摘要：介绍了PSPICE 6.3的运行环境，仿真分析功能。并在此基础上对一种功放电路进行了仿真分析。
关键词：PSPICE；电路；仿真分析；快速傅里叶变换；SPICE
PSPICE 是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。SPICE是由美国加州大学伯克莉分校于1972年开发的电路仿真程序。随后，版本不断更新，功能不断增强和完善。1988年SPICE被定为美国国家工业标准。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国MicroSim公司开发并于1984年1 月首次推出的。SPICE有工业版和教学版之分，本书介绍1986年8月推出的PSPICE6.3版本。PSPICE6.3版本含有2个集成环境，一个是通用的电路仿真分析环境MicroSimEval6.3，另一个是可编程数字逻辑器件分析设计环境MicroSimPLSyn 6.3 Evaluation。本文只介绍通用的电路仿真分析环境MicroSimEval6.3。他能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析。
PSPICE6.3 可以对众多元器件构成的电路进行仿真分析，这些元器件以符号、模型和封装3种形式分别存放在扩展名为slb，lib和plb三种类型的库文件中。＊.slb库中的元器件符号用于绘制电路图；＊.lib库中的元器件模型用于电路仿真分析；＊.plb库中的元器件封装形式用于绘制印刷电路板的版图。在电路仿真分析中只用到前2个库。
1PSPICE6.3运行环境
硬件环境：486以上的IBMPC机或兼容机，8M以上内存，最好有80M以上硬盘空间(PSPICE6.3完全安装将占用63M左右的空间)，标准键盘及VGA以上显示适配器，鼠标，CD-ROM驱动器(用于安装PSPICE)。
软件环境：Windows 3.X，Windows 95或WindowsNT3.51以上。
2PSPICE功能简介
PSPICE6.3可执行的主要分析功能如下：
2.1直流分析
直流分析包括电路的静态工作点分析；直流小信号传递函数值分析；直流扫描分析；直流小信号灵敏度分析。在进行静态工作点分析时，电路中的电感全部短路，电容全部开路，分析结果包括电路每一节点的电压值和在此工作点下的有源器件模型参数值。这些结果以文本文件方式输出。
直流小信号传递函数值是电路在直流小信号下的输出变量与输入变量的比值，输入电阻和输出电阻也作为直流解析的一部分被计算出来。进行此项分析时电路中不能有隔直电容。分析结果以文本方式输出。
直流扫描分析可做出各种直流转移特性曲线。输出变量可以是某节点电压或某节点电流，输入变量可以是独立电压源、独立电流源、温度、元器件模型参数和通用(Global)参数(在电路中用户可以自定义的参数)。
直流小信号灵敏度分析是分析电路各元器件参数变化时，对电路特性的影响程度。灵敏度分析结果以归一化的灵敏度值和相对灵敏度形式给出，并以文本方式输出。
2.2交流小信号分析
包括频率响应分析和噪声分析。PSPICE进行交流分析前，先计算电路的静态工作点，决定电路中所有非线性器件的交流小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范频率响应分析能够分析传递函数的幅频响应和相频响应，即可以得到电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗的频率响应。分析结果均以曲线方式输出。
PSPICE用于噪声分析时，可计算出每个频率点上的输出噪声电平以及等效的输入噪声电平。噪声电平都以噪声带宽的平方根进行归一化。他们的单位是V/Hz1/2。
2.3瞬态分析
即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应，时域波形经过快速傅里叶变换(FFT)后，可得到频谱图。通过瞬态分析，也可以得到数字电路时序波形。
另外，PSPICE可以对电路的输出进行傅里叶分析，得到时域响应的傅里叶分量(直流分量、各次谐波分量、非线性谐波失真系数等)。这些结果以文本方式输出。
2.4蒙特卡罗分析和最坏情况(Worst Case)分析
蒙特卡罗(Monte Carlo)分析是分析电路元器件参数在他们各自的容差(容许误差)范围内，以某种分布规律随机变化时电路特性的变化情况，这些特性包括直流、交流或瞬态特性。
最坏情况分析与蒙特卡罗分析都属于统计分析，所不同的是，蒙特卡罗分析是在同一次仿真分析中，参数按指定的统计规律同时发生随机变化；而最坏情况分析则是在最后一次分析时，使各个参数同时按容差范围内各自的最大变化量改变，以得到最坏情况下的电路特性。
3PSPICE仿真分析的应用
乙类互补对称功放电路如图1所示，试运用PSPICE分析该电路。
(1)Vi幅值为5 V，频率为1 kHz的正弦波。作瞬态分析，观察输出Vo形的交越失真。进一步做直流扫描分析，求失真所对应的输入电压范围。
(2)为减小和克服交越失真，在两基极间加上补偿二极管及相应电路，以供给T1和T2两管一定的正向偏压，构成甲乙类互补对称功放电路如图2所示。再做瞬态分 析，观察输出Vo交越失真是否消除。
(3)求图2的最大输出电压范围。
进入Schematics主窗口，绘出图1所示电路，并设置好参数。
① 设置瞬态分析(Transient)功能，得瞬态波形如图3所示，可看出Vo有交越失真。再设置直流扫描分析(DCSweep)，信号源Vi的扫描范围为－2～＋2V。得电压传输特性如图4所示，由图中看出，输入电压在－0.68～＋0.68V范围内出现失真。
②将电路改成图2的形式，重复(1)的步骤，可得电路的瞬态波形和传输特性分别如图5和图6所示，可看出Vo已无交越失真。
③设置直流扫描分析，电压源Vi的扫描范围为－10～＋10V。得电压传输特性如图7所示，由图中看出，最大输出电压范围约为－5～＋5V。
4结语
PSPICE 是一个模拟的“实验台”，可以做各种电路实验和测试，以便修改与优化设计。他为分析与设计电路提供了强大的计算机仿真工具，利用该软件对电路、信号与系统进行辅助分析和设计，对电子工程、信息工程和自动控制等领域工作的人员具有很高的实用价值。
参考文献
［1］赵世强.电子电路EDA技术［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2000.
［2］高文焕.模拟电路的计算机分析与应用［M］.北京：清华大学出版社，1999.
