Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ORCAD PSPICE I. Vẽ sơ đồ mạch trong orcad capture cis: 1. Khởi động chương trình Capture CIS – để tạo một sơ đồ mới. 2. Chọn Menu File/New/Project, khi đó xuất hiện hộp thoại New Project, đánh dấu chọn vào Analog or Mixed Signal Circuit Wizard, đánh tên Project cần chạy chương trình mô phỏng. Nhấp OK. Khi đó, sẽ xuất hiện tiếp hộp thoại Analog or Mixed Signal Circuit Wizard, nhấp vào nút Finish. 3. Các bước cần thực hiện để vẽ một Schematics: a. Đặt linh kiện: - Dùng chuột nhắp vào nút Place Part trên thanh Toolbar hoặc gõ phím P từ bàn phím. - Trong cửa sổ Place Part gõ tên linh kiện vào ô Part , nếu không tìm thấy linh kiện , nhấn nút Add Library để bổ sung thư viện . - Chú ý, khi chọn nguồn và mass phải đồng nhất để chạy mô phỏng đúng. Một số linh kiện thường dùng: Part name Library Điện trở R analog.olb Biến trở R_var analog.olb Tụ điện C analog.olb Cuộn dây L analog.olb Transistor NPN Q2N2222 bipolar.olb Transistor PNP Q2N2907A bipolar.olb Diode D1N4148 Diode.olb Opamp LM741 opamp.olb Nguồn áp SIN VSIN source.olb Nguồn áp DC VSRC source.olb IC 555 555B Anl_misc.olb Switch Sw_tclose Anl_misc.olb Sw_topen Anl_misc.olb b. Nối dây: - Dùng chuột nhắp vào nút Place Wire trên thanh Toolbar, lúc này biểu tượng chuột thay đổi có dạng hình dấu cộng , cho phép ta nối các chân linh kiện lại với nhau. - Di chuyển chuột để kéo dài dây nối. - Click phím trái chuột để tạo một góc vuông, và tiếp tục vẽ. - Click phím phải chuột, chọn End Wire để kết thúc nối. - Nếu nối bó dây, nhấn nút Place Bus trên thanh Toolbar. 1 Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice c. Xử lý Schematics khi vẽ xong: - Sau khi vẽ xong ta tiến hành chỉnh sửa các thông số của linh kiện trên Schematics theo như yêu cầu đề bài. - Chỉnh sửa các thông số của linh kiện trên Schematics bằng cách Double Click lên giá trò của linh kiện. Khi đó, xuất hiện hộp thoại Display Properties: - Tại đây, nhập giá trò mới vào ô Value, rồi chọn OK. - Thay đổi thông số của Transistor, diode: Trên schematics đánh dấu chọn Transistor, diode rồi vào menu Edit, chọn Pspice Model, khi đó xuất hiện hộp thoại Orcad Moldal Editor. Tại đây, ta thay đổi những thông số cần thiết, xong nhấp vào OK, đóng cửa sổ chứa chương trình lại. - Để đánh dấu những điểm muốn xem trên mạch khi đã chạy Orcad Pspice, vào menu Pspice của Schematics/ chọn Markers, chọn tiếp Voltage Level. Cách khác: - Muốn đặt giá trò cho linh kiện ví dụ R, C, L Double-click vào linh kiện, điền giá trò vào phần VALUE. - Biến trở R_var có giá trò R=VALUE*SET + 0.001, khi đặt giá trò cho biến trở phải đặt giá trò cho VALUE và SET. - Nguồn áp VSIN: đặt các giá trò cho các tham số sau: DC = (để trống) AC = biên độ của tín hiệu được sử dụng khi phân tích tần số( phân tích AC) Voff = 0 Vampl = biên độ của tín hiệu được sử dụng khi phân tích quá độ Freq = tần số của tín hiệu td = 0 tf = 0 phase = 0. - Nguồn áp một chiều VSRC: đặt giá trò cho các tham số sau DC = giá trò nguồn một chiều AC = (để trống). tran = (để trống). Một số lưu ý khi đặt giá trò : Cách kí hiệu đơn vò (cho điện trở, tụ điện, điện áp, dòng điện, tần số…). f(femto) = 10 -15 . p(pico) =10 -12 . n(nano) = 10 -19 . u(micro) =10 -6 . m(mili) =10 -3 K(kilo) =10 3 MEG(mega) = 10 6 2 Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice G(giga) = 10 9 T(tera) = 10 12 Cách kí hiệu trên đều như nhau đối với chữ hoa và chữ thường . Vídụ: R1 có giá trò 18k tức là 18 kilo Ohm. C3 có giá trò 100u tức là 100micro Fara. Nguồn V1 có giá trò 2 tức là 2V. Nguồn I2 có giá trò 30m tức là 30mili Amper. Tần số f có giá trò 1MEG tức là 1mega Hz. 4. Tạo file Netlist cho trình Layout : - Chuyển sang cửa sổ project manager, chọn file *.dsn - Chọn menu Tool/Create Netlist để tạo tập tin *.mnl . Tập tin này chứa các thông tin kết nối chân linh kiện với nhau và được sử dụng trong trình vẽ mạch in Layout. II. Chạy pspice để mô phỏng mạch: 1. Chọn chế độ phân tích : a. Vào mene Pspice của Schematices, chọn New Simulation Profile. Khi đó, xuất hiện hộp thoại New Simulation. Trong khung Name, gõ tên mạch cần chạy chương trình mô phỏng, xong chọn Create. b. Chọn chế độ phân tích: - Trước khi chạy Orcad Pspice trong Schematics. Tùy thuộc vào yêu cầu bài thí nghiệm phải chọn chế độ phân tích thích hợp (DC, AC, Transient…), có nhiều chế độ phân tích nhưng các bài thí nghiệm chủ yếu sử dụng phân tích AC(AC Sweep) và phân tích quá độ (Transient). - Để xác đònh đáp ứng tần số của mạch vào menu Pspice của Schematics, chọn Edit Simulation Settings, xuất hiện Simulation Settings dialog box, kích chuột chọn Analysis tab, trong khung Analysis Type kích chuột vào AC Sweep/Noise để cài đặt như sau: + Trong AC Sweep Type chọn Logarithmic, chọn Decade. + Rồi đặt giá trò cho các thông số: Start Freq (tần số khởi đầu thường chọn là1, chú ý phải khác không. End Freq (tần số kết thúc). Points/ Decade (số lượng điểm tính toán trong một Decade) Đáp ứng tần số được tính toán khi nguồn có tần số quét từ tần số khởi đầu đến tần số kết thúc. + Nhấn OK để kết thúc cài đặt hoặc chọn những phân tích khác. - Để xác đònh đáp ứng quá độ của mạch (Xác đònh dòng điện, điện áp tại tất cả các điểm trong mạch theo thời gian) vào menu Pspice của Schematics, chọn Edit 3 Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice Simulation Settings, xuất hiện Simulation Settings dialog box, kích chuột chọn Analysis tab, trong khung Analysis Type kích chuột vào Time Domain (Transient) để cài đặt như sau: - Run to Time: đònh thời gian chạy mô phỏng. - Start saving data after: đònh thời điểm bắt đầu lưu dữ liệu phân tích. - Maximum step size: đònh bước phân tích. - Nhấn chuột vào nút Apply để chấp nhận. Nhấp vào nút OK. 2. Chạy Orcad Pspice: - Sau khi cài đặt các chế độ phân tích, để chạy mô phỏng vào menu Pspice của Schematics, chọn Run hoặc nhấn vào nút công cụ Run trên thanh công cụ. - Sau khi mô phỏng xong Orcad Pspice sẽ được chạy tự động. - Dựa vào Orcad Pspice để xem đáp ứng tần số hoặc quá độ tại tất cả các điểm trong mạch. - Sau khi chạy Orcad Pspice, sẽ xuất hiện đồ thò của những điểm đã được đánh dấu trên mạch. (đánh dấu bằng cách vào menu Pspice của Schematics/ chọn Markers, chọn tiếp Voltage Level). - Để xem đồ thò tại những điểm khác vào menu Trace của Orcad Pspice, chọn Add Trace, hoặc nhấn vào nút công cụ Add Trace trên thanh công cụ xuất hiện một danh sách các điểm trong mạch. - Nhấn chọn bất kỳ điểm nào mà ta muốn xem trong trong hộp danh sách. Nhấn OK để chấp nhận. - Để xác đònh giá trò tại một vò trí trên đồ thò vào menu Trace của Orcad Pspice chọn cursor/ chọn Display hay nhấn chuột vào nút công cụ Display Cursor. Cửa sổ Probe Cursor sẽ xuất hiện - Hai cursor được biểu diễn cho đồ thò thứ nhất ở dưới trục X , trong trường hợp này là V(C1:1). Cửa sổ Probe Cursor cũng sẽ được hiển thò. Ta sẽ thấy V(C1:1) sẽ được làm dấu. - Khi sử dụng cursors, nút trái chuột được biểu diễn cho cursor thứ nhất và nút phải chuột thì sử dụng cho cursor thứ hai. 4 nút Display Cursor Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice - Ta cũng có thể sử dụng 2 phím mũi tên trái và phải trên bàn phím để chỉnh giá trò được dễ dàng hơn dùng chuột. Để điều khiển cursor thứ hai ta giữ phím <Shift> trong khi sử dụng 2 phím mũi tên này. - Để đặt cursor thứ 2 lên dạng sóng của V(C2:2), hãy trỏ chuột vào ký hiệu của V(C2:2) (có hình hột tròn) và nhấn nút chuột phải. Ký hiệu của V(C2:2) sẽ được đánh dấu. - Muốn xem các kết quả chi tiết khác vào menu View của Orcad Pspice, chọn Output File. Hoặc vào menu Pspice của Schematics, chọn View Output File. - Để xem việc phân bố các linh kiện trong mạch điện ta chọn lệnh View Netlist từ menu Pspice của Schematics. 5 . số…). f(femto) = 10 -1 5 . p(pico) =10 -1 2 . n(nano) = 10 - 19 . u(micro) =10 -6 . m(mili) =10 -3 K(kilo) =10 3 MEG(mega) = 10 6 2 Hướng dẫn sử dụng ORCAD Psipice G(giga) = 10 9 T(tera) = 10 12 Cách. Chạy Orcad Pspice: - Sau khi cài đặt các chế độ phân tích, để chạy mô phỏng vào menu Pspice của Schematics, chọn Run hoặc nhấn vào nút công cụ Run trên thanh công cụ. - Sau khi mô phỏng xong Orcad. Sau khi mô phỏng xong Orcad Pspice sẽ được chạy tự động. - Dựa vào Orcad Pspice để xem đáp ứng tần số hoặc quá độ tại tất cả các điểm trong mạch. - Sau khi chạy Orcad Pspice, sẽ xuất hiện đồ thò