CAD仿真实操训练.ppt
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1、(一)电路原理图输入,1、启动OrCAD/Capture 选择“开始”“程序”“Cadence PSD 15.1”“Capture CIS”,以进入Capture 的工作环境,实验仿真,2、创建新项目在菜单栏中选择filenewProject,实验仿真,Name:键入项目名称,如 swthLocation:点 Browse选择项目名保存的路径,如 F:mydesignCreate a New Project Using:工程项目后续处理功能选择:Analog or Mixed-signal Circuit 本工程以后将进行数/模混合仿真PC Board Wizard 本工程以后将用来进行印刷版
2、图设计Programmable Logic Wizard 本工程以后将用于可编程器件的设计(在9.2版本已经不支持)Schematic本工程只进行原理图设计在Create a New Project Using复选框中选择Analog or Mixed-Signal Circuit单击“OK”,实验仿真,出现”Create PSpice Project”对话窗口选择”Create a blank proj”,然后点“OK”.建立一个空项目。,实验仿真,3、电路原理图编辑,实验仿真,开始绘制电路图:进入Schematic窗口,则在窗口右边会出现下图的工具栏:,实验仿真,以声控开关为例(电源是直流
3、12V,负载为发光二极管)见下图:,(二)原理图绘制,原理图绘制,放置集成块运放uA741,执行P1ace/Part命令在“Libraries”列表框中选择“OPAMP”库在“Part”列表框中选择“uA741”单击“OK”将集成块移至合适位置,按鼠标左键按ESC键或鼠标右键点end mode以结束绘制元器件状态,也可以按下步骤放置uA741:,执行P1ace/Part命令在 Part中输“*741*”,点击Part Search,点击Begin Search,在Library 库中寻找到 uA741/opamp.olb单击“OK”执行前面的步骤,单击“OK”,放置器件,断开放置,器件放置,同
4、样在Anl_misc库内找到555B或555C,放置在原理图中,放置集成块时基电路555,原理图绘制,放置电阻符号,执行P1ace/Part命令在“Libraries”列表框中选择“ANALOG”在“Part”列表框中选择“R”,单击“OK”将电阻R移至合适位置,(按键盘中的R键,器件旋转)按鼠标左键放置按ESC键(或鼠标右键点end mode)结束绘制元器件状态,放置电容符号,执行P1ace/Part命令在“Libraries”列表框中选择“ANALOG”在“Part”列表框中选择“C”单击“OK”将电阻C移至合适位置,(按键盘中的R键,器件旋转)按鼠标左键放置按ESC键(或鼠标右键点end
5、 mode)结束绘制元器件状态,放置二极管符号,执行P1ace/Part命令在“Libraries”列表框中选择“diode”库在“Part”列表框中选择“D1N4002”,单击“OK”将该二极管移至合适位置,(按键盘中的R键,器件旋转)按鼠标左键放置按ESC键(或鼠标右键点end mode)结束绘制元器件状态,放置直流电源符号,执行P1ace/Part命令在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”在“Part”列表框中选择“VDC”单击“OK”将直流源VDC移至合适位置,按鼠标左键按ESC键(或鼠标右键点end mode)结束绘制元器件状态,放置激励源符号,执行P1ace/Part
6、命令在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”在“Part”列表框中选择“VSIN”,或“VPULSE”,或“VPWL”单击“OK”将激励源移至合适位置,按鼠标左键按ESC键或鼠标右键点end mode以结束绘制元器件状态,放置地符号,执行P1ace/Ground命令在“Libraries”列表框中选择“SOURCE”在“Symbol”列表框中选择“0/SOURCE”单击“OK”将地符号0 地移至合适位置,按鼠标左键按ESC键或鼠标右键点end mode以结束绘制元器件状态,放置的器件如下图,原理图绘制,元器件间的电连接,器件的移动:对准器件,点击鼠标左键,按住左键,拖动鼠标到适合的
7、位置。器件的翻转,点中器件,按键盘上的“R”,或单击鼠标的右键,点“Rotate”命令。器件的删除,点中器件,按键盘上的删除键Delete执行P1ace/Wire命令 将光标移至互连线的起始位置处,点击鼠标左键 移动鼠标,在互连线终点,单击鼠标左键进行连接 单击鼠标右键,选择End Wire子命令,结束互连线绘制,连接电路图如下:,原理图绘制,器件符号的更改(Reference)将鼠标对准器件的符号如V2,双击鼠标左键,出现“Display Properties”窗口在“Value”栏填入“Vi”单击“OK”,元件属性参数更改,器件参数值的更改(value)将鼠标对准器件的参数值如R1的1K,
8、双击鼠标左键,出现“Display Properties”窗口在“Value”栏填入“10K”单击“OK”,元件属性参数更改,将R2的1k修改为1m将R3的1k修改为1m将R4的1k修改为82k将R5的1k修改为2k将C1的1n修改为0.1u将C2的1n修改为220uVi的VOFF值设定为6vVi的VAMPL值设定为30mvVi的FREQ值设定为2kHzV1的0Vdc更改为12Vdc,其余元件属性参数修改,修改后原理图变为:,原理图绘制,电路原理图保存,执行File/Save命令,(三)电路的仿真(瞬态分析),1、建立电路网表(执行PSpice/Create Netlist命令),电路图的仿真
9、,2、仿真参数类型设置执行PSpice/New Simulation Profile命令,执行PSpice/Create Netlist命令,电路图的仿真,在Maximum step栏,填写0.1s,或不填,由系统默认。点击“确定”按钮,在Analysis Type栏,选TimeDomain(Transient)在Start saving data栏填写0s在Run to栏填写30s,电路图的仿真,3、放置仪器探头执行PSpice/Markers/Voltage Level命令将电压探头拖至被测信号端,如运放U1的正负输入U1+、U1-,U1的输出U1OUT;555U2的输出U2OUT,U2充
10、放电电压U2Discharge等节点处。,电路图的仿真,按ESC键,以结束仪器探头放置,电路图的仿真,4、运行仿真程序执行PSpice/Run命令屏幕上出现PSpice仿真分析窗口,电路图的仿真,电路图的仿真,仿真结果图,5、波形测量执行Trace/Cursor/Display命令,仿真波形测量,仿真波形测量,点击分析窗口左下角“V(U1:OUT)”执行Trace/Cursor/Peak命令,测量标尺定位于该波形顶峰,仿真波形测量,执行Plot/Label/Mark命令,显示该波形顶峰标尺坐标,仿真波形测量,第一位置坐标为顶峰处时间数值第二位置坐标为顶峰处电压数值,仿真波形测量,执行Trace
11、/Cursor/Trough命令,Plot/Label/Mark命令,测量该波形谷底坐标,仿真波形测量,声音信号触发后灯亮保持时间的测量:执行Trace/Cursor/Display命令,使测量坐标处于显示状态,仿真波形测量,点击分析窗口左下角“V(U2:OUTPUT)”,再点击该波形在声音触发下,由低电平变成高平处的位置,执行Plot/Label/Mark,读出该处的时间为795us,同样测量出该信号由高电平变成低电平处的时间为11.321ms,两者相减约10.526ms。,仿真波形测量,(四)电路印制版电路版PCB板设计,印制版设计,一、快速穿越 Layout Plus1 生成Netlis
12、t 在Capture中的专案管理视窗下(点File/项目名),点击ToolsCreat Netlist,印制版设计,生成Netlist在Create Netlist 菜单栏下选Layout按下图选择,确定,2、启动OrCAD/Layout 选择“开始”“程序”“OrCAD Release 9.1”“Layout”,印制版设计,3、启动FileNew命令或按钮4、指定所要启用的板框档(*.tpl)或技术档(*.tch),查找范围Orcad/Layout/Data 如下图,查找DEFAULT文件,打开,印制版设计,5、指定所要载入的纲路表档案(*.MNL),点击生成的网络表文件,打开,印制版设计,
13、6、生成电路板档案(*.max),在Save File As 菜单栏内点保存,印制版设计,7、给你的器件查找并定义封装 Layout调入Netlist时,会自动运行AutoECO,检测Layout的Library中是否有器件的封装,如果没有,您可以通过Link existing footprint to component来查找连接封装。如下所示:,印制版设计,在Link Footprint to Component 栏内点OK,对于没有定义的管脚封装图,出现MAXECO提示说明,确定,器件封装调用,在Link Footprint to Component 栏内点OK,对于没有定义的管脚封装图
14、,点Link existing footprint to component来查找连接封装。,器件封装调用,以这样的方式,直到把所有没有定义的管脚封装图在Link Footprint to Component 栏,点Link existing footprint to component查找出来,器件封装调用,调入网络表后,零件将随着纲路档案的载入而散布在编辑区里,紧接着,依下列步骤进行自动零件布置:1 定义板框。首先切换到Global Layer层(按0键),然后按钮,进入放置物件状态,再以画框的方式,直接在编辑区里画板框。2、板框定义完成后,启动AutoPlaceBoard命令,程式即迅速
15、布置零件。见下图,印制版设计,二、零件布局,印制版设计,零件布置完成后,只要启动AutoAutorouteBoard命令,即可进行自动布线。,三、自动布线,印制版设计,(四)、输出 Layout Plus的打印可分为校对用的打印印及精细的输出,校对用的打印是将各板层重叠在一起打印输出,当我们要进行叠印时,则FilePrint/Plot启动命令,然后在随即出现的对话盒中,选择打印选项,再按ok钮即可打印。如果要进行精细的打印或分板层输出的话,则启动Options Post Process命令,然后在随即出现的表格中,选择所要打印的板层,再点击鼠标右键,在弹出菜单中选取其中的Plot to Pri
16、nt Manager命令,即可打印您选中的板层。,印制版设计,电路系统 计算机辅助设计,准确、高效地设计电路电子设计方法的发展,(1)传统的设计方法 焊接电路图测试修改电路反复确定绘制印制板图(绘图工具)制作印制板(工艺流程)需要一个具有完备的仪器仪表的电子线路实验室(2)以计算机为设计方法 用计算机绘制电路图分析电路性能反复优化设计统计分析(检验设计误差及成品率情况)确定设计PCB图(印制板图)加工印制板(送工厂加工、直接用刻制机刻制)需要一台微机及一个电路设计CAD软件,准确、高效地设计电路电子设计方法的发展,(3)orCAD电路仿真工具以电路理论、数值计算方法、计算机技术为基础,建立电路
17、器件的数学模型。不用任何器件,取代仪器仪表,用具有各种功能的应用程序设计仿真电路。利用计算机计算、存储、处理图形的高效率,对仿真电路进行各种性能分析、计算、校验等工作,完成电路系统从焊接调试到PCB图布线的全部仿真过程。一个计算机辅助设计工具加一台微机相当于一个现代化的电子线路实验室。计算机的仿真分析为设计者提供了高效率、高质量、低成本、可充分发挥想象力的良好的创造性工作环境,降低了实验成本及研发周期。,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制1.OrCAD的功能,绘制电路图(Capture)分析电路图性能(PSpice)波形显示与特征值分析(Prob)优化设计(Optimizer)建立与管理
18、器件模型 设计信号源 设计PCB 图,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2.绘制电路图进入Capture,开始/程序/OrCAD Release 9.2/Capture,Project:建立新项目Design:建立新PCB文件Labrary:建立新器件库文件VHDL File:建立新VHDL文件Text File:建立新文本文件Pspice Library:Pspice 器件库对于新建的工程,应选择Project,而后进入,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2.绘制电路图OrCAD的集成环境,Name:项目命名Analog or Mixed-signal Circuit:本项目进行
19、数/模混合仿真。PC Board Wizard:本项目以后将用来进行印刷版图设计。Programable Logic Wizard:本项目以后将用于可编程器件的设计。Schmetic:本项目只进行原理图绘制。Location:为项目选择存放路径。,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2.绘制电路图选择本项目用的器件库,单选项要选择此项,绘图页面,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2.绘制电路图Capture的5个视窗,(1)项目管理器视窗(文件名(即项目名).opj),分类管理各种文件及数据。(2)电路图编辑视窗(SCHEMATIC PAGE1),编辑电路图。(点击项目管理器中的p
20、age页就可出现该窗口)(3)运行信息记录视窗(Session Log),记录运行的各种进程信息,后处理的结果、错误信息警告,器件及节点等信息。(4)Browse 视窗,信息列表。(在项目管理器中选中一页page,再在其菜单中点击edit/browse,在Browse列表中选择任意项,就可得到该项的信息列表。(5)Part Edit视窗元器件符号图形编辑窗口,在页面编辑窗口中选择任意元器件符号,使其处于选中状态,再选择菜单Edit/part 即可得到此窗口。,前三个视窗进入Capture平台自动处于打开状态,可点击命令栏的Window中相应的子命令使其中任一项激活并处于最前端。Browse和P
21、art Edit 需要由Edit窗口命令菜单打开。,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2.工具栏,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2绘制电路图弹出器件库及器件操作框,(1)选中原理图编辑窗口,出现工具栏(2)放置元件可以有三种方法 A、菜单 Place Part B、按工具栏上的 键.C、用热键 P,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2.绘制电路图概述器件库,器件及符号:library是器件库,含器件及符号。PSpice库的器件有仿真模型,用于仿真的器件要取自PSpice文件夹,器件库路径:program files/orcad/capture/library/PSpi
22、ce,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2.绘制电路图器件、字母代号、引脚,不同类型的器件各以不同的字母为代号,引脚名:,三极管:e、b、c运放:1、2、3、4、5、6、7电阻、电容、二级管:1、2,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2.绘制电路图器件库的操作,当前项目的器件库们,器件库中的器件,选中的器件,选中的器件符号,Add Library:增加库Remove Library:删除库Part Search:搜索器件,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2绘制电路图放置器件,选中器件置于绘图页面1右键菜单可翻转、编辑器件属性、编辑、copy、paste、delete器件
23、等。对选中器件按del键删除使用Ctrl+C、Ctrl+V把元件从剪切板复制到当前位置。选中想要复制的元件。按住 Ctrl 键,同时用鼠标左键点住选中的元件拖曳到需要的位置,即可复制一个元件,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2.绘制电路图数值及单位,时间:S,秒电流:A,安培电压:V,伏频率:Hz,赫兹电阻:,欧姆电容:F,法拉电感:H,亨利功率:W,瓦特,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制2绘制电路图器件属性的编辑,1、用鼠标双击元件需要编辑的属性,激活编辑窗口2、用鼠标双击元件本身,激活编辑窗口3、在元件上双击鼠标左键,从弹出的菜单中选择编辑属性4、选中元件后,选择菜单Ed
24、it Properties,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2绘制电路图 放置互连线(导线),1、选中原理图编辑窗口,出现工具栏2、开始放置导线可以有三种方法 A、菜单 PlaceWire C、用热键 W B、按工具栏上的 键.3、在导线起点处,点一下鼠标左键后松开4、导线需要转弯时,可以点一下鼠标左键5、在导线结束接点上,点一下数鼠标左键,在点右键执行end wire命令。,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2绘制电路图继续画互连线,交叉点出现红点时点击鼠标左键相交,直接拉过不相交。点击鼠标左键后,按下shift键,移动鼠标可画出任一角度连线。Place Bus:总线 在数
25、字仿真中介绍。,Net name(网络编号),任意导线或器件引线都有net name,是电器连接的依据。,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2.绘制电路图节点、节点名,节点:电路上电气相连的交点为节点节点名:N+数字编号与节点相连的元器件引出端名用Place off-Page connector放置的节点名用Place net alias 放置的节点名,一.OrCAD的基本功能及电原理图的绘制 2 绘制电路图节点(junction),1、选中原理图编辑窗口,使工具栏出现2、开始放置节点可以有三种方法 A、菜单 Place Junction B、按工具栏上的 键.C、用热键 J3、在需要
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