实验39 数字电路的模拟与仿真分析

PAGEPAGE190PAGEPAGE191实验39 数字电路的模拟与仿真分析EDA软件对各的重要手段，是电子线路产品设计开发环节中必不可少的重要步骤。本实验要求学生在掌握《场效应器件物理EDAOrCADPSpice际问题的能力，培养学生的数字集成电路设计与分析能力。一、实验原理OrCADPspice软件简介OrCADPSpice软件的前身是1972年达到实用1983OrCAD公司推出了可以在PC机上运行的PSpice只是单纯地将SPICE移植到PC机，与SPICE相比，OrCADPSpice具有下述三方面重大变革：可进行蒙特卡罗统计分析，最坏情况分析、最优设计等复杂的电路特性分析。合电路进行计算机模拟。一改批处理运行模式，可以在Windows环境下，以人机交互方式运行。拟过程中，随时分析观察模拟结果，从电路图上修改设计。OrCADPSpice软件是由项目管理模块、电路绘制模块、设计后处理模块和己的元器件库，以此来达到对特殊用途项目的设计。电路网表输入和仿真流程CaptureCIS软件以后，即可进入主菜单，通过建立模数混合类工程元器件引脚连接起来，对各个元器件参数进行修改后，就完成了数字电路的网表输入工作。通过在网表中添加不同类型的激励源、新建模拟和设定模拟参数范围CIS软件会自动弹出模拟结果图浏览窗口PSpice即可对电路进行修正，不断重复直至达到设计预期。模拟仿真控制Pspice1)TimeDomain(Transient时域2)DCSweep3)ACSweep/Noise/Biaspoint类型激励源，只能进行相应类型的分析。在Options选项中可以选择在每种基本分析类型基础上要附加进行的分析，其中GeneralSetting是最基本的必选项。每仿真结果观测控制正确设定好模拟文件后，点击运行RunPspice，待仿真计算完成后，软件自动进入模拟结果浏览器Probe界面，这时可以添加不同的模拟结果进行观察、测二、实验内容39.139.2有关元器件信息在表39.1电路的功能，写出该电路的真值表和逻辑表达式，并截取有关模拟波形；图39.1 数字电路单元的原理图图39.2 上述电路对应的输入信号波形表39.1 有关元器件信息名称名称功能和例元件库名称功能和例元件库74LS86A 74LSDigStim1数字信号端口，XSOURCSTM74LS08与门，U7C74LSNetalias端口名称，Sum74LS32或门，U9C74LSMarker探针39.3所示的五管单元TTL39.2完成如下内容，并截取有关模拟波形。完成

=1V时的偏置点扫描，将各电阻电流和输出电压记录在表39.3内；in求V 为频率100kHz峰值为2V的方波时，该电路输出的瞬态响应，测in量上升延时、下降延时和输出电压峰值；当V 为直流幅值1.4V交流幅度1mV的信号时，在1KHz至1GHz频率in范围内，分析该电路输出端的频率响应，求出该电路的增益和截止频率。对输入信号

，完成初值0V，终值5V，步长0.2V的直流扫描，从模拟in结果中读出电路输出波形发生跳变的输入电压范围（以高电平的90％和10％为界）和临界电压V 。CKT图39.3 数字电路单元的原理图表39.2 有关元器件信息名称名称功能和例元件库名称功能和例元件库40238VdcVplusNPN晶体管，Q1直流电源，V2BipolarSourceSourceRVacGnd电阻，R1交流电源，V4AnalogSource方波，瞬态源，V1电源地，Source0表39.3 实验内容记录IR1IR1IR2IR3IR4IR5三、实验思考题在OrCAD软件环境下元器件库中的双极晶体管和MOS路芯片中的晶体管有何差别，请简要描述其差别。试采用非门和传输门完成“同或”逻辑，画出电路。在对五管TTL相同？为什么？四、参考资料[1]贾新章等，《ORC