/Setup]會出現下面設定對話框。
2.在點選你想做的模擬項目後進入個別的設定視窗。常用的模擬內容:
AC Sweep: 交流訊號分析,要找頻率響應用此項。
DC Sweep: 直流訊號分析,一般的 I-V 特性可用此項。
Bias Point Detail: 各節點的偏壓分析,通常一定選。
Parametric: 參數分析,你可以在電路中設定參數(可以是元件參數、溫度等)
,做改變此參數之分析。
Sensitivity: 靈敏度分析。
Temperature: 溫度分析。
Transfer Function: 轉換函數分析,你可以定義一個輸出和輸入,找它們之間 的關係(比值)。
Transient: 暫態分析,尋找訊號對時間的關係。
常用模擬的設定及注意事項:
AC Sweep:
點選後可見如下圖視窗,Octave 和 Decade 是對數型的分析,一般畫波德圖均用 Decade 的 Sweep Type。右邊是最低和最高頻設定及每 Decade 模擬點數。
注意:要使用本分析,電路中必須有 AC 訊號源。
DC Sweep:
選後可見如下圖視窗,可以做掃描的不是只有直流電壓或電流源,還有所列的其
他參數,圖右必須鍵入電源名稱,掃描範圍及間隔。
假如要掃描的參數不只一個,則可使用 Nested Sweep 設定第二個掃描。
Transient:
選後可見如下圖視窗,鍵入時間間隔(Print Step)及長度(Final Time)。Step Ceiling 是程式內部計算時間間隔,不用管他。他還可以對結果作傅立葉級數分析。
3. 設定完,回到主設定視窗,按 Close 結束。Save File!
四﹑設定 PROBE
PROBE 是用來觀察模擬結果的工具,你可以在這時候設定,按[Analysis/Probe Setup]
。對於初學者而言,使用他原始的設定就可以了。差別只在於你浪費較多 的記憶體罷了。他的原始設定是在模擬執行完後,自動開始 RUN PROBE。
五、模擬執行
都設定好了嗎?點選[Analysis/Simulation]他就開始跑了。執行結束後,不管有無 ERROR,PSPICE 都會產生一些檔案,有些很有用,尤其是 電路有問題的時候。
你可以在 MicroSim Design Manager 中開啟這些檔案。
filename.out PSPICE 的標準輸出,是一般文字檔,包括所使用電路之 netlist、
算出來的偏壓點等。
filename.dat Probe 用的資料檔,binary code,只能用 Probe 讀。
filename.net 由你所畫的電路圖產生的 netlist,這是 PSPICE 計算時真正使用的,
是文字檔。一般而言,一行代表一元件,寫法是:
[元件代號] [pin#1] [pin#2]---[pin#n] [屬性或參數]
例如在節點 5 和 6 間接一 11k 的電阻 R1,寫法為 R1 5 6 11k
filename.cir 是整個模擬過程的設定。
六﹑利用 PROBE 觀察模擬結果
假如你的電路沒問題,Probe 的設定你也沒修改,那麼模擬執行完畢後,Probe 程式就 自己開始,可以觀看模擬的結果了。
1. 一般開始,是以時間(暫態分析)、頻率(AC 分析)或電壓/流(DC SWEEP)
為 橫軸。你也可以在[Plot]選項中修改,按[X Axis Settings...]進入相關選擇視窗。
你可以 在此改你橫軸的範圍,也可以點選 [Axis Variable] 改變你 X 軸之變數。
2. 同樣的你也可以改變 Y 軸的設定,方法和上面類似。你假如要顯示大小差異 很大的變數,
可以增加 Y 軸之數目,只要 [Add Y Axis] 即可。增加的 Y 軸和原來的可分開設 定。你也可以
用 [Add Plot] 另外在同一視窗加一個圖。
3. 若要另開一個視窗畫圖,請點選 [Window/New]。
4. 如果你有訊號對時間的數據(例如從暫態分析所得),你可以取傅立葉轉換,
按工具 列上的 FFT 即可。再執行一次則可得到原訊號。
5. 點選 [Tools/Cursor...] 可打開游標工具,可以讀曲線上的值。游標有兩個,
一個是由較密的 點構成的十字線,另一個點較疏。若要看不同的變數,按一下 圖下左方的變數名稱即可。
此外他還可以找最大/小值,最大斜率點,功能強大。
6. Probe 有不錯的列印功能,在 Page Setup 處可設定你所需要的輸出形式。假 如你想騷包 一點,可使用下面方法將數據取出在你喜歡的軟體畫圖。
七﹑將數據取出用其他程式畫圖
有時候你想用其他程式畫更漂亮的圖,例如 EXEL 或 ORIGIN 等專業軟體,需要 將數據取出, 你可以直接點選所要的變數,假如超過一個以上變數,請同時按 Shift 鍵,被選之變數會呈 紅色,按 [Ctrl-C],數據就在 Clip Board 上了,包括 橫軸和縱軸的值,再到任何可編寫 文字檔的軟體,如 WORDPAD 等,貼上即可,
存成文字檔後即可供其他軟體使用分析。