硬件设计和验证的过程离不开电路仿真软件。 通用电路仿真软件拥有海量的电子元件库，可以进行精确、复杂的电路计算。 它可以帮助我们更好地理解电路的工作原理，快速设计出更可靠的电路，也加快我们发现和解决问题的能力。

主流的电路原理图仿真软件有很多，各有各的优点。 例如Saber和PSIM适合电力电子电路仿真spice 电路仿真软件，Multisim和Proteus适合简单电路和微控制器相关仿真，而Simulink兼容性好，可以与其他工具和算法协同仿真，并且有完整的文档。

这次我要介绍的PSpice具有易于收敛、组件库丰富、效率高、速度快等优点。 PSpice 已被 OrCAD 和 Cadence 收购。 现在我们可以在主流版本的Cadence中使用它了。 除了Cadence之外，各大元器件厂商也有很多PSpice仿真工具，比如ADI的LTspice、TI的TINA、Infineon Designer等，操作逻辑与PSpice类似，但与自家产品的兼容性会更好。

本文将简单介绍CadencePspice工程建立流程和仿真模式的区别。 类似PSpice的工具和其他仿真工具的介绍将在以后的文章中介绍。

1. 模拟工程的创建

创建 PSpice 仿真项目的步骤与创建新原理图类似。 以Cadence 17.2为例，到达NewProject步骤时选择PSpice Analog或Mixed A/D。 创建项目后，选择 PSpiceA/D 打开 PSpice。

项目新流程

如果您是第一次使用它，您可以在CreatePSpiceProject链接中选择PSpice附带的示例电路。 系统demo库中有很多典型的仿真电路，可以作为参考和实践。 这里有两个示例电路供您体验。

正负钳位电路

固定占空比开环反激电路

2. 电路示例

典型的无源元件可以直接在place-PSpiceComponent界面上选择，比如基本的电阻电容传感器、电流/电压源等。特别注意PSpice仿真必须有参考地，即图中的PSpiceGround。

PSpice元件库中还有很多成熟的IC可供选择，例如二极管/晶体管、MOS、滤波器、运放等。安森美、英飞凌、TI等厂商都封装了现成的库可供使用。 存储地址及添加方法如下所示。

大多数可调元件都可以通过双击原理图界面直接修改。 图中，V1为PSpiceComponent-Source中的Vsin电压源。 有三个可配置参数：VOFF 是电压源的直流偏置，VAMPL 是正弦波幅度。 ，FREQ为正弦波频率，双击相应位置也可修改各种电阻、电容、电感参数。

PSpice还支持修改设备的特定内部参数。 右键单击该元件，选择EditPSpiceModel，打开器件的代码界面，其中显示了元件管脚的定义以及各种寄生参数。 比如我们修改晶体管的Bf，就可以修改它的放大系数β，IS是饱和电流，Rb是基极电阻，AF是噪声系数。 我们可以网上搜索PSpice+设备关键字来查找对应参数的含义。

当我们在库中找不到需要的器件时（比如国内的一些功率器件），我们也可以直接根据规范修改已有的元件，以节省时间。

另外，建议在电路的关键节​​点添加网络，方便在仿真界面中查找。

以上图中的共射放大电路为例，时域仿真的输入输出波形如下：

我们还可以在仿真中设置参数/温漂，来仿真不同器件参数、不同电压、温度下的电路输出性能。 下图显示了电路在0°C、25°C和100°C下的输出电压：

3. 仿真模式介绍

最后介绍了PSpice的四种仿真模式。 我们可以在PSpice-EditSimulationProfile选项中进行设置。 这四种方法是时域（瞬态）分析、直流扫描分析、交流扫描分析和偏置点分析。

比较常用的是时域（瞬态）分析和AC扫描分析。 四种模拟方法的用途及说明如下：

2.1 时域瞬态分析：

瞬态分析是最常用的仿真方法。 当我们在原理图中设置激励信号后，仿真软件会首先计算t=0时的电路状态，然后按照一定的步长实时计算电路各节点的电压/电流波形。 在原理图界面中添加电压/电流检测探头，仿真结果以类似于示波器波形的方式输出。 模拟持续时间和 x/y 轴坐标可调。

时域瞬态分析设置界面

探头放置方法

时域分析波形图如下图所示。 单击 FFT 进行傅立叶分析。 选择要删除或添加测试点的曲线（也可以直接在原理图上移动探头）。

2.2 DC扫描分析：

直流扫描分析可以设置电压/电流激励源按一定步长变化，观察各节点的电压响应。 如图所示为直流电压源V1从1V上升到20V时设定的二极管前后电压波形。 示波器界面以V1电压为横轴，检测点电压为纵轴。

DC扫描分析还可以设置嵌套扫描。 设置好图中两个激励源的变化模式后，即可得到相应的输出曲线。 下图中第二个激励源V2只设置了两个值（0和10），因此示波器显示两条曲线。

2.3 通讯扫描分析：

交流分析也是常用的仿真方法，通过频率扫描计算不同频率下的电压和相位幅值。 具体设置方法如下图所示，一般用于电源和信号调理电路的频率特性和稳定裕度分析。

图为RC电路的幅频曲线。 我模拟的RC参数分别为10kR和100nF。 曲线所示-3dB对应的频率为159Hz，与理论值一致。

2.4 偏置点分析：

偏置点分析（BiasPoint）主要用于计算电路各元件、节点的电压、电流、功率。 它的功能类似于万用表spice 电路仿真软件，不输出特定波形。 仿真完成后，可以点击侧边栏的ViewSimulationOutputFile进行查看。 当然，更方便的方法是点击原理图界面上的电压/电流/功率表按钮（如图），静态工作值会自动显示在元件附近。

以上就是PSpice原理图仿真工具的简单介绍。

作者是张博。 本文主要是为了学习和分享。 技术细节请联系后台作者。 非常感谢！