OrCAD 17.2. Анализ и проектирование электронных устройств (3300,00 руб.)

Стр.2

Стр.322

Стр.323

Стр.324

Стр.325

Стр.326

Стр.327

Стр.328

Тиражирование книги начато в 2019 г. Все права защищены. Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения правообладателя. © ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» www.techbook.ru

Стр.2

Оглавление Введение . . .......... ......... .......... .......... .......... ... 1. Начало работы в OrCAD 17.2 ...... .......... ......... . 1.1. Системные требования ..... ......... .......... ....... 1.2. Что такое Spice-модели электронных компонентов ... 1.3. Установка пакета OrCAD 17.2 Lite ...... .......... ... 3 6 6 7 8 1.4. Структура и состав пакета программ OrCAD 17.2 Lite 9 1.5. Состав программ OrCAD PSpice ... .......... ........ 10 1.6. Ограничения в учебных программах OrCAD 17.2 Lite 11 1.7. Процесс моделирования в OrCAD ..... .......... ..... 13 1.8. Создание первого проекта . .......... .......... ....... 16 1.9. Поведение менеджера проекта ......... .......... ..... 22 1.10. В чем разница между понятиями apart и asymbol .. 22 1.11. Создаем первую схему из символов ........ .......... 23 1.12. Моделирование первой схемы . .......... ......... .... 27 1.13. Окно команд TCL ........ ......... .......... ......... 33 1.14. Редактор схем и компонентов .. .......... .......... .. 33 1.14.1. Редактор схемных страниц .... ....... ........ ..... 33 1.14.2. Редакторы схем и компонентов ........ ........ .... 34 1.15. Панели инструментов Capture ......... .......... ..... 40 1.16. Поиск в режиме Capture .. .......... ......... ........ 43 1.17. Диалоговое окно «Настройки» . .......... .......... .. 45 1.18. Справочная документация OrCAD .... ......... ...... 49 1.19. Контрольные вопросы. . .......... .......... .......... . 49 2. Анализ электрических цепей постоянного тока ..... 51 2.1. Краткие теоретические сведения ..... .......... ...... 51 2.1.1. Элементы, структура и основные законы электрических цепей . ..... ....... ........ ........ ....... ........ ... 51 2.1.2. Основные законы электрических цепей ........ ..... 53 2.1.3. Расчет цепи методом контурных токов (МКТ) ..... 53 2.2. Расчетное задание № 2.1 ........ .......... .......... .. 54 2.3. Компьютерное моделирование задания № 2.1 .... .... 54 2.4. Делитель напряжения ........ .......... ......... ..... 57 2.5. Делитель токов ........ ......... .......... .......... .. 57 2.6. Метод эквивалентного генератора ........ .......... .. 58 2.6.1. Расчетное задание № 2.2 . ....... ....... ........ ...... 58 2.6.2. Компьютерное моделирование задания № 2.2 ... .... 58

Стр.322

Оглавление 323 2.6.3. Баланс мощности ....... ....... ........ ........ ..... 59 2.7. Согласование нагрузки с генератором. Развертка па2.8. Выходные характеристики биполярного транзистора раметров .. .......... .......... .......... .......... .... 60 2.7.1. Параметрический анализ мощности при изменении значения резистора ... ........ ....... ........ ....... ...... 61 2.7.2. Использование курсоров .. ........ ........ ....... ... 65 2.7.3. Развертка двух параметров ... ....... ........ ....... 66 68 2.9. Анализ и отображение режима постоянного тока (Bias Point) . ....... .......... .......... ......... .......... ... 72 2.9.1. Сохранение режимов постоянного тока ...... ....... 75 2.9.2. Загрузка сохраненного режима постоянного тока .. 77 2.10. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 78 3. Анализ на переменном токе .......... ......... ......... 80 3.1. Краткое теоретическое введение ........ .......... .... 80 3.1.1. Символический метод расчета ....... ....... ........ 80 3.1.2. Мощность в цепи гармонического тока .. ....... .... 81 3.1.3. Расчет цепи методом двух узлов .... ........ ........ 82 3.2. Расчетное задание ......... .......... .......... ....... 83 3.3. Компьютерное моделирование по заданию 3.2 ....... 83 3.3.1. Схема моделирования .... ........ ....... ........ ... 85 3.3.2. Использование двух курсоров .. ....... ........ ..... 87 3.4. Активный заграждающий фильтр . .......... ........ 90 3.4.1. Моделирование активного заграждающего фильтра 91 3.4.2. Добавление и изменение графиков ...... ........ ... 94 3.5. Многовариантный анализ активного фильтра . ...... 97 3.5.1. Изменение величины резисторов ... ........ ....... . 97 3.5.2. Изменение установки потенциометра обратной связи 101 3.6. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 104 4. Анализ методом Монте-Карло ...... .......... ......... 106 4.1. Принципы метода Monte Carlo ....... .......... ...... 106 4.2. Моделирование заграждающего фильтра по методуМонтеКарло . .......... ......... .......... .......... ......... 108 4.3. Исследование влияния точности двух видов компонентов ... .......... .......... .......... ......... .......... 111 4.4. Повторное использование значений случайных параметров ....... .......... .......... .......... .......... . 112 4.5. Создание гистограмм ......... .......... ......... ..... 113 4.6. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 115 5. Анализ наихудшего случая .... ......... .......... ..... 116 5.1. Функции сравнения для наихудшего случая . ........ 116

Стр.323

324 Оглавление 5.2. Анализ смещения частоты режекции в заграждающем фильтре ... .......... ......... .......... .......... .... 117 5.3. Оптимизация схемы по результатам анализа худшего случая . .......... .......... ......... .......... ........ 121 5.4. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 123 6. Электрические цепи с магнитной связью .......... .. 124 6.1. Краткие теоретические сведения и расчет простых неразветвленных цепей . ....... .......... ......... ....... 124 6.2. Компьютерное моделирование воздушного трансформатора .......... .......... .......... .......... ........ 125 6.3. Связанные колебательные контуры ....... .......... . 128 6.4. Нелинейные трансформаторы с магнитными сердечниками .... .......... .......... ......... .......... .... 131 6.5. Экспериментальное определение гистерезисной кривой 133 6.6. Типовые трансформаторы ... ......... .......... ...... 135 6.7. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 136 7. Редактор стимулов ..... .......... .......... ......... .... 137 7.1. Ввод и редактирование стимулов ........ .......... ... 137 7.2. Стимулы для переходных процессов ........ ......... 138 7.2.1. Экспоненциальные источники . ....... ........ ...... 138 7.2.2. Профили моделирования ....... ........ ....... ..... 140 7.2.3. Импульсные источники ... ........ ........ ....... ... 142 7.2.4. Синусоидальные сигналы ........ ........ ....... .... 143 7.2.5. Простая частотная модуляция (SFFM) .... ........ . 144 7.2.6. Кусочно-линейная аппроксимация ...... ........ .... 145 7.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 146 8. Анализ переходных процессов ... .......... .......... .. 147 8.1. Краткое теоретическое введение ........ .......... .... 147 8.1.1. Классический метод расчета переходных процессов 149 8.2. Моделирование переходных процессов ......... ...... 152 8.3. Профиль моделирования переходных процессов ..... 153 8.4. Планирование ......... .......... ......... .......... .. 156 8.5. Контрольные точки .... ......... .......... .......... . 157 8.6. Формирования временных зависимостей стимула напряжения с использованием текстовых файлов . ...... 160 8.6.1. Кусочно-линейные стимулы с однократным повторением ... ........ ....... ........ ........ ....... ........ ...... 160 8.6.2. Текстовые стимулы с повторением ........ ....... .. 161 8.7. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 164 9. Проблемы сходимости и сообщения об ошибке ..... . 165

Стр.324

Оглавление 325 10. Анализ технических характеристик ......... .......... 167 10.1. Измерение времени фронта в RC-цепи . .... .......... . 167 10.2. Зависимость времени нарастания от параметров цепи 169 10.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 172 11. Линии передачи ..... .......... .......... .......... ...... 173 11.1. Определение линии с распределенными параметрами 173 11.2. Вывод телеграфных уравнений линии с потерями ... 173 11.3. Уравнения линии для гармонического сигнала. Характеристические параметры линии . . . .......... ......... 174 11.4. Падающие и отраженные волны ........ .......... .... 175 11.5. Входное сопротивление линии . .......... .......... ... 175 11.6. Уравнения линии без потерь ...... .......... ......... 176 11.7. Режимы работы линии без потерь . .......... ......... 176 11.8. Исследование линий передачи в OrCAD-17.2 ......... 176 11.8.1. Идеальная линия передачи без потерь ...... ...... 177 11.8.2. Линии с потерями ..... ....... ........ ........ ..... 178 11.9. Примеры моделирования линии без потерь ......... . 179 11.9.1. Согласованная линия без потерь . ....... ........ .. 179 11.9.2. Короткозамкнутая линия без потерь . ........ ..... 180 11.9.3. Разомкнутая линия без потерь ...... ........ ...... 181 11.9.4. Режим смешанных волн в линии без потерь . ..... 182 11.10. Исследование формы волны в линии без потерь . .... 182 11.11. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 186 12. Аналоговые поведенческие модели ........ ......... .. 187 12.1. Обзор аналогового поведенческого моделирования ... 187 12.2. Размещение и спецификация компонентов ABM ..... 189 12.2.1. Имена цепи и имена устройств в выражениях ABM 189 12.2.2. Необходимость использования глобального определения ... ....... ........ ....... ........ ........ ....... ...... 190 12.3. Пример удвоителя напряжения ......... ......... .... 190 12.4. Пример компаратора .... .......... .......... ......... 191 12.5. Пример умножителя ......... .......... .......... .... 191 12.6. Пример фильтра нижних частот ... .......... ........ 192 12.7. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 194 13. Анализ шума .... .......... .......... ......... .......... .. 195 13.1. Виды шумов... .......... ......... .......... .......... . 195 13.2. Пример исследования шума в транзисторном усилителе ..... .......... .......... .......... .......... ........ 197 13.2.1. Настройка и анализ шума ...... ....... ........ .... 197 13.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 202

Стр.325

326 Оглавление 14. Температурный анализ .... .......... .......... ......... 203 14.1. Температурные коэффициенты . .......... .......... .. 203 14.2. Запуск анализа температуры ........ .......... ....... 204 14.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 205 15. Редактирование и создание PSpice модели ..... ..... 206 15.1. Редактирования параметров PSice модели ....... .... 206 15.2. Создание PSpice модели нового компонента ......... . 208 15.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 213 16. Цифровое моделирование ......... .......... .......... . 214 16.1. Модели цифровых устройств ..... .......... .......... 214 16.1.1. Функциональное поведение .... ........ ....... ..... 215 16.2. Цифровые цепи . .......... .......... .......... ........ 217 16.2.1. Моделирование цифрового счетчика . ........ ..... 218 16.2.2. Профиль цифрового моделирования .... ....... ... 219 16.2.3. Отображение цифровых сигналов . ....... ........ . 220 16.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 222 17. Смешанное моделирование ...... .......... ......... .... 223 17.1. Исследование аналогового компаратора с цифровым выходом . .......... .......... ......... .......... ...... 223 17.2. Исследование цифро-аналогового преобразователя .. 225 17.3. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 228 18. Создание иерархических проектов ........ .......... .. 229 18.1. Создание иерархического проекта . .......... ......... 229 18.1.1. Создание плоского проекта полусумматора HalfAdd 230 18.1.2. Иерархические порты и off-page разъемы .. ....... 231 18.1.3. Создание иерархического проекта Full Adder ...... 233 18.1.4. Восходящий метод ....... ........ ....... ........ ... 234 18.1.5. Создание схемы полного сумматор . ........ ....... 234 18.1.6. Добавление в проект аналоговых компонентов . ... 238 18.1.7. Создание и сохранение компонентов для новых проектов ........ ....... ........ ........ ....... ........ ....... . 239 18.1.8. Нисходящий метод . ....... ........ ........ ....... .. 242 18.2. Перемещение по иерархической конструкции ........ 246 18.3. Моделирование полного сумматора ........ .......... 247 18.4. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 249 19. Испытательные стенды .... .......... .......... ......... 250 19.1. Использование частичного моделирования проекта .. . 251 19.2. Работа с тестовым стендом ...... .......... ......... .. 252 19.2.1. Создание тестового стенда ..... ....... ........ ..... 252 19.2.2. Активация компонентов ...... ........ ....... ...... 254

Стр.326

Оглавление 327 19.3. Сравнение и обновление основного проекта . ... ....... 256 19.4. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 258 20. Обработка схем .......... .......... ......... .......... ... 259 20.1. Добавление ссылок для компонентов . .......... ...... 259 20.2. Создание отчёта перекрёстных ссылок . ...... ......... 262 20.3. Создание списка материалов ........ .......... ....... 264 20.4. Добавление специфических свойств редактора PC ... 265 20.5. Проверка правил проектирования .. .......... ........ 267 20.6. Контрольные вопросы. . .......... .......... .......... . 270 21. Проектирование печатных плат с использованием OrCAD PCB Editor ..... .......... ......... .......... ... 271 21.1. Обзор ........ .......... .......... .......... ......... .. 271 21.2. Подготовка в Capture ...... .......... ......... ........ 272 21.2.1. Создание списка соединений для редактора печатных плат ....... ........ ....... ........ ........ ....... ..... 272 21.3. Начало работы в PCB Editor ..... .......... .......... 276 21.4. Создание печатной платы ........ .......... ......... . 278 21.4.1. Создание контура платы ....... ........ ....... .... 278 21.4.2. Добавление монтажных отверстий ....... ........ . 282 21.5. Размещение компонентов ..... .......... ......... ..... 285 21.5.1. Выбор компонентов с помощью RefDes ........ .... 285 21.5.2. Поиск компонентов на плате .. ....... ........ ..... 288 21.5.3. Проверка правил разработки .. ........ ........ .... 291 21.6. Использование категории DataTip ....... .......... .. 292 21.7. Выделение области ..... .......... .......... .......... 293 21.8. Выбор элементов дизайна с помощью Superfilter .... . 294 21.9. Общие параметры на всплывающих меню .... ....... 294 21.10. Описание режима привязки ..... .......... ......... .. 295 21.11. Использование панели окна WorldView ..... ......... 296 21.12. Маршрутизация ...... .......... .......... ......... ... 297 21.12.1. Руководство по маршрутизации ........ ........ .. 299 21.12.2. Ручная маршрутизация цепей VCC и GND ...... 299 21.12.3. Маршрутизация остальных сетей вручную .... ... 302 21.13. Автоматическая маршрутизация с помощью PCB Editor ..... .......... .......... .......... ......... ..... 305 21.14. Автоматическая маршрутизация с помощью OrCAD PCB Router .. .......... .......... .......... ......... .. 305 21.15. Постобработка ......... .......... .......... ......... .. 310 21.15.1. Переименование компонентов вручную . ........ .. 310 21.15.2. Автоматическое переименование компонентов ... 310 21.15.3. Обратное аннотирование .. ........ ....... ........ 311

Стр.327

328 Оглавление 21.16. Кросс-зондирование и кросс-выделение между редактором печатных плат и Capture . ..... .......... ....... 314 21.17. Генерация вывода . .......... .......... .......... ...... 316 21.18. Выходные файлы ...... .......... .......... .......... . 316 21.19. Отчеты ......... .......... .......... .......... ........ 319 21.20. Резюме ..... .......... .......... .......... .......... .. 319 21.21. Контрольные вопросы ..... .......... .......... ....... 320 Литература . ................................................... 321

Стр.328