现代电路理论实验报告

昆明理工大学12级电路与系统专业OrCADPSpice电路设计与仿真研究实验目的学习Cadence/OrCAD（10.5）软件的安装。学习用Cadence/OrCAD（15.5）软件进行电路原理图输入，熟悉现代电路设计的软件环境。学习在CaptureCIS/OrCAD（15.5）下PSpice电路仿真软件的使用。学习PSpice电路元器件模型转换方法。掌握各种电路仿真分析的环境设置和结果分析方法。实验内容安装Cadence/OrCAD15.5软件。注意：需要设置环境变量。运行CaptureCIS软件，进行电路原理图输入环境状态，熟悉相关菜单和按钮的功能与使用方法。建立一个设计项目（工程），设置图纸属性等。以一个简单的电源设计和CCD视频信号前置放大器为例，进行电路元器件的查找、输入、摆放和导线联接等。电源设计要求：外部输入20V，产生放大器要求的电压。前置放大器设计要求：使用AD8099同相放大，输入CCD信号（如图1虚线所示），去除直流后再放大一倍（如图1实线所示）。图1AD8099输入、输出波形修改进而创建元器件图形符号。修改元器件属性。进行电气设计规则检查并创建网络联接表。自行设计其它相关的辅助电路。自行查找或制作相关器件的PSpice模型。进行各种仿真分析功能的设置。进行仿真并获得结果并进行分析。实验要求通过Internet网络查找、收集相关资料。自学PSpice的相关教程或资料。可以相互讨论，但最后必须独立完成。写出并提交电子版实验报告。实验设备PC机一台，最低配置：P42.0GHzCPU/512M内存/80G硬盘。一套Cadence/OrCAD电路设计软件。实验电路设计总电路包括信号产生电路、电源电路和信号放大电路三部分。各部分设计如下：信号产生电路设计。信号发生部分采用两个同频不同幅的矩形波发生器，并通过LM675集成运放和一个直流信号组成同相加法电路，实现不同信号的叠加，产生所需的信号。在电路设计时处理好同相加法电路的阻值，使输出信号达到设计的要求。集成运放在线性放大状态下V+=V-，根据实际电路设计得V-=VO*R8/(R8+R9)，V+=V5*R7/(R7+R10)+V6*R7/(R7+R11)+V7*R7/(R7+R12)，根据所取阻值得VO=(V5+V6+V7)。信号发生电路原理图如图2所示。图2信号发生电路图电源电路设计。由于外部供电为20V的电压，而LM675的供电电压要求为±5V，这里采用LM7805C和LM7905C两个集成稳压芯片组成电源电路，产生+5V和-5V的输出电压。电源电路原理图如图3所示。图3电源电路图信号放大电路设计。信号放大电路采用美国模拟器件公司的AD8099高速运算放大器。AD8099采用一种先进电路结构专利技术，同时采用优于传统放大器的先进引脚排列以提高性能和稳定性，使其满足传统运算放大器差分输入级的基本性能的同时又不牺牲其固有性能。它能大大降低放大器设计中两个基本的误差源（电压噪声和谐波失真）。另外，AD8099提供两个输出引脚以降低反馈寄生效应，这样简化了PCB布线设计并且提高了放大器的稳定性。信号放大电路原理图如图4所示。图4信号放大电路图总原理图设计。用加法器输出的信号代替CCD信号，之后经过AD8099进行发达输出，由LM7805C和LM7905C组成的稳压电路产生±5V电压为AD8099提供工作电压，总电压原理图如图5所示。图5电路总图仿真结果。仿真结果如图6所示，其他粉红色是AD8099输入信号，绿色是AD8099输出信号。图6仿真结果图实验总结通过本次实验，使我进一步熟练运用CandencePSpice，并知道如何添加该应用软件中没有的AD0899仿真模型