PSpice绘制电路图和电路仿真教程

例一、在图 16-1 所示电路中，当电阻 Rl 的阻值以 10Ω为间隔，从 1Ω线性增大到 1KΩ时，分析电阻 Rl 上的电压变化情况。

1. 目的：通过本例的介绍，将详细说明如何运用 PSpice 软体绘制电路图，初步掌握符号参数、分析类型的设置，并会从 Probe 窗口看输出结果。

2. 开始模拟电路之前，必须先用［Schematic］将电路图画出来。

选择程序项［SchemaTIcs］进入绘制电路图窗口如图 16-1 所示。

图 16-1 绘制电路图窗口

窗口顶部第一行为窗口标题栏，显示当前程序项名称和所编辑的文件名称，新建电路图必须以某个名称保存以后才有文件名。

第二行为主菜单栏，［SchemaTIcs］的所有操作都可通过选择菜单中相应的栏目来完成。

第叁行为图标工具栏，每个图标代表菜单中一项最常用的操作，点中图标即可完成相应的操作，提高了操作效率。各图标对应的菜单项如图 16-2 所示，

图 16-2 图标工具栏

其功能分别为新建、打开、存档、列印、剪切、复制、粘贴、撤消、恢復、重画、放大、缩小、部分放大、部分缩小、画线、画匯流排、画框、选择元器件、属性编辑、元件符号编辑（第一行为常用快捷按钮）。

屏幕中间主要区域为塬理图编辑区，也就是塬理图页面。它是一块均匀划分的网格区域，用户可以选择 OpTIons=》Display OpTIons…显示方式设置，打开或关闭网格开关（Grid On），也可重新设置网点之间间隔（Grid Size）。

窗口底部是辅助信息提示栏，显示当前游标位置、操作功能提示和操作命令。通过操作功能提示栏，用户可得知每一菜单项的功能。

3. 步骤：

（一）、绘制电路塬理图（所要绘制图如 16-3 所示）

图 16-3 电路塬理图

1）从符号库中提取元器件符号或埠符号

先开启［Schematic］， 点选［Draw/Get New Part］，或单击工具栏上的取元件图标，即可打开如图 16-4 对话框。该对话框列出了全局符号库中的所有符号。可以在 Part Name 文本框中键入需要的元件符号，对于不熟悉的元件也可以通过符号名列表的滚动条浏览。单击［《《Basic］按钮可以选择是否显示符号图形。

找到所需的电路符号后，单击该符号，则该符号的名称便显示在 Part Name 文本框中，同时 Description 文本框中出现一行文字，说明该符号的含义。单击［Place］键可取出元件但不关闭对话框；单击［Place&Close］键取出并关闭对话框；也可双击符号名列表中某一符号将其取出。

在本例中不仅需要取出叁个电阻、两个直流电压源和一个接地端，还要取出符号 PARAM 将电阻的阻值定义为全局变数，因本例是一个以电阻阻值为扫描变数的例子。

图 16-4 符号提取对话框

2）摆放元件

（1）摆放前

取出电路符号后，滑鼠将自动指向符号的某一个端子，连成电路后，这个端子代表符号的正节点，因此这个端子又称为符号的正端子。水平摆放时，通常使正端子在左侧；垂直时，在上。因此，在摆放符号前通常需将符号旋转一个角度。在执行［Edit/Rotate］菜单命令或［Ctrl+R］可以将符号逆时针旋转 90 度，执行［Edit/Flip］菜单命令或［Ctrl+F］可将其沿垂直方向对摺。

（2）摆放符号

取出符号后，单击绘图工作区中的某一点，按一下滑鼠左键，符号将沿该点摆放一次。可多次摆放，单击右键结束。

（3）摆放后

摆好后，选中相应的符号（为红色）可对其进行各种操作，如拖动、删除、拷贝及旋转等，也可同时选择多个符号（按住［Shift］键）。

3）连线

PSpice 有两种连线方式：水平和垂直折线连接，斜线连接。採用哪种方式取决于直角连线开关的设置情况。

（1）利用连线工具［Draw Wire］画导线。

（2）点选画线工具后，即可看到一个铅笔状的指示。将画笔移到起始端，按滑鼠左键，开始引线，要转弯时可按以下滑鼠左键，画笔移到终点后在按以下滑鼠左键，完成接线。继续画线，直到全部完成后，按滑鼠右键结束画线。

（3）你可和双击如何一段导线，即会出现 LABEL 的对话框，可以给这条线段一个名称。在模拟后很有用。

（4）及时保存电路图。

4）定义或修改元器件符号及导线属性

下面以 R1 为例，介绍两种修改符号属性值的方法。

方法一：利用电阻 R1 的属性表修改其值。

（1）双击 R1 符号，打开 R1 属性表，如图 16-5 所示。

图 16-5 电阻 R1 属性表

（2） 单击属性项 VALUE=1K，属性名 VALUE 和值 1K 分别出现在 Name 和 Value 文本框中。

（3）将 Value 文本框中 1K 改为 100，并单击［Save Attr］，保存新属性。单击［OK］确认煺出。

方法二：单独修改 R1 的各属性值。

（1）单击 R1 的编号 R1，打开图 16-6 所示符号参考编号对话框。

（2）将对话框中的 R1 改为修改的编号，并按［OK］。

（3）用同样的方法，双击电阻 R1 的阻值 1K，可以将阻值改为 100。

按上述方法修改其他符号。在修改 PARAM 的属性表中，代表 Rl 阻值的变数名 var 定义为 PARAM 的一个参数名，即 NAME1=var，阻值定义为 1k 的相应参数值，即 VALUE1=1k。一个 PARAM 符号最多可以定义叁个全局变数。

图 16-6 R1 符号参考编号对话框

定义各符号的参数后，最终的电路图如前所示。在电路中，电阻的阻值是变化的，注意要将变数名 var 加大括弧。

5. 根据电路分析需要，在图中加入特殊用途符号和註释文字。

6. 起名存档。

（二）设定要模拟的内容

1. 执行［Analysis/Setup］菜单命令，进入分析类型对话框，如图 16-7。

图 16-7 分析类型对话框

2. 点选你想要模拟的项目，然后进入个别设定视窗。常用的模拟内容有：

AC Sweep：交流扫描分析（包括躁声分析），要找频率响应用这项。

DC Sweep：直流扫描分析，一般的 I-V 特性用这项。

Bias Point Detail：直流工作点分析即可节点的偏压分析，通常一定选，是确省状态。

Parametric：参数扫描分析，你可以在电路中设定参数（可以是元件参数、温度等），做改变此项参数的分析。

Transfer Function ：直流小信号传输函数，你可以定义一个输入和输出，找它们之间的关係（比值）。

Transient：瞬态分析（包括傅里叶分析），寻找信号时间的关係。

在本例中是一个以电阻的阻值为扫描变数的例子，所以我们要用到 DC Sweep。在使用 DC Sweep 时应注意事项为：

可以做扫描的不是只有直流电压或交流电压，还有所列的其它参数， 图右必须键入电源名称或全局参数名，扫描範围及间隔。假如要扫描的参数不只一个，则可使用 Nested Sweep 设定第二个扫描。

3. 进入 DC Sweep 设置窗口后，选 Global Parameter（全局参数）和 Linear（线性扫描），在 Name 文本框后第一格内写入全局参数名 var，将 Start Value（扫描初长）设为 1，End Value（扫描终值）设为 1k，Increment（扫描步长）设为 10。单击［OK］结束操作。如图 16-8。

在设置每一种分析类型时，几乎都要在相应的分析参数表中给出具体的分析（输出）变数名。输出变数的分析结果可以通过四种形式表现出来：数值、表格、图案和波形，其中前叁种保存在输出文件（*.out）中，在［Schematics］中选中 Analysis=》Examine Output 可查看分析结果。其波形则需要在 Probe 中看。

图 16-8 分析参数设置对话框

（叁）执行模拟（模拟计算）

当一切设置完之后，便可以启动分析程序［PSpice］对电路进行分析。选择 Analysis =》Simulate，或单击常用工具栏中相应的按钮，或按快捷键 F11，可以启动（自动建立电路网路表（Analysis=》Create Netlist），自动进行电路检查（Analysis=》Electrical Rule Check））。

在分析过程中，会显示其运行窗口，如图 16-9。如在电路中发现错误，会在运行中用红色文字显示，如图 16-10。选择 Analysis=》Examine Output 可查看错误塬因。

图 16-9 分析运行窗口

图 16-10 PSpice 分析电路出错显示

若在 Analysis=》Probe Setup.。。中选定 Automatically Run Probe After Simulation，在分析无误后自动进入 Probe 图形后处理器，显示观察波形。

（四）显示波形

Probe 是 PSpice 对分析结果进行波形处理、显示和列印的有效工具，Probe 可以给出波形各点的精确数据，可以迅速找到波形的极大、极小值点及其他特殊点，给波形加标註，按所需添加坐标设置，还可以保存波形显示屏幕等。它有被称为“软体示波器”。

有两种方法启动 Probe 程序：

（1）在［Schematics］中，Analysis=》Probe Setup =》 Auto-run Option 设置为 Automatically…时，选择 Analysis=》Simulate 进行模拟分析后会自动调用 Probe 程序；

（2）在［Schematics］中，选择 Analysis=》Run Probe。

有两种方法可以查看变数波形：

（1）利用 Probe 中的波形跟踪命令 Add Trace 输入待观测的变数名或变数的函数名来查看。在 Probe 窗口，选择 Trace=》Add，可以打开波形跟踪对话框。单击变数名列表中的某变数名，使该变数名出现在 Trace Command 中，单击［OK］，该变数的波形将出现在窗口中；

（2）在电路中加各输出标识来查看。在［Schematics］中，选 Markers=》Mark Voltage /Level，可以取出电压观测标识，将其加在电路的某节点上，在分析结束后在 Probe 窗口会显示该节点电压波形。

在本例中结束分析程序后，将自动进入 Probe 窗口显示结果如图 16-11 所示。由图我们可以看出当 R1 的阻值变化时其电压的变化曲线。

图 16-11 分析结果

点选［Tools/Cursor.。。］可以打开游标工具，可以读曲线上的值，即各电阻值所对应的电压值。游标有两个，一个是由较密的点构成的十字线，另一个点较疏。此外它还可以找最大 / 最小值，最大斜率点。