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如何在ORCAD中自建仿真模型-详细

上一篇 / 下一篇  2011-07-11 01:22:50 / 个人分类:模拟电路

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当需要对一个完全陌生的电子或光纤元器件建立其电路模型时,有时pspice自带的元件库可能完全派不上用场,特别是在对非线性有源器件进行模拟分析时,使用pspice library中的基本模型如vcvs,vccs,ccvs,cccs等也许根本无法建立达到使用要求的特殊器件模型,或者建立不了足够准确的模型。

pspice在设计之初就是完全靠数学方程的建立和求解来解决电路模拟问题的,也就是说原本只要有数学解析表达式存在,就一定能够建立起任何需要的电路模型。随着产品的商用,功能越来越多,元件库越来越大。图形界面代替了原本纯文本代码描述的电路结构。这种变革在为人们带来使用上的方便的同时,却也让后来的使用者无法从该软件的本质核心看待。因为人们习惯于调用设计者封装好的大量元器件模型和高级函数来进行运算分析,却疏于了解这些被调用的对象在设计之初是怎样形成的,问题是当所有可以调用的对象都无法满足用户的需要时,用户该怎样自己动手建立可用的准确的模型呢?这绝对成为困扰普通用户的障碍。

实际上即使发展到今天,在繁多的人机交互功能和漂亮的图形界面下pspice仍然贯彻着最初设计的建模分析的手段。因此我们在掌握了所研究的对象的数学表达式之后,可以建立起满意的电路模型。现在以最新的OrCAD/Pspice v9.2为平台简要介绍用户自建模型的方法。

首先新建一个文本文件,写入所要建模对象的数学模型。注意输入文件语法还是有比较严格的规范的。简单来说,文件结构是由注释,子电路模型声明,参数声明,函数声明,电路结构声明,结束声明构成。子电路声明必须由关键字.subckt起始,描述子电路名、端口名和顺序;参数声明由.param起始,描述参数名和参数值;函数声明由.func起始,描述函数名和函数解析式;电路结构声明由电路结构关键字C电容,R电阻,E电压源,F电流源,G电导,Q晶体管, D二极管,X子电路等起始,描述元件名、连接节点、元件值。结束声明是关键字.ends。要注意每一行不得超过132个char,超过的要用行内连接符+ 移动到下一行去,否则在分析时会报错。

一个子电路输入文件写好后要保存为.lib为后缀名的文件,这是pspice library文件的格式。打开CaptureCIS,选择菜单中的File/open/pspice library,在对话框中选择所建文件,pspice model editor就会为你打开所建的元件库模型文件。其实这时如果你的输入没有错误,已经可以作为元件库文件在Capture和Pspice中使用了。但是如果要在某个工程文件中调用这个库,还是要对该库的输入输出进行链接。选择pspice model editor的菜单file/create capture part,在对话框中input model library选择好所要调用的库文件,系统会自动生成output part library的路径,一般不用改变这个路径,因为工程文件中所有调用的库都会首先到这个路径下搜索。点击确定,生成lib文件相应的olb文件。

这时,已经可以在绘制电路图中的Part中选择Add Library调入新建的元件库,我们可以调入这个元件库中的子电路模型,然后建立一个闭合的电路模型,并对它进行仿真。就可以看到pspice对你所研究的对象进行直流、交流、噪声分析得到的分析结果了。

自建元器件模型共分五个步骤:

一.取得.LIB文件( 三种途径)
1.有些元器件厂商在网站上提供现成的.lib文件,直接下载即可;
    下载完成后将.lib文件copy到\orcad\capture\library\pspice目录下;
2.有些元器件厂商提供的是pspice model,可能为.mod或.mdl等文件格式,下载后利用记事本save as为.MOD文件;
    启动PSpice Model Editor模型编辑器(\Orcad\PSpice\modeled.exe),File/New建立一个新的.lib文件,
    model/Import..导入.MOD文件;    File/Save AS,另存为\Orcad\Capture\Library\PSpice\.lib文件;
3.还有些元器件厂商在其网站datasheet中对器件模型进行描述,获得这些描述语句;
    在记事本中打开并save as为.lib 文件;
    将.lib文件copy到orcad\capture\library\pspice目录下;

二. 取得.olb 文件(两种途径)
1.幸运的话,.olb 文件如同.lib文件一样可由网上直接下载;
2.启动PSpice Model Editor模型编辑器,File/Create Capturearts Browse... 在打开的窗口中 Enter Input Model Library :
    选择刚才已建的.lib 文件目录;点击OK 即可生成相应的.olb文件(元件外型(Symbol)库);
    过程信息:PSpice Schematics to Capture translator 0 Error messages, 0 Warning messages;OK即可

三. 编辑元件外型(看情况而定,有的已经自动生成好了)
   启动Capture CIS,File/Open/Library,打开刚才新建的.olb文件,编辑元件外型,放置PIN管脚;
   然后在Options选part properties.在弹出的对话框中,点击NEW.在NAME中填入PspiceTemplate ,
   在VAL中填入形如
X^@REFDES %1 %2 %3 @MODEL ,的字符串,其中%1%2%3为新建的管脚name,后保存即可;

四. 注册 (防止出现ERROR -- Model ...... used by ...... is undefined的错误以致无法仿真)
1. 启动PSpice Model Editor模型编辑器;
2. File/open打开 \Orcad\Capture\Library \PSpice\nom.lib;
3. MODEL/copy from: New Model 中填入元件的名字,Source 选择上文自建的.lib 文件,From Model 中选择上文自建的.lib文件,
     有几个就重复几次;
4. File/Create Capturearts Browse... 在打开的窗口中 Enter Input Model Library :选择nom.lib 文件目录;
     点击OK 即可把该文件注册进相应的nom.olb文件中。

五.调用仿真
   注意:Capture原理图中,要想实现仿真,元件必须从orcad\capture\library \pspice 中选择,自建的元件必须在其中nom.lib中注册
   才能调用,因为其他的库中没有仿真模型。在Capture中 选择元器件, Add library以便更新nom.lib,从中选择自建的元器件模型。


 


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