Моделирование электрических процессов в электронных средствах с помощью OrCad PSpice. - презентация

1 Моделирование электрических процессов в электронных средствах с помощью OrCad PSpice

2 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

3 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.

4 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.

5 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

6 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

7 Анализ переходных процессов7

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

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

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

11 Температурный анализ11

12 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

13 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

14 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

15 Пример задания на моделирование линейного стабилизатора напряжения в OrCad PSpice15

16 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

17 Спасибо за внимание