PSpice

Spice 简介

Spice（Simulated Program with Integrated Circuit Emphasis）是电子行业标准电路仿真软件之一。它可以对电路进交流分析、直流分析、傅里叶分析和蒙特卡洛分析。在电子工业发展的几十年中，Spice 语言一直被认为是模拟电路仿真领域的行业标准。

PSpice 则是由 Spice 衍生出的仿真软件，与经典Spice仿真软件相比，PSpice 又增加了一些附加功能，主要包括：
（1）PSpice 具有后处理程序 PROBE (屏幕图形显示) ，可用于仿真结果的交互式图形显示。
（2）在未使用电流传感器与无源器件串联的情况下，可以轻易地对电感、电容和电阻的电流进行测量。
（3）PSpice 具有模拟行为模型，可以通过数学公式、表格或传递函数建立模拟电路的功能模型。
（4）PSpice 不区分字符的大写和小写，但是 Spice 源文件中所有字符必须大写。

PSpice 元件描述语句

元件描述语句指定了电路中各元件属性和连接状态。一条语句主要由元件名称、元件各节点连接和元件特征参数组成。元件名称首字母必须以规定的字母开头。下表给出了各元件的对应名称及开头首字母。

元件首字母 电路元件、源、子电路
B砷化镓场效应晶体管
C电容
D二极管
E电压控制电压源
F电流控制电流源
G电压控制电流源
H电流控制电压源
I独立电流源
J结型场效应晶体管
K耦合电感（变压器）
L电感
MMOS 场效应晶体管
Q双极型晶体管
R电阻
S电压控制开关
T传输线
V独立电压源
X子电路

电路各节点必须为正整数，但是各节点并不需要顺次命名。为了防止电路中各元件连接错误，每个节点必须连接到至少两个元件上。

0 节点被预先确定为电路的地。

电阻

电阻的描述语法为

Rname N+ N- Value [TC=TC1, TC2]
+ Rname 为以 R 开头的电阻名。 + N+/N- 为电阻两端的结点，参考方向为由 N+ 到 N- 。 + value 为电阻值，单位为 Ω ，可正可负但不能为 0 。 + TC1 与 TC2 为一、二次温度系数。最终阻值的修正公式为 $value[1+TC1(T-T_{NOM})+TC2(T-T_{NOM})^2]$ 。
元件值可以有很多种表示形式：整数、浮点数、整数浮点数与指数结合、浮点数或整数与比例系数相结合。比例系数缩写字母之后的任何字符均被Spice忽略，例如一个 5000Ω 的电阻可以写成 5000、5000.00Ohm、5K、5E3、5KOhm 或 5KR。
TNT_N 是室温，通过选项中的 TNOM 设定，默认为 27℃ 。

电感

电感的描述语法为

Lname N+ N- value [IC = initial_current]
其命名与结点定义是与电阻相似的。 + value 为电感值，单位 H + 当对电感电路进行瞬态分析时，通过 initial_current 设置电感的初始电流值。

电容

电容的描述语法为

Cname N + N - value [IC = initial_voltage]
+ value 为电容值，单位 F + 当对电容电路进行瞬态分析时，通过 initial_voltage 设置电容两端的初始电压值。

独立源

独立电压/电流源的描述语法为

Vname/Iname N+ N- [DC value][AC magnitude phase][PULSE V1 V2 td tr tf pw per]
+ 源有三种分量：直流分量、交流分量及瞬态分量。 + 直流分量：**\[DC value]** + 交流分量：**\[AC magnitude phase]** + 瞬态分量： + **\[PULSE V1 V2 td tr tf pw per]** + **\[SIN VO Va freq td df phase]** + **\[EXP V1 V2 td1 t1 td2 t2]** + **\[PWL t1 V1 t2 V2 tn Vn]** + **\[SFFM VO Va freq md fs]**
phase 单位为度 °

分析设置语句

电路标题

电路标题必须位于 Spice 电路程序文件或电路网表的第一行。如果程序文件第一行没有定义电路标题，则程序将把第一条语句定义为电路标题。当仿真分析完成时，仿真输出文件也将以同样的标题进行命名。

注释

如果需要在电路中增加注释，则可以使用注释符号 * 对该行进行注释，也可以使用 ; 对该行后方的语句进行注释。

工作点分析

电路中各元件的静态工作点状态可以通过 .OP 命令进行计算并输出，该指令一般格式为

.OP
PSpice 通过该语句对电路静态工作点计算，然后输出如下数值： （1）电路中各节点电压值； （2）电路中电压源的电流及其功耗； （3）电路中二极管的参数。
-

直流分析

直流分析是对电路的直流工作点进行分析，或者对电路进行直流扫描。其语法为

.DC source_name start_value stop_value increment_value
+ 直流分析： 
1
2
* 对直流电压源 V1 在 5V 工作点进行分析
.DC V1 5 5 1
  • 直流扫描：
1
2
* 对直流电压源 V1 从 5V 至 50V 的每个工作点都进行分析
.DC V1 5 50 1
  • 双扫描：
1
2
* 对直流电压源 V1 从 5V 至 50V 和直流电流源 I1 从 0.2A 到 0.7A 的每个工作点都进行分析
.DC V1 5 50 1 I1 0.2 0.7 0.1
注意：不同 Spice 仿真器具有不同的输出行为。
LTspice 会输出一个 .raw 文件。并可以显示成图像。

PSpice 会输出一个 .out 文件。

交流分析

交流分析主要用于分析电路的频率响应。其语法如下

.AC freq_var np fstart fstop
+ freq_var 代表扫描方式，可从 `DEC`(十倍频)、`OCT`(八倍频)与`LIN`(线性) 三种方式中选择一种。 + np 为扫描点数。对于 `DEC` 与 `OCT` 代表每倍频的扫描点数，对于 `LIN` 则为总扫描点数。 + fstart & fstop 是扫频起点与扫频终点。

瞬态分析

瞬态分析的语法如下

.TRAN TSTEP TSTOP