Schematics и Capture CIS
Программа, которая позволяет разработчику размещать в схеме различные компоненты, создавая их изображения на дисплее, и проводить в дальнейшем анализ на PSpice, называется Schematics. Кампания MicroSim поддерживала Schematics до слияния с OrCAD. Затем она была заменена программой Capture CIS, разработанной OrCAD. Эти две программы не очень похожи. Поэтому если раньше вы использовали для работы Schematics, вам потребуются дополнительные усилия, чтобы начать моделировать схемы с помощью Capture CIS. В этой книге автор решил ввести вас в SPICE в той форме, которая была принята исторически.
Вы начинаете с нарисованной от руки электрической или электронной схемы, в которой нумеруются узлы, обычно в нарастающей последовательности. Точкой заземления является нулевой узел, все остальные узлы вы должны пометить. Затем вам следует идентифицировать элементы схемы один за другим в отдельных строках файла, который называется схемным (или входным) файлом. Эти файлы имеют расширение *cir (от circuit - схема). После того как вся схема идентифицирована, можно проводить анализ (моделирование). Результат сообщит вам (иногда больше, иногда меньше) о поведении схемы при различных условиях.
Если вы выберете для создания схемы программы Schematics или Capture, вся схема будет изображена на дисплее, и вы сможете выбрать опции и тип проводимого анализа. Конечный результат будет таким же, как и при описанном выше непосредственном вводе схемы. Выбор характера ввода - непосредственного или с помощью Schematics или Capture CIS - зависит от вас. Следует отметить, что прямой ввод на PSpice является наиболее простым, в то время как освоение Schematics или Capture CIS достаточно утомительно и сложно.
ЧТО НОВОГО В ЧЕТВЕРТОМ ИЗДАНИИ
Как можно было ожидать, после слияния MicroSim и OrCAD внешний вид и механизм работы PSpice изменился по сравнению с предыдущей версией программы. Материал последней редакции основан на 9 версии программного продукта. Эта или более поздняя версия (если такая имеется) приведена на компакт-диске, приложенном к книге.
Предполагается некоторое знакомство пользователя с Windows 95 или 98. Порядок установки программы описан в приложении С, однако вы можете просто вставить компакт-диск в компьютер и следовать указаниям, появляющимся на экране. Появится общее меню OrCAD, но при желании вы можете использовать последовательность команд Start, Run, после чего набирайте d:orcadstart.exe (если драйвер вашего CD-ROM обозначается буквой d).
Главы 1-13 описывают большинство задач, касающихся анализа цепей на постоянном и переменном токе, полупроводниковых приборов и схем, операционных усилителей, четырехполюсников и фильтров. В главах 14-17 изложена методика анализа для тех же цепей с применением программы Schematics. Программа была усовершенствована, с тем чтобы обеспечить более широкую доступность цифровых приборов в библиотеках устройств.
Все задачи были переделаны для использования с Windows 98 и последними версиями PSpice и все графики Probe были пересмотрены применительно к новому виду выходных файлов Probe. Есть небольшие различия в недавно полученных результатах и результатах, полученных в прежних версиях. Одно из различий, заслуживающих внимания, заключается в том, что, в зависимости от типа используемого принтера, различаются графики, полученные в Probe для новой и прежних версий программы. Вообще говоря, графики, полученные на лазерных принтерах, превосходят по качеству графики, полученные на струйных принтерах.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор благодарит за квалифицированные замечания всех рецензентов четвертого издания: Томаса Е. Бревера (Thomas Е. Brewer), Технологический институт Джорджии; Джеймса Н. Даунинга (James N. Downing), колледж связи в Холиоке; Джона Д. Полюса (John D. Polus), университет в Пурдуэ и Руссела Е. Пукетта (Russel E. Puckett), техасский университет А&М.
ПРЕДИСЛОВИЕ ПЕРЕВОДЧИКОВ
Изучение таких дисциплин, как теория цепей, электротехника, радиоэлектроника, в современном университетском образовании немыслимо без исследования процессов в широком спектре схем с использованием современного измерительного оборудования. Немаловажную роль в процессе познания этих дисциплин занимает проблема планирования и проведения экспериментов.
Современные средства вычислительной техники и программное обеспечение позволяют реализовать на персональном компьютере виртуальные лаборатории, в которых максимально близко имитировать реальные лабораторные условия, как с точки зрения элементной базы, так и современных приборов.
На сегодняшний день преподавательскому составу университетов становится очевидным, что без такого инструмента современный учебный процесс просто невозможно реализовать. Недостаток программного и методического обеспечения на российском рынке в определенной степени сдерживает этот процесс у нас в стране.
Представленная книга восполняет этот пробел. Описываемая программа PSPICE наряду с такими программными оболочками, как MATLAB, Electronics Workbench, Multisim, входит в число наиболее востребованных программ, на которых базируется изучение отмеченных ранее курсов.
Книга написана простым и понятным языком, а ее построение соответствует программам курса теории цепей технических университетов.
Это и побудило нас заняться этой работой. Мы уверены, что книга, несомненно, будет полезна широкой студенческой аудитории и преподавательскому составу кафедр теории цепей, электротехники, радиоэлектроники, вычислительной техники, а также многим другим смежным специальностям.
От имени переводчиков
Панфилов Д. И., д.т.н., проф.
Введение
Четвертое издание книги "PSpice и анализ схем" развивает основные принципы анализа схем с использованием версии SPICE, называемой PSpice. Книга не является завершенным руководством по анализу цепей, она должна служить дополнением к учебникам по соответствующим дисциплинам. С этим пособием читатель может принять активное участие в изучении новых идей применения PSpice на персональных компьютерах (ПК), использующих операционные системы Windows 95, 98 или NT.
Примеры, рассмотренные в книге, могут быть промоделированы с помощью 9-й версии программы от компании OrCAD. OrCAD является преемником MicroSim, с которой она слилась в 1998 году. Во время подготовки настоящего (четвертого) издания книги версия PSpice была модифицирована. Обновлен формат экрана и введены некоторые другие изменения, так что пользователю необходимо сначала ознакомиться с отличиями новой версии от прежних.
Фирма OrCAD при создании версий PSpice проводит дружественную по отношению к пользователю политику, предоставляя бесплатный доступ к программному обеспечению. Поэтому издательству Prentice Hall разрешено воспроизвести программное обеспечение и включить его в CD-ROM, которым вы можете пользоваться при чтении этой книги.
При этом пользователь должен знать, что у компании имеется также полная версия программы. Купив ее, заказчик получает такие услуги, как расширенная техническая поддержка, ежегодное обслуживание программ, участие в акциях торговой стратегии и скидки при обучении.
Контакт с OrCAD для дополнительной информации:
9300 S.W.Nimbus Avenue
Beaverton, OR 97008-7137 USA
Тел.: (503) 671-9500 Факс: (503) 761-9501 E-mail: info@orcad.com
Web Site: www.orcad.com
Имеются также представительства фирмы в Европе и Японии. Информацию о ценах и порядке заказа в Северной Америке можно получить непосредственно у OrCAD по телефону 1-800-671-9505. Студенты, изучающие программу OrCAD, могут связаться с компанией по электронной почте: tech.support@irvine.orcad.com.
Материал этой книги может быть использован при изучении следующих тем: анализ элементарных цепей на постоянном токе, анализ цепей на переменном токе, включая многофазные схемы, электронные приборы и цепи, более сложные разделы, касающиеся операционных усилителей, частотных характеристик, анализа с помощью рядов Фурье, нелинейных приборов и активных фильтров. При освоении материала книги важно, чтобы вы действительно проводили эксперименты и решали задачи на компьютере. Это даст вам непосредственное ощущение сложности возникающих обычно проблем. Кроме того, вы убедитесь, что для успешного решения задач необходимо понимание основных теоретических принципов и концепций.
Если ваши основные интересы лежат в области цепей переменного и постоянного тока или электроники, то мы советуем начать непосредственно с первых глав книги. Методика использования компьютера в качестве инструмента обучения является наиболее наглядной для простых моделей, рассматриваемых в первых примерах. Когда вы освоитесь с этой методикой, то поймете, что более трудные задачи требуют лишь немного больших усилий.
Примеры из этой книги были смоделированы на ПК, в котором использовался процессор AMD K6, память RAM объемом не менее 64 МБ (мегабайт) и два драйвера жесткого диска. Могут использоваться принтеры HP LaserJet II и HP DeskJet 855С. Конечно, ваш компьютер не должен быть в точности таким же. Многие результаты, которые вы получите, запустив примеры программ, будут полностью совпадать с помещенными в книге, однако графики, полученные с помощью программы Probe, могут несколько отличаться. Но в любом случае отличия будут незначительны.