bài giảng orcad nguyễn thúy bình-...

Bài giảng Orcad Nguyễn Thúy Bình- KTĐT

1

1. Khởi động Orcad Capture

Start→ Programs→ Orcad Family Release 9.2→ Capture


2

Khi bắt đầu vẽ một sơ đồ mạch (schematic), chọn menu Options/Preferences đặt các thuộc tính tùy chọn riêng cho từng người thiết kế

1.1. Tab Color/Print: Chọn gam màu cho từng đối tượng trong trang sơ đồ mạch nguyên lý

Tab Grid Display


3

Chọn chế độ hiển thị (Visible) hoặc không hiển thị ô lưới trong trang vẽ sơ đồ mạch (Schematic Page) hoặc trong trang chỉnh sửa linh kiện (Part and Symbol). Kiểu lưới có thể là dạng chấm (dots) hoặc dạng đường thẳng (lines).

Chọn chế độ “Pointer snap to grid ” để “neo” con trỏ vào các điểm lưới. Trong quá trình thiết kế có thể Bật/Tắt chế độ này bằng cách kích vào biểu tượng

Chọn xong nhấp chuột vào OK.

Tab Pan and Zoom

Chọn tỷ lệ phóng to/ thu nhỏ trang vẽ sơ đồ mạch và trang chỉnh sửa linh liện khi thực hiện lệnh Zoom. Ở đây chúng ta chọn tỷ lệ Zoom là 2.

Chọn xong nhấp chuột vào OK.


4

Tab Select

Tab Miscellaneous


5

Gán các thuộc tính cho các đối tượng khi vẽ các đối tượng: đường thẳng (line), đường đa nét (polyline), hình chữ nhật (rectangle), hình ellipse (ellipse), cung tròn (Arc) trong trang sơ đồ mạch (Schematic Page Editor) hay trong trang chỉnh sửa linh kiện, ký hiệu (Part and Sybol Editor).

Ngoài ra còn có một số chức năng quan trọng:

Auto Recovery: Tự động lưu lại Project tránh hiện tượng mất dữ liệu khi xảy ra sự cố không mong muốn

Auto Reference: Tự động hiển thị chỉ số của linh kiện khi được lấy từ thư viện

Intertool Communication: Chức năng này đóng vai trò như thông dịch viên giữa Capture và Layout khi mở đồng thời cả 2 chương trình này nhằm sắp xếp chân của các linh kiện theo lựa chọn của người thiết kế.

Tab Text Editor

Tạo Project mới có thể liên thông với các phần mềm khác: File→New→Project

Nếu chỉ muốn vẽ sơ đồ nguyên lý , chọn: File→New→Design

Muốn tạo thư viện mới, chọn: File→New→Library

Tạo file để nạp cho EPROM: File→New→VHDL

Tạo file văn bản: File→New→Text File


6

Analog or Mixed A/D: Project liên thông với trình Pspice

PC Board Wizard: Project liên thông với trình Layout Plus

Programmable Logic Wizard: Project liên thông với trình PLD để nạp chương trình vào các IC EPROM

Schematic: Chỉ vẽ sơ đồ nguyên lý

Tên Project

Đường dẫn tới thư mục lưu Project


7

Muốn mở một Project, một Design, một Library,… có sẵn thực hiện lệnh: File→Open→Project

2. Các giao diện chính của Orcad Capture

2.1. Session Log

Session Log chứa các thông tin về những sự kiện xảy ra trong quá trình thiết kế mạch như thông báo về các lỗi, các cảnh báo và những dữ liệu về các linh kiện. Để xóa nội dung trong cửa sổ này tại bất kỳ thời điềm nào có thể thực hiện lệnh Clear Session Log từ menu Edit hoặc cũng có thể sử dụng phím nóng Ctrl+Del


8

2.2. Project Manager

Project Manager gồm 2 Tab: File và Hierarchy.

Tab File liệt kê tất cả các file được tạo ra trong quá trình thiết kế mạch.

Tab Hierarchy: liệt kê tất cả các linh kiện có trong sơ đồ mạch nguyên lý (Ví dụ đối với sơ đồ mạch trên gồm: Diode D1(D1N4447); Điện trở R1(10K) và nguồn V1 (VDC))


9

2.3. Schematic Page

Schematic Page cho phép chúng ta vẽ sơ đồ mạch với sự hỗ trợ của các thanh công cụ Toolbar và Tool Palettes. Ý nghĩa của từng tiêu hình trên các thanh công cụ được liệt kê trên bảng 1 và bảng 2.

Toolbar

Bảng 1

Tool Tên Mô tả

New Tạo trang vẽ mới (giống lệnh New trên menu File)

Open Mở một Project hoặc một thư viện có sẵn (giống lệnh Open trên menu File)

Save Lưu lại trang vẽ hiện tại, sơ đồ nguyên lý của mạch hoặc các linh kiện (tương đương với lệnh Save trên menu File)

Print In các trang được chọn trong thư mục Schematic, hoặc trang vẽ hiện tại hoặc có thể in từng linh kiện (tương đưong lệnh Print trên menu File)

Cut Cắt đối tượng được chọn và cất vào Clipboard (Tương đương với lệnh Cut trên menu Edit)

Copy Sao chép đối tượng được chọn và cất vào Clipboard (tương đương với lệnh Copy trên menu Edit)


10

Paste Dán nội dung đã có trong Clipboard lên trang vẽ tại vị trí của con trỏ (tương đương với lệnh Paste trên menu Edit)

Undo Bỏ lệnh vừa thực hiện, khôi phục lại trạng thái trước đó (tương đương với lệnh Undo trên menu Edit)

Redo Lấy lại lệnh vừa thực hiện (tương đương với lệnh Redo trên menu Edit)

MRU Các linh kiện vừa được sử dụng được lưu trong vùng nhớ tạm thời (Most Recently Used)

Zoom in Đưa trang vẽ lại gần (phóng to), tương đương với cách chọn Zoom và In trên menu View

Zoom out Đưa trang vẽ ra xa (thu nhỏ), tương đương với cách chọn Zoom và Out trên menu View

Zoom Area Chỉ phóng to phần được chọn (tương đương với cách chọn Zoom và Area trên menu View)

Zoom All Cho phép quan sát toàn bộ trang sơ đồ mạch.

Annotate Ghi ký hiệu các linh kiện trên sơ đồ mạch (tương đương với lệnh Annotate trên menu Tool)

Back

Annotate Ghi lại ký hiệu của các linh kiện trên sơ đồ mạch (tương đương với lệnh Back Annotate trên menu Tools)

Design Rule

Check Kiểm tra lỗi trên trang sơ đồ mạch nguyên lý (tương đương với lệnh Design Rules Check trên menu Tools)

Creat Netlist

Tạo file .mnl để khai báo các đặc tính của mạch sau khi đã kiểm tra sơ đồ nguyên lý không có bất kỳ lỗi nào, thực hiện sau lệnh DRC (tương đương với lệnh Creat Netlist trên menu Tools)

Cross

Reference

Tạo nên một thông báo về sơ đồ mạch, khi đó tạo một file .xrf được sinh ra trong thư mục Output trong cửa sổ Project Manager (Tương đương với lệnh Cross Reference trên menu Tools)

Bill of

Materials

Tạo nên một bảng kê khai các linh kiện được sử dụng trong sơ đồ mạch (tạo file .bom) (tương đương với lệnh Bill of Materials)

Snap to Grid Bật hoặc tắt chức năng dính trên các điểm lưới

Project

Manager Mở cửa sổ quản lý các file liên quan đến trang sơ đồ mạch

Help Topic Trợ giúp


11

Tool Palettes

Bảng 2

Tool Tên Mô tả

Select Chọn đối tượng

Place Part Chọn linh kiện trong thư viện (tương đương với lệnh Part trên menu Place )

Place Wire Nối dây dẫn qua chân các linh kiện (Ấn và giữ Shift để đi dây không vuông góc), (tương đương với lệnh Wire trên menu Place)

Place Net Alias Đặt tên cho các đường dây nối (tương đương với lệnh Net Alias trên menu Place)

Place Bus Tạo Bus (tương đương với lệnh Bus trên menu Place )

Place Junction Tạo các giao điểm của các dây dẫn cắt nhau

Place Bus Entry Đặt các điểm vào của Bus (tương đương với lệnh Bus Entry trên menu Place)

Place Power Mở cửa sổ để lấy ký hiệu nguồn (tương đương với lệnh Power trên menu Place)

Place Ground Mở cửa sổ để lấy ký hiệu nối đất (tương đương với lệnh Ground trên menu Place)

Place Hierarchical

Block Tạo khối phân cấp tương đương với một sơ đồ mạch (giống lệnh Hierarchical Block trên menu Place)

Place Hierarchical

Port Tạo cổng trên sơ đồ khối (tương đương với lệnh Hierarchical Port trên menu Place)

Place Hierarchical

Pin Tạo chân trên sơ đồ khối (tương đương với lệnh Hierarchical Pin trên menu Place)

Place Off-page

Connector Đặt các ký hiệu kết nối (tương đương với lệnh Off-Page Connector trên menu Place)

Place No Connect Đặt ký hiệu không kết nối trên các chân được bỏ trống (tương đương với lệnh No Connect trên menu Place)

Place Line Vẽ đường thẳng (tương đương với lệnh Line trên menu Place)

Place Polyline Vẽ đường kín được tạo bởi nhiều đoạn thẳng (tương đương với lệnh Polyline trên menu Place)

Place Rectangle Vẽ hình chữ nhật (tương đương với lệnh Rectangle trên menu Place)

Place Ellipse Vẽ hình tròn hoặc hình Ellipse (tương đương với lệnh Ellipse trên menu Place)

Place Arc Vẽ các cung tròn (tương đương với lệnh Arc trên menu Place)

Place Text Viết chữ trên trang sơ đồ mạch, tạo chú thích (tương đương với lệnh Text trên menu Place)


12

2.4. Part Editor

Để mở giao diện Part Editor (trang chỉnh sửa linh kiện): Nháy chuột phải vào linh kiện cần chỉnh sửa, chọn Edit Part.


13

Trong trang Part Editor còn có thêm thanh công cụ được dành riêng cho việc chỉnh sửa linh kiện: Part Editor Tool Palettes.

Trong Part Editor ta có thể dùng con trỏ để di chuyển chân linh kiện tới vị trí mong muốn. Để tạo một linh kiện mới ta có thể phác họa hình dạng của linh kiện nhưng đặc tính của các chân linh kiện cần phải được khai báo một cách chính xác. Mỗi chân linh kiện có những đặc tính riêng:

Tool Tên Mô tả

Select Chọn đối tượng cần chỉnh sửa

Place IEEE Symbol Đặt các ký hiệu của IEEE

Place Pin Vẽ 1 chân linh kiện

Place Pin Array Vẽ dãy chân linh kiện

Place Line Vẽ đường thẳng

Place Polyline Vẽ đường khép kín gồm nhiều đoạn thẳng

Place Rectangle Vẽ khung hình chữ nhật

Place Ellipse Vẽ hình elip hoặc hình tròn

Place Arc Vẽ cung tròn

Place Text Viết chữ


14

Name: Tên chân

Number: Số hiệu chân

Shape: Hình dạng chân

Clock: Nhận tín hiệu xung nhịp

Dot: Chân có tính đảo pha

Dot-Clock: Nhận tín hiệu xung nhịp và có tính đảo pha

Line: Chân dạng đường thẳng

Short: Dạng chân ngắn

Zero Length: Chân có chiều dài bằng 0(thường dùng cho chân nguồn VCC hoặc chân GND)

Type: Loại chân

3 State: Chân 3 trạng thái (có trạng thái trở kháng cao)

Bidirectional: Chân cho phép tín hiệu truyền theo cả 2 hướng

Input: Chân nhận tín hiệu vào

Open Collector: Chân lấy tín hiệu ra trên cực Collector hở mạch

Open Emitter: Chân lấy tín hiệu ra trên cực Emitter hở mạch

Output: Chân đưa tín hiệu ra

Passive: Chân thụ động (Chân điện trở, tụ điện,…)

Power: Chân nguồn(chân VCC hoặc chân GND)

Sau khi chỉnh sửa, nháy chuột vào nút Close đóng trang Part Editor, khi đó một cửa sổ con Save Part Instance được mở ra

Update Current: Chỉ cập nhật những sửa đổi vào ngay chính linh kiện đó


15

Update All: Cập nhật đối với tất cả các linh kiện cùng loại

Discard: Bỏ qua tất cả những sửa đổi

Cancel: Quay lại cửa sổ của Part Editor

2.5. Status Bar

Status bar được đặt ở góc phải phía dưới của cửa sổ Capture có nhiệm vụ thông báo mọi hoạt động tại thời điểm hiện tại: Số lượng phần tử được chọn, tỷ lệ phóng to/ thu nhỏ và vị trí của con trỏ.

Trường bên trái mô tả các lệnh trên thanh công cụ, trên menu hay trạng thái hiện tại của cửa sổ Capture.

Trường giữa hiển thị số lượng phần tử được chọn trên trang vẽ sơ đồ mạch hoặc trang chỉnh sửa linh kiện

Trường bên phải hiển thị tỷ lệ phóng to/ thu nhỏ và vị trí hiện tại của con trỏ.

3. Ví dụ vẽ một sơ đồ mạch

3.1. Lấy các linh kiện trong thư viện

Để lấy linh kiện từ trong thư viện ra trang vẽ sơ mạch ta có thể thực hiện bằng 1 trong các cách sau:

Thực hiện lệnh: Place→Part trên thanh menu

Sử dụng phím nóng P hoặc Shift+P

Nhấp chuột vào tiêu hình

Khi đó cửa sổ Place Part hiện ra


16

Trong Library: Chọn thư viện chứa linh kiện →ANL_MISC

Trong Part List: Chọn tên linh kiện→555B

Chọn xong, nhấp chuột vào OK.

Ta cũng có thể thực hiện các thao tác: Add Library (thêm thư viện)

Remove Library (xóa bỏ thư viện)

Part Search (Tìm linh kiện)

Có thể thêm thư viện linh kiện trong thư mục Library hoặc trong PSpice. Chú ý để liên thông với trình PSpice các thư viện được chọn phải nằm trong thư mục PSpice. Nếu chỉ thiết kế các mạch điện – điện tử thông dụng chỉ cần Add các thư viện: Capsym.olb, Connector.olb, Counter.olb, Discrete.olb, Gate.olb, analog.olb, source.olb,…

Nếu muốn xóa một thư viện nào trong khung Libraries, chọn thư viện đó và nhấp chuột vào Remove Library. Nếu không biết linh kiện cần tìm nằm trong thư viện nào ta có thể thực hiện lệnh: Part Search


17

Sau khi chọn xong linh kiện trong thư viện, quay trở lại trang vẽ sơ đồ mạch, linh kiện dính vào chuột, chọn vị trí đặt linh kiện, nháy chuột trái. Linh kiện vẫn dính vào chuột, nếu muốn sử dụng tiếp cùng linh kiện đó, chọn vị trí đặt linh kiện và tiếp tục nháy chuột trái, ngược lại, nếu muốn lựa chọn linh kiện khác, có thể nháy chuột phải, chọn End Mode hoặc nhấn nút Esc trên bàn phím.


18

3.2. Chỉnh sửa linh kiện

Nháy chuột trái để chọn linh kiện cần chỉnh sửa

Nháy chuột phải

Chọn Edit Part

Trong trang Part Editor, di chuyển chân IC sao cho phù hợp, sau đó nhấn nút để đóng cửa sổ Part Editor và chọn Update Current và quay trở lại trang vẽ sơ đồ mạch (giống hình sau).

Thao tác chọn và đặt vị trí của các điện trở R và tụ điện C cũng được thực hiện tương tự.


19

Xoay linh kiện theo ý muốn thực hiện bằng cách:

Nhấp chuột trái để chọn linh kiện

Nhấp chuột phải

Chọn 1 trong các lệnh:

Mirror Horizontally (H)

Mirror Vertically (V)

Rotate (R)


20

Ta vẽ được sơ đồ mạch như sau

Lưu lại sơ đồ mạch, kết thúc Orcad Capture!!!


21

4. Orcad Pspice

Pspice Toolbar in Capture

New Simulation Profile Mở một trang mô phỏng mới

Edit Simulation Settings Mở cửa sổ Simulation Setting để chọn các điều kiện mô phỏng mạch

Run PSpice Chạy trình PSpice

View Simulation Results Xem kết quả mô phỏng

Voltage/ Level Marker Đầu dò mức điện áp tại mỗi điểm

Voltage Differential Marker Đầu dò đo độ chênh lệch điện áp giữa 2 điểm

Current Marker Đầu dò cường độ dòng điện

Power Dissipation Maker Đầu dò đo công suất tiêu hao trên mỗi linh kiện

Enable Bias Voltage Display Hiển thị điện áp phân cực tại mỗi nút

Enable Bias Current Display Hiển thị cường độ dòng điện phân cực trên mỗi linh kiện

Enable Bias Power Display Hiển thị công suất tiêu hao trong điều kiện phân cực

File Toolbar in PSpice

Tool Tên Mô tả

New Mở một trang mô phỏng mới hoặc một file dạng văn bản

Open Mở một file

Append File Mở một file dữ liệu .DAT

Save Lưu lại file dữ liệu

Print In kết quả


22

Edit Toolbar in PSpice

Tool Tên Mô tả

Cut Cắt phần đã chọn khỏi trang đồ thị và lưu vào Clipboard

Copy Sao chép phần đã chọn vào Clipboard

Paste Dán nội dung trong Clipboard vào trang đồ thị

Undo Xóa thao tác vừa thực hiện, lấy lại trạng thái trước đó

Redo Lấy lại lệnh vừa thực hiện

Simulate Toolbar in PSpice

Tool Tên Mô tả

Current Simulation Thông báo kiểu mô phỏng đang thực hiện

Run Chạy trình PSpice

Pause Tạm dừng quá trình phân tích

Probe Toolbar in PSpice

Tool Tên Mô tả

Zoom In Phóng to trang đồ thị

Zoom Out Thu nhỏ trang đồ thị

Zoom Area Phóng lớn vùng đồ thị được chọn

Zoom Fit Hiển thị toàn bộ phần trên trang đồ thị

Log X Axis Thay đổi thang chia của trục X

Fourier Phân tích tín hiệu theo vạch phổ tần, dạng Fourier

Performance Analysis Tắt/mở trang đồ thị phân tích dạng tích hợp

Log Y Axis Thay đổi thang chia của trục Y

Add Trace Vẽ thêm đồ thị

Eval Goal Function Xử lý tín hiệu theo dạng hàm tích hợp


23

Text Label Cho phép ghi Text lên trang đồ thị

Mark Data Points Tắt/mở điểm đánh dấu trên đồ thị

Toggle Cursor Hiển thị hoặc không hiển thị con trỏ trên đồ thị

Cursor Toolbar in PSpice

Tool Tên Mô tả

Cursor Peak Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có biên độ lớn nhất

Cursor Trough Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có biên độ nhỏ nhất

Cursor Slope Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có độ dốc lớn nhất

Cursor Min Con trỏ di chuyển ngay tới điểm cực tiểu

Cursor Max Con trỏ di chuyển ngay tới điểm cực đại

Cursor Point Con trỏ di chuyển tới các điểm dữ liệu trên đồ thị

Cursor Search Mở cửa sổ Search Command đưa con trỏ tới điểm cần tìm

Cursor Next Tran Đưa con trỏ tới điểm nhảy mức tiếp theo của tín hiệu xung/số

Cursor Previous Tran Đưa con trỏ tới điểm nhảy mức trước của tín hiệu xung/số

Mark Label Đặt tọa độ tại vị trí của con trỏ

Tool Tên Mô tả

Always On Top

View Circuit File Xem file mạch sơ đồ nguyên lý

View Simulation Output File Xem file kết quả đầu ra của quá trình mô phỏng

View Simulation Results Xem kết quả mô phỏng

Simulation Queue Hàng đợi mô phỏng

Edit Simulation Settings Thiết lập các lựa chọn của mô phỏng


24

Bài 1

a. Vẽ sơ đồ mạch điện như hình 1

Tạo một mô phỏng mới

Trên Menu Bar chọn PSpice→New Simulation Profile, hoặc kích vào trên PSpice Toolbar trong Capture, một cửa sổ New Simulation xuất hiện:

R122k

R41.2k

R35.6k

0

V112Vdc

Q2Q2SC1815

0

R5

56k

0

R21k

Q1Q2SC1815

Hình 1


25

Trong khung Name: Điền tên của mô phỏng mới, ví dụ là: “Bias Point”

Trong khung Inherit From: Chọn tên của một mô phỏng mà ta muốn kế thừa kết quả hoặc có thể chọn None

Sau đó Click “Creat”

Cửa sổ “Simulation Setting” hiện ra

Trong khung “Analysis Type” (kiểu phân tích), chọn: Bias Point. Sau đó click “OK” để đóng cửa sổ Simulation Setting và quay trở lại trang sơ đồ mạch.

Trên Menu bar chọn PSpice→Run hoặc có thể click tiêu hình hoặc có thể nhấn phím nóng F11.

Pspice A/D mô phỏng và tính toán các tham số của điểm phân cực.


26

PSpice A/D sẽ mở ra một trang đồ thị, tuy nhiên trong kiểu phân tích “Bias Point” ta sẽ không thấy được bất kỳ một đồ thị nào do các tham số của điểm phân cực đều là các tham số tĩnh. Sau khi hoàn tất quá trình mô phỏng, PSpice A/D sẽ xuất ra một file kết quả (output file) đồng thời có thể đưa ra các cảnh báo hoặc các lỗi xuất hiện trong quá trình mô phỏng.

Để đọc file kết quả, trong trong Pspice A/D chọn View→Output File

File kết quả được hiển thị trong cửa sổ Bias point.out. Ta có thể đọc được các giá trị điện áp tại mỗi nút và cường độ dòng điện qua nguồn V1. PSpice A/D đo cường độ dòng điện chảy vào tại cực thứ nhất và ra tại cực thứ 2 của linh kiện, đối với nguồn áp cực thứ nhất tương ứng là cực dương và cực thứ hai là cực âm nên dòng điện có giá trị âm trong file kết quả.


27

Muốn hiển thị các giá trị điện áp và cường độ dòng tại mỗi điểm click vào tiêu hình và .

b. Thêm các linh kiện để được sơ đồ mạch như hình 2

R5

56k

Q1Q2SC1815

0V

0 0

R21k

12.00V

Q2Q2SC1815

V112Vdc

0

447.8mV

R122k

2.053V

1.325V

R35.6k

R41.2k

0V

1.153V

5.843V

0V

R5

56k

3.060uA

Q1Q2SC1815

3.060uA

444.8uA

-447.8uA

0 0

R21k

447.8uA

Q2Q2SC18157.394uA

1.099mA

-1.107mA

V112Vdc

1.552mA

0

R122k

452.1uA

R35.6k

1.099mA

R41.2k

1.104mA

R21k

R5

56k

0 0 0

R35.6k

C1

10uF

C210uF

R65k

0

Q2Q2SC1815

V112Vdc

R122k

R41.2k

C3

220uF

0

V21Vac0Vdc

Q1Q2SC1815

0

Hình 2


28

Trong Menu Bar của Capture, chọn PSpice→New Simulation Profile

Cửa sổ New Simulation được mở ra:

Trong khung Name: Đặt tên cho mô phỏng mới, giả sử là “AC Sweep”

Trong khung Inherit From: Chọn SCHEMATIC1-Bias Point

Click Creat

Cửa sổ Simulation Setting được mở ra:

Trong text box Analysis type: Chọn AC Sweep/Noise (kiểu phân tích)

Trong text box Option: Chọn General Setting

AC Sweep Type: Chọn Logarithmic (Thang Logarith)


29

Start Frequency (Tần số khởi đầu): 10Hz (10)

End Frequency (Tần số kết thúc): 1MHz (1Meg)

Point/Decade (Số điểm dữ liệu trong một thang Decade): 1000, số điểm dữ liệu trong một thang Decade càng lớn đồ thị càng trơn tuy nhiên thời gian thực hiện quá trình mô phỏng lại lớn.

Sau khi lựa chọn xong, click OK để đóng cửa số Simulation Setting và quay trở lại trang sơ đồ mạch (Schematic Page).

Lấy đầu đo đưa tới điểm giữa C2 và R6 để đo điện áp đầu ra.

Chạy mô phỏng bằng một trong 3 cách:

Từ Menu Bar, chọn PSpice→Run

Nhấn phím F11

Click vào tiêu hình

Trang đồ thị được mở ra, biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp đầu ra vào tần số của tín hiệu vào (Đặc tuyến biên-tần)

Biểu diễn đặc tuyến Pha-tần

Trên menu bar, chọn PSpice→Markers→Advanced→Phase of Voltage


30

Đưa đầu đo tới đầu ra của mạch (điểm giữa C2 và R6), sau đó chạy mô phỏng. Ta quan sát được đặc tuyến Pha-tần của mạch như hình sau:


31

Phân tích mạch theo biến thời gian (Transient)

V112Vdc

C3

220uF

0 0 0

R122k

Q2Q2SC1815

C210uF

R65k

V

0

R35.6k

C1

10uF

Q1Q2SC1815

R41.2k

V3

FREQ = 1KHzVAMPL = 10mV

VOFF = 0

0

R5

56k

R21k

0


32


33

Bài 2

Q3Q2SC1815

R210k

D3D1N4148

R6 10k

Q1

Q2SC1815

Q2SD880Q5

R101k

R51k

Q4Q2SA1015

R4150

R168k

R9150

R35.6k

D2D1N4148

0

R83.9k

D1D1N4148

R11560

V126Vdc

Q2Q2SC1815

R7

47k

R12560

Q2SD880Q6

0

13.47V

14.19V0

1.098V

Q2SD880Q5

R168k

26.00V14.63V

1.822V

0V

Q3Q2SC1815

D3D1N4148

Q1

Q2SC1815

R9150

R7

47k

D1D1N4148

Q2SD880Q6

785.2mV

R11560

9.324V

Q2Q2SC1815

R35.6k

R51k

13.50V

R83.9k

Q4Q2SA1015

V126Vdc

52.05uV

R210k

R6 10k

954.5mV

0

12.74V

R101k

R12560

R4150 D2

D1N4148

13.35V

0V

0

D3D1N4148

93.72nA

Q2Q2SC1815

66.02uA

-10.33mA

R35.6k

948.2uA

R6 10k

1.137mA

Q2SD880Q5

-2.101pA

17.28pA

-15.18pA

V126Vdc

11.67mA

R12560

92.94nA

R4150

R210k

182.2uA

R7

47k

267.4uA

R11560 267.4uA

R101k

10.27mA

D1D1N4148

Q4Q2SA1015-785.0pA

93.72nA

R9150

R51k

954.5uA

Q3Q2SC1815

1.728uA 265.7uA

Q2SD880Q662.37pA

30.97pA

-93.34pA

R83.9k

201.3uA

0

R168k 188.4uA

D2D1N4148

Q1

Q2SC18156.251uA

948.2uA


34

Thêm các tụ điện và nguồn tín hiệu để có mạch như hình vẽ.

R168k C3

10uF

R12560

V21Vac0Vdc

V

Q2Q2SC1815

R11560

D1D1N4148

C1

10uF

Q4Q2SA1015

0

R9150

R4150

Q1Q2SC1815

R747k

C547uF

D2D1N4148

R210k

C4220uF

Q3Q2SC1815

C6

1000uF

R83.9k

C7

100pF

R138

Q2SD880Q5

D3D1N4148

V126Vdc

Q2SD880Q60

0

R35.6k

C2220uF

R51k

R101k

R6 10k


35

R210k

C7

100pF

D3D1N4148

R12560

R101k

V2


VOFF = 0

R35.6k

D1D1N4148

R51k

C2220uF

Q1Q2SC1815

Q2SD880Q6

C547uF

R4150

C4220uF

R6 10kV1

26Vdc

V

R138

Q2SD880Q5

0

C6

1000uF

Q4Q2SA1015

D2D1N4148

0

R747k

0

R9150

Q3Q2SC1815

Q2Q2SC1815

C1

10uF

C3

10uF

R168k

R11560

R83.9k


36

Nếu tăng biên độ đầu vào, tín hiệu ra bị méo lớn.

Sửa méo bằng cách ghép hồi tiếp: Đưa một phần tín hiệu ra quay trở lại đầu vào tuy làm giảm hệ số khuếch đại nhưng ngược lại cải thiện một số thông số: độ rộng dải thông, giảm méo, ổn định mạch khuếch đại.

Tụ C8 và điện trở R14 đóng vai trò là đường cấp tín hiệu hồi tiếp. Giá trị R14 càng nhỏ thì mức độ hồi tiếp càng mạnh (càng sâu)


37

Bài 3. Tạo ra một thư viện mới, trong đó các ký hiệu của các linh kiện được thay đổi giống như dưới hình vẽ

R28

+ -9V

BT2

BATTERY

F1

FUSE

U1

OPAmp

32

4

1 8765

D

LED

+ -1.5V

BT1

BATTERY+

C

D1DIODE

D2DIODE R

R11k

Q1

Q2SC1815

Q1Q2SC1815

C7

100pF

D1D1N4148

R35.6k

R747k

R4150

C1

10uF

Q4Q2SA1015

R210k

0

R83.9k

R9150

C3

10uF

R51k

0

R138

Q2SD880Q5

C6

1000uF

C8

100uF

V126Vdc

R6 10k

VD2

D1N4148

C4220uF

Q3Q2SC1815

R101k

Q2SD880Q6

D3D1N4148

R168k

Q2Q2SC1815 R12

560

C547uF

C2220uF

R11560

R1410k

0

V2


VOFF = 0


38

0

In

Mid

0

R33.3k

C1

0.47uF

D1D1N3940

R1

1k

R23.3k

V15V

R45.6k

Vcc

InVin0V Out

Vcc

D2D1N3940

0

Bài 4 Vẽ sơ đồ mạch như hình vẽ.

a. Xác định điểm làm việc (Bias Point)

Tạo một mô phỏng mới: PSpice→New Simulation Profile hoặc click vào tiêu hình trên PSpice Toolbar trong Capture.

Cửa sổ Simulation được mở ra. Điền tên của mô phỏng vào text box “Name”. Trong text box “Inherit From” chọn “none”.

Click Creat.

Cửa sổ Simulation Setting mở ra:

Trong Analysis type chọn: Bias Point Trong Options chọn: General Settings


39

Quay trở lại trang vẽ sơ đồ mạch và chạy PSpice. Trang PSpice A/D được mở ra, có thể đọc kết quả của mô phỏng bằng cách mở “Output file” bằng cách chọn View→Output File hoặc có thể click vào tiêu hình


40

In

0

Mid

R23.3k

1.229mA

D1D1N3940

404.1pA

D2D1N3940

400.9pAR33.3k

285.9uAR45.6k

0A

V15V

1.229mA

Vcc

OutVin0V

943.4uA

0

Vcc

C1

0.47uF

InR1

1k

943.4uA

0

In5.000V

0V

Mid

R23.3k

Vin0V

D1D1N3940

5.000V

943.4mVD2D1N3940

R33.3k R4

5.6k

V15V

0

0

Out

0V

Vcc

C1

0.47uF

Vcc

InR1

1k

0

Hiển thị các giá trị điện áp và cường độ dòng điện một chiều trên mạch.

b. Phân tích đáp ứng đầu ra khi cho nguồn đầu vào thay đổi (DC Sweep) Tạo một mô phỏng mới và thiết lập các tham số như hình dưới.


41

Vẽ đồ thị của các điện áp V(IN), V(MID), V(OUT) khi V(IN) thay đổi: Trên Menu bar của PSpice A/D chọn: Trace→Add Trace

Cửa sổ Add Traces được mở ra. Click vào V(IN), V(MID),V(OUT) trong danh sách các đồ thị.


42

Các đồ thị được vẽ trong trang đồ thị (Probe Window).

Trace Legend

Probe Window


43

Hiển thị con trỏ: Trên menu của PSpice chọn Trace→Cursor→Display. Khi đó 2 con trỏ xuất hiện và chạy trên đồ thị được vẽ đầu tiên được thể hiện trong Trace Legend: Ký hiệu của đường V(IN) được bao ngoài bởi một ô vuông nhỏ và cửa sổ Probe Cursor được mở ra hiển thị tọa độ của 2 điểm A1, A2 tương ứng với 2 con trỏ và dif là độ chênh lệch tọa độ của 2 con trỏ. Con trỏ thứ nhất ứng với chuột trái và con trỏ thứ hai ứng với chuột phải.


44

Mỗi con trỏ được hiển thị là giao điểm của 2 đường vuông góc với nhau khi click chuột trái hoặc chuột phải. Khi di chuyển chuột trong cửa sổ đồ thị tọa độ của các điểm A1, A2 và dif sẽ thay đổi. Cũng có thể định nghĩa 2 con trỏ chạy trên 2 đồ thị khác nhau bằng cách click vào các ký hiệu của các đường tương ứng trong Trace Legend. Ví dụ: Click chuột trái và chuột phải vào các ký hiệu tương ứng của các đường V(IN) và V(MID) (như hình vẽ), khi đó con trỏ thứ nhất chạy trên đường V(IN), con trỏ thứ hai chạy trên đường V(MID).

Có thể chỉnh tọa độ của các con trỏ bằng cách di chuyển con trỏ hoặc có thể nhấn phím và đối với con trỏ thứ nhất, hoặc Shift+ và Shift+ để chỉnh tinh.

c. Phân tích mạch theo biến thời gian (Transient)

Lấy thêm các linh kiện và vẽ sơ đồ mạch giống hình dưới.


45


46

Trình PSpice Stimulus Editor để tạo các dạng nguồn tín hiệu Trong thư viện SOURCESTM.LIB ta có 8 nguồn tín hiệu có tính chọn định với trình PSpice Stimulus Editor:

Dùng trình PSpice Stimulus Editor để biên soạn và tạo ra dạng tín hiệu mong muốn. Khai báo nguồn VSTIM

Chọn nguồn VSTIM Click chuột phải và chọn Edit PSpice Stimulus. Cửa sổ New Stimulus được mở ra:

Name: Ghi tên của tín hiệu (“SINE”) Chọn dạng tín hiệu: (“SIN”) Analog

EXP: Dạng hàm mũ PUSLE: Dạng xung PWL: Dạng tuyến tính hóa từng phần SFFM: Dạng điều chế FM đơn tần SIN: Dạng sóng Sine

Digital Clock: Dạng xung nhịp Signal: Dạng nguồn tín hiệu tự chọn Bus: Nguồn tín hiệu sử dụng cho Bus

Cửa số Attribute được mở, yêu cầu khai báo các tham số của nguồn tín hiệu: Offset value: Mức điện áp chuẩn của tín hiệu dạng sin (thành phần DC) [V]

Amplitue: Biên độ [V] Frequency: Tần số [Hz] Time delay: Thời gian trễ [s] Damping factor: Hệ số đệm [s-1] Phase angle: Góc pha [độ]

Khai báo xong, clicl Apply và OK.

S8DSTM6

Implementation =

SV1

Implementation =

S4DSTM5

Implementation =

SI1

Implementation =

S2DSTM3

Implementation =

S32DSTM4

Implementation =

S16DSTM2

Implementation =

S1DSTM1

Implementation =


47

Tạo một mô phỏng mới và khai báo các thông số của quá trình mô phỏng. Quay trở lại trang vẽ sơ đồ mạch và chạy mô phỏng. Hiển thị dạng sóng của tín hiệu đầu vào V(IN) và tín hiệu đầu ra V(OUT).


48

d. Phân tích mạch theo biến tần số (AC Sweep)

Vẽ sơ đồ mạch như hình vẽ Tạo một mô phỏng mới, phân tích sự thay đổi của V(MID) và V(OUT) theo tần số Vẽ đồ thị Bode (V(MID) và V(OUT) được đo theo đơn vị Decibel): PSpice→Markers→Advanced→dB Magnitude of Voltage


49

In

Vcc

Vin1Vac

MidIn

Vcc

R1

1kR33.3kS V2

SINE

Out

R45.6k

D2D1N3940

C1

0.47uF

00

R23.3k

D1D1N3940

0

V15V


50

VDB VDB

In

Vcc

Vin1Vac In

0

R1

1kOut

R33.3kS V2

SINE

0

R45.6k

D2D1N3940

MidC1

0.47uF

0

R23.3k

VccD1D1N3940

V15V


51

Biểu diễn đặc tuyến biên-tần và pha-tần trên 2 trục Y khác nhau

Click vào nhãn VP(OUT) trong Trace legend để chọn đường Từ menu Edit chọn Cut hoặc nhấn phím Shift+Delete hoặc click vào tiêu hình ,

đường VP(OUT) được lưu vào Clipboard. Từ menu Plot trong PSpice chọn Add Y Axis. Trục Y thứ 2 xuất hiện Chọn Edit→Paste để dán đường cong VP(OUT) vào trang đồ thị với trục Y thứ 2. Hai

đặc tuyến biên-tần và pha-tần được biểu diễn với 2 trục Y với thang chia độ khác nhau.


52

e. Phân tích sự ảnh hưởng của điện trở đầu vào tới các thông số của mạch: Độ rộng dải thông, hệ số khuếch đại,… Thay giá trị 1K của điện trở R1 bằng biểu thức {Rval}

Double-click vào giá trị 1K của R1, cửa sổ Display Properties được mở ra Trong text box Value: xóa 1K và thay bởi biểu thức {Rval}. Pspice A/D hiểu biểu thức trong dấu

{} như là một tham số. Click OK.

Thêm phần tử PARAM để khai báo tham số Rval

Lấy phần tử PARAM và đặt tại vị trí bất kỳ trong trang sơ đồ mạch


53

Double-click vào phần tử PARAM, cửa số Property Editor được mở ra, liệt kê các thông số của phần tử

Click vào New Column, cửa sổ Add New Column được mở ra

Trong text box Name: Điền Rval Trong text box Value: Điền 1K, là giá trị

khởi tạo của R1 Click OK


54

VDB

Mid

In

In

R45.6k

V15V

Vcc

D2D1N3940

0

R23.3k

D1D1N3940

Vin1Vac

R1

{Rv al}

PARAMET ERS:Rv al = 1K

Vcc

0

R33.3k

0

S V2SINE

OutC1

0.47uF

Quay trở lại cửa sổ Property Editor, chọn ô Rval

Click Display, cửa sổ Display Property được mở ra

Chọn Name and Value Xong, click OK.

Ta có được sơ đồ mạch như hình vẽ Tạo một mô phỏng mới và khai báo các tham số của trình mô phỏng giống như các hình dưới.

Giá trị Rval là một tham số chạy từ giá trị 100Ω đến giá trị 10KΩ theo thang Logarithm, tương đương với 2 Decade. Mỗi Decade được chia thành 10 điểm, do đó Rval chạy từ 100Ω đến 10KΩ tương ứng với 21 giá trị. Vẽ đặc tuyến biên tần tại đầu ra của mạch, khi đó họ đặc tuyến bao gồm 21 đường


55


56

Search Command


57

V1

0Vdc

R1

10

ID1

D1N4007

0

Bài 5. Dùng Pspice để phân tích một số linh kiện bán dẫn

a. Phân tích Diode

Vẽ đặc tuyến của Diode

Phân tích sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới đặc tuyến của Diode


58

b. Phân tích Diode Zener

R1

100

D21N4372

12

0

V1

0Vdc I


59

c. Phân tích Transistor lưỡng cực

V10V

0

V20V

0

0

R1

47kQ1

Q2SC1815

I


60

Hiển thị 2 đồ thị lấy theo hai trục Y có thang chia khác nhau: mAIC và AIB

Vẽ đặc tuyến vào constUUfI CEBEB

d. Phân tích Transistor trường MOSFET công suất

Hiển thị họ đặc tuyến vào và đặc tuyến ra của MOSFET

VDS0V

0

0 0

M1

IRF150VGS0V

I


61


62

Bài 6. PSpice và các mạch số

Sử dụng trình Pspice Stimulus Editor để khai báo một nguồn tín hiệu số


63

Nếu chọn nguồn tín hiệu là Signal, cần tạo nên các sườn (transition). Trong PSpice Stimulus

Editor ta có thể thực hiện các thao tác sau: Thêm các sườn (Add a transition) Dịch chuyển sườn (Move a transition) Tạo, chỉnh sửa sườn (Edit a transition) Xóa sườn (Delete a transition)

Thêm sườn vào nguồn tín hiệu 1. Trên menu Edit trong cửa sổ Stimulus Editor chọn Add hoặc click vào tiêu hình 2. Chọn tín hiệu số cần biên soạn 3. Click chuột vào vị trí muốn tạo sườn tại đó (có sự thay đổi trạng thái) 4. Nếu muốn tạo thêm các sườn, lặp lại các bước thứ 2 và thứ 3 5. Click chuột phải khi muốn kết thúc quá trình tạo sườn

Dịch chuyển sườn tín hiệu

1. Click vào sườn muốn dịch chuyển 2. Có thể sử dụng Shift+click chuột nếu muốn chọn nhiều sườn đồng thời 3. Dịch chuyển sườn tới vị trí mới


64

Biên soạn các thông số của sườn 1. Có thể thực hiện theo một trong các cách sau:

Chọn sườn cần biên soạn, Edit→Properties Double-click vào sườn cần biên soạn

2. Cửa sổ Edit Digital Transition được mở ra, điền các thông số, sau đó click OK.

Xóa sườn tín hiệu 1. Click vào sườn muốn xóa 2. Có thể sử dụng Shift+click chuột trái nếu muốn chọn

nhiều sườn đồng thời 3. Chọn Edit→Delete hoặc nhấn phím Delete trên bàn phím

Nếu nguồn tín hiệu được chọn là Bus, ta cũng phải xác định các sườn của Bus

Để tạo ra một Bus cần 3 bước: Tạo nên một nguồn kích tín hiệu số dạng Bus Tạo nên các sườn Thiết lập hệ đếm cho Bus

Tạo một nguồn tín hiệu số dạng Bus 1. Từ menu Stimulus của trình Stimulus Editor, chọn New 2. Trong khung Digital, chọn Bus 3. Có thể thay đổi độ rộng của Bus (giá trị mặc định là 8 bit) 4. Xong, click OK.

Tạo các sườn cho Bus Có thể tạo nên các sườn cho Bus theo 2 cách sau:

Cách 1: 1. Từ menu Edit trong Stimulus Editor, chọn Add 2. Trong trường giá trị trên Toolbar (ngay bên phải của tiêu hình Add), điền giá trị của Bus theo

một trong 3 cách sau:

Nếu không nhập giá trị của hệ đếm, trình Stimulus Editor sẽ dựa vào hệ đếm mặc định của Bus

Thông thường <Số nguyên không dấu>[; hệ đếm] 12

Tăng +<Số nguyên không dấu>[; hệ đếm] +12;H

Giảm -<Số nguyên không dấu>[; hệ đếm] -12;H

Trường giá trị


65

3. Nhấp chuột vào vị trí của Bus muốn tạo sườn tại đó 4. Lặp lại các bước 2 và bước 3 nếu cần thiết 5. Xong, nhấp chuột phải để kết thúc.

Cách 2: 1. Từ menu Edit trong Stimulus Editor, chọn Add 2. Click chuột (đầu mũi bút chì) vào tại vị trí muốn tạo sườn 3. Xong, nhấp chuột phải để kết thúc 4. Nhấp chuột trái vào vị trí sườn đầu tiên, một hình thoi nhỏ xuất

hiện tại sườn 5. Chọn Edit→Attributes (Ctr+T), cửa sổ Edit Digital

Transition được mở ra 6. Trong Transition Type, chọn Set Value (giá trị xác định),

Increment (một giá trị tăng so với giá trị trước), hoặc Decrement (một giá trị giảm so với giá trị trước)

7. Trong text box Value, điền một giá trị xác định hoặc có thể chọn một trong các trường hợp được mặc định (0, All bits 1(tất cả các bit đều bằng 1), X (không xác định), hoặc Z (trở kháng cao) )

8. Xong, click OK 9. Lặp lại các bước từ bước 4 đến bước 8 đối với mỗi sườn

Thiết lập hệ đếm cho Bus 1. Chọn Tool→Option, cửa sổ Stmed Options được mở ra 2. Trong khung Bus Display Defaults, chọn hệ đếm trong danh sách được liệt kê tại Radix

3. Xong, click OK


66

Thiết kế mạch đếm nhị phân 4 bit, hiển thị các đầu ra và tạo bus {DCBA} a. Bộ đếm không đồng bộ b. Bộ đếm đồng bộ

Thiết kế bộ đếm không đồng bộ có modul đếm M=10 (đếm từ 0 đến 9) sử dụng JK FF. Hiền thị kết quả đầu ra.

U2A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

DB C

A

U5A

7408

1

23

S1DSTM3

CLR

U1A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM2

Clock

CLK

U3A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

U5B

7408

4

56

U4A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM1

IN

CLK

U1A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

C

U4A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

U2A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM1

IN

S1DSTM3

CLR

BA D

U3A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM2

Clock

B

U5A

7400

1

23

U1A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

D

U4A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM1

IN

U2A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

U3A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

CA

S1DSTM2

Clock

CLK


67

Thiết kế bộ đếm đồng bộ có M=5. Hiển thị kết quả tại đầu ra?

Bài 7. Vẽ mạch giải mã EPROM

A6

U3

74AS138

123

15141312111097

168

645

ABC

Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

VCC

GN

D

G1G2AG2B

D1A8

A10

D7A13

A5

VCC

VCC

RST

D3A8

A2

A0

D4

A9

A5

A15

A3

J2

CON1

1

D0

A14

A4

D0

D3

VCC

A7

A[1

5..0

]

A6A7

A10

A12

VCC

R1 10K

J1

CON1

1

D6

A2

A15

A9

A12

D7

A0

A4

R2 10K

D1

VCC

D[7..0]

D5D4

A11

A14

D2

D6

R4 10K

U2

2764

109876543

25242123

2

1112131516171819

2814

22

271

20

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12

O0O1O2O3O4O5O6O7

VC

CG

ND

OE

PGMVPP

CE

A3

A1

VCC

A1

CLK

R3 10K

D2

D5

A13

U1

Z80

303132333435363738394012345

24

1617

26

25

23

6

1129

2018

1415128791013

27

1921

28

22A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9

A10A11A12A13A14A15

WAIT

INTNMI

RST

BUSRQ

BUSAK

CLK

VC

CG

ND

IORQHALT

D0D1D2D3D4D5D6D7

M1

MREQRD

REFSH

WR

A11

U1A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

Q1

U4A

7408

1

23

U2A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

S1DSTM2 CLR

HI

U3A

74107

1

4

13

3

212

J

K

CLR

Q

QCLK

Q2

Q0

S1DSTM1 CLK


68

D1DIODE

Q1

EC103M/TO

R4

RESISTOR VAR

R3R

J1

220~

12

R2

4.7K

J2

DONG CO

1 2

R1 1K

+C1

CAPACITOR POL


69

R7 3.9K

R3 3.9K

R6 1K

Q12N1208

Q22N1208

12V

Q32N5680

R4 39K

R5 10K

R2 9KC1

470uF/10V

J1

QUAT

12

R1 KTY10


70


71


72


73


74


75


76


77


78


79


80


81


82


83


84


85


86

Q32N2222

D3DIODE

R139K

R6100K

Q22N2222

C10.1uF/600V

J1

220~

12

D2

DIODE

J2

DONG CO

12R3

12K

SW1

SW MAG-SPDT

R5220

C2100uF

R43.3K

R2 68K

D1DIODE

Q1T2801

L1

INDUCTOR FERRITE

bài giảng orcad nguyễn thúy bình-...

Documents