PSpice模型制作.docx
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PSpice模型制作
PSpice模型创建
PSpice模型是对电路元器件的数学描述，是进行电路仿真分析的前提条件，它的精度和速度直接影响电路分析结果的精确度和仿真速度。
因此，在进行PSpice仿真之前，需要有相应元器件的适当PSpice模型，如合适的直流模型、交流小信号模型、瞬态分析模型、噪声模型、温度模型等等。
在电路设计的过程中，如果直接调用软件自带模型库中的元件模型参数，不
一定能够满足各种不同的实际设计需要，这时就需要修改元件模型参数。
此外，对于新创建的元件，则需要用户自己设置适当的PSpice模型参数。
一、PSpice模型参数的修改
PSpice模型修改比较简单：
可以直接选择元件，然后右击选择EditPSpicemodel，即可打开PSpice模型编辑器，编辑所需修改的参数，存盘即可。
其中：
ModelsList栏用以显示模型名称；SimulationParameters栏用以修改设置模型参数；ModelText栏用以显示模型描述语言，当然这里只能读取，不可以在此进行编辑。
二、PSpice模型的创建
为了满足具体设计需要，设计者往往需要创建自己的元件库，要进行PSpice
仿真，就必须对新建元件进行模型设置，新建模型，有两种主要方式:
1、ModelEditor模型编辑
（1）执行Cadence/Release16.3/PSpiceAccessories/ModelEditor命令，进入模型编辑器界面，执行File/New命令，如下图:
（2）点击符号，弹出新建模型的NewModel对话框，如下图:
在该对话框中选择设置，ModelName填写模型名称；选择UseDevice
CharacteristicCurves表示用硬件的典型曲线来描述模型；选择UseTemplates
表示用软件自带样本进行参数的修改设置；FromModel用以选择模型类型。
选
择UseDeviceCharacteristicCurves，再确定模型，点击OK即可进入模型编
辑器窗口，其中可以设置元件的所有相关仿真参数设定，编辑器会以曲线形式将参数设定后的模型特性实时显示出来。
其中ReverseLeakage栏，用以设置曲线特定点的对应X、Y值；曲线显
示区可以实时显示电压、电流等模型典型特性曲线；Parameters栏用以编辑模
型特定参数范围。
（3）完成模型参数设置后，保存，而后执行File/ModelImportWizard
（Capture）弹出ModelImportWizard:
SpecifyLibrary对话框，输入创建的模型库*.lib文件，输出模型*.olb文件，即为所创建的模型自动分配模型的Capture符号，便于原理图绘制仿真。
（4）回到Capture原理图中，调用刚刚创建的*.olb库文件，即可调用新
建的元件PSpice模型，如下图:
（5）此后若想对该元件进行参数修改，即可直接右击选择EditPSpice
Model命令，即可进入模型编辑器中进行参数调整。
2、模型文本编辑
即直接将模型参数从键
元器件模型参数还可以采用文本形式进行编辑设置,盘输入，新建文本文件，用下列描述语言输入元件模型参数:
0627Dmodel.MODEL0627D
+RS=1.0000E-3
+CJO=1.0000E-12+M=.3333
+VJ=.75
+ISR=100.00E-12
+BV=100
+IBV=100.00E-6
+TT=5.0000E-9
模型参数描述文本设置完成后，保存为*.lib文件格式即可，然后再在ModelEditor中可以可以将该文件分配到Capture元件库文件*.olb，就可以进行模型调用了。
三、PSpice宏模型的创建
随着集成技术的发展，集成电路规模越来越大，集成度越来越高，芯片中的底层元件越来越多，分析软件受现实因素限制，进行晶体管级的大规模电路仿真分析是很不现实的，因此宏模型应运而生。
宏模型是指在一定精度范围内，电子系统的端口输入输出特性的简化等效模型，可以是一组等效电路、数学函数或一张数据表格，大大简化了原电路复杂度，加快了电路仿真分析计算的速度。
由于电路不同的等效模型，不同的宏模型由此产生：
电路简化宏模型、电路特性宏模型、表格特性宏模型以及数学函数宏模型等，其中PSpice仿真支持行为级宏模型、数学宏模型和表格宏模型。
1、行为级宏模型创建
行为级宏建模即电路模拟行为建模（ABM），经常采用的是字电路形式来描述，例如执行EditPSpiceModel即可对芯片编辑宏模型，以下为74AS168芯
片的行为级宏模型，：
*74AS168Synchronous4-bitUp/DownDecadeCounters
*
*TheALS/ASDataBook,1986,TI
*JSW7/27/92RemodeledusingLOGICEXP,PINDLY,&CONSTRAINTdevices
*
.SUBCKT74AS168CLK_IU/DBAR_IENPBAR_IENTBAR_ILOADBAR_I
+A_IB_IC_ID_IQA_OQB_OQC_OQD_ORCOBAR_O
+OPTIONAL:
DPWR=$G_DPWRDGND=$G_DGND
+PARAMS:
MNTYMXDLY=0IO_LEVEL=0
*
UAS168LOGLOGICEXP（17,15）DPWRDGND
+CLK_IU/DBAR_IENPBAR_IENTBAR_ILOADBAR_IA_IB_IC_ID_I
+QAQBQCQDQABARQBBARQCBARQDBAR
+CLKU/DBARENPBARENTBARLOADBARABCDRCOBARDADBDC
DDEN
+D0_GATEIO_AS00IO_LEVEL={IO_LEVEL}
+LOGIC:
ENPBAR={ENPBAR_I}
+ENTBAR={ENTBAR_I}
+U/DBAR={U/DBAR_I}
+LOADBAR={LOADBAR_I}
+A={A_I}
+B={B_I}
+C={C_I}
+D={D_I}
+UD={~U/DBAR}
+LOAD={~LOADBAR}
+EN={~ENTBAR&~ENPBAR&LOADBAR}+IA4={~（（QABAR&U/DBAR）|（QA&UD））}+IB4={~（（QBBAR&U/DBAR）|（QB&UD））}+IC4={~（（QCBAR&U/DBAR）|（QC&UD））}+ID4={~（（QDBAR&U/DBAR）|（QD&UD））}+IB5={~（U/DBAR&ID4）}
+IC5={~（QCBAR&UD&QDBAR）}
+IA1={A&LOAD}
+IA2={ENA（LOADBAR&QA）}
+IB1={B&LOAD}
+IB2={~（EN&IA4）&LOADBAR&QB}
+IB3={IA4&EN&IC5&IB5&QBBAR}
+IC1={C&LOAD}
+IC2={~（EN&IA4&IB4）&LOADBAR&QC}
+IC3={~（QC&LOADBAR）&EN&IA4&IB4&IC5}+ID1={D&LOAD}
+ID2={~（EN&IA4）&LOADBAR&QD}
+ID3={~（QD&LOADBAR）&EN&IA4&IB4&IC4}+DA={IA1|IA2}+DB={IB1|IB2|IB3}
+DC={IC1|IC2|IC3}
+DD={ID1|ID2|ID3}+RCOBAR={~（（U/DBAR&IA4&ID4&~ENTBAR）|（~ENTBAR&UD
+IA4&IB4&IC4&ID4））}
UDFFDFF（4）DPWRDGND$D_HI$D_HICLKDADBDCDD
+QAQBQCQDQABARQBBARQCBARQDBARD0_EFFIO_AS00
UAS168DLYPINDLY（5,0,10）DPWRDGND
+RCOBARQAQBQCQD
+CLKENPBARENTBARU/DBARLOADBARABCDEN
+RCOBAR_OQA_OQB_OQC_OQD_O
+IO_AS00
+MNTYMXDLY={MNTYMXDLY}IO_LEVEL={IO_LEVEL}
+BOOLEAN:
+CLOCK={CHANGED_LH（CLK,0）}
+CNTENT={CHANGED（ENTBAR,0）}
+PINDLY:
+RCOBAR_O={
+CASE（
+CNTENT,DELAY（1.5NS,-1,9NS）,
+CHANGED（U/DBAR,0）&TRN_LH,DELAY（2NS,-1,12NS）,
+CHANGED（U/DBAR,0）&TRN_HL,DELAY（2NS,-1,13NS）,
+CLOCK&TRN_HL,DELAY（2NS,-1,13NS）,
+CLOCK&TRN_LH,DELAY（3NS,-1,16.5NS）,
+DELAY（3NS,-1,16NS）
+）
+}
+QA_OQB_OQC_OQD_O={
+CASE（
+CLOCK&TRN_LH,DELAY（1NS,-1,7NS）,
+CLOCK&TRN_HL,DELAY（2NS,-1,13NS）,
+DELAY（2NS,-1,13NS）
+）
+}+FREQ:
+NODE=CLK+MAXFREQ=75MEG
+WIDTH:
+NODE=CLK
+MIN_LOW=6.7NS
+MIN_HIGH=6.7NS
+SETUP_HOLD:
+DATA（4）=ABCD
+CLOCKLH=CLK
+SETUPTIME=8NS
+WHEN={L0ADBAR!
='1ACHANGED（LOADBAR,0）}
+SETUP_HOLD:
+DATA
（2）=ENPBARENTBAR
+CLOCKLH=CLK
+SETUPTIME=8NS
（LOADBAR!
='0
+WHEN={CHANGED（EN,8NS）&
CHANGED（LOADBAR,0））}
+SETUP_HOLD:
+DATA
（1）=U/DBAR
+CLOCKLH=CLK
+SETUPTIME=8NS
+WHEN={EN!
='0ACHANGED（EN,0）}
+SETUP_HOLD:
+DATA
（1）=LOADBAR
+CLOCKLH=CLK
+SETUPTIME=8NS
.ENDS
*
行为级宏模型即将子系统内电路以网表的形式描述出来，描述该子系统的内部行为模型子电路。
按照以上语言的描述方式，可以对任意系统进行行为级宏建模。
注意：
输入文件语法还是有比较严格的规范的。
简单来说，文件结构是由注释，子电路模型声明，参数声明，函数声明，电路结构声明，结束声明构成。
子电路声明必须由关键字.subckt起始，描述子电路名、端口名和顺序；参数声明由.param起始，描述参数名和参数值；函数声明由.func起始，描述函数名和函数解析式；电路结构声明由电路结构关键字C电容，R电阻，E电压源，F电流源，G电导，Q晶体管，D二极管，X子电路等起始，描述元件名、连接节点、元件值。
结束声明是关键字.ends。
要注意每一行不得超过132个char，超过的要用行内连接符+移动到下一行去，否则在分析时会报错。
2、数学宏模型的创建
部电路如何连接、如何运行不予详细描述
3、表格宏模型的创建
非线性普遍存在于模拟电路中，有时，即使所有元件都是线性的，输入输出
之间的关系也可能是非线性的。
这时可以将电路或元件端口的测试数据制成表
格，在仿真分析时，计算机可以直接查询其测量数据，获得复杂元件的特性模拟
量，在保证精度的前提下，使计算速度大大加快。
Gtunnelnode1node2table{V（node1，node2）}={
（0，0）（0.01,2.153m）（0.02，2.973m）（0.03,4.567m）（0.04,5.155m）••…}
表格宏模型在OrCAD中符号为TABLE，当设置其属性时，按该元件图形符号下方标注的数据对形式，输入各数据对即可。
建立宏模型时，要注意以下两点：
（1）宏模型是在一定精度范围内准确模拟电路特性；
（2）宏模型的结构应尽量简单、复杂度尽量低。
四、动态系统仿真
动态系统仿真即利用OrCAD行为级宏模型，将动态系统各个单元（子系统）
用abm.olb中的模型来表示，通过设置各单元的属性来模拟其特性，再以一定的
方式将各单元连接起来，用以完成整个系统的功能模拟。
宏模型，ETABLE为表格宏模型，Elaplace为数学函数模型
0
完成动态系统绘制后，调整各个子系统宏模型的参数设置，就可以对这个动态系统进行仿真了，对于该系统动态系统时域仿真的结果如下图。
通过观察系统输出波形，则可对系统宏模型参数进行调整，以达到最佳系统
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