Чем открыть схему orcad
Статья предназначена для начинающих пользователей, которые впервые знакомятся с системой моделирования электронных схем OrCAD Pspice A/D.
Основные модули программного пакета OrCAD EE Designer — это схемотехнический редактор OrCAD Capture и редактор аналоговых и цифровых сигналов PSpice A/D. Помимо этого, в состав PSpice A/D входят дополнительные приложения:
- PSpice Model Editor — инструмент для создания и редактирования PSpice-моделей компонентов;
- Stimulus Editor — инструмент для создания источников сигналов;
- Simulation Manager — инструмент для управления потоками моделирования;
- Magnetic Parts Editor — инструмент для разработки индуктивных компонентов, таких как трансформаторы и дроссели.
Дополнительные приложения доступны через меню «Пуск»→«Все программы»→Cadence→Release 16.6→PSpice Accessories.
Процесс моделирования — от создания схемы до получения результатов — можно условно разделить на несколько этапов.
Рис. 1. Основные этапы создания и моделирования проекта в OrCAD EE Designer
Новый проект можно создать с помощью стартовой страницы или меню File→New→Project. Стартовая страница появляется на экране только при подключении к Интернету (рис. 2).
Рис. 2. Создание нового проекта со стартовой страницы в OrCAD Capture
При этом будет запущен «мастер» создания нового проекта. Моделирование поддерживают два типа проектов — Analog or Mixed A/D и PC Board Wizard. После выбора первого варианта необходимо указать наименование проекта в поле Name и его местоположение в поле Location. Далее, после нажатия кнопки ОК появляется окно, где можно выбрать две опции.
Create based upon an existing project — создать проект на основе имеющихся шаблонов. В выпадающем списке можно выбрать один из 42 готовых для моделирования проектов. Все они располагаются в \tools\capture\templates\pspice. Сюда можно добавить свой собственный проект: он также появится в выпадающем списке при создании нового проекта.
Обратите внимание на название шаблонов. Например, simple.opj или empty.opj — это простые проекты с одним схемным листом, но с уже подключенными базовыми библиотеками компонентов c Pspice-моделями. Шаблоны, начинающиеся со слова hierarchical, — это иерархические проекты с двумя подсхемами с одним листом в каждой. Проекты типа empty_aa, simple_aa, hierarchical_aa и т. д. — это проекты с предустановленными библиотеками компонентов, пригодными для проведения дополнительных видов анализа — Advanced Analysis. К шаблонам с окончанием all_libs подключены все библиотеки выбранного типа.
OrCAD EE Designer поставляется с двумя типами библиотек: в формате OLB для схемотехнического редактора OrCAD Capture и в формате PSpice A/D для системы моделирования — LIB. В \tools\capture\library находятся библиотеки OLB, к которым не подключены PSpice-модели, и они больше подходят для проектирования печатных плат. В \tools\capture\library\pspice находятся библиотеки компонентов OLB, к которым подключены PSpice-модели LIB, и они подходят как для моделирования схемы, так и для проектирования печатных плат. Если вы изначально создавали проект типа Analog or Mixed A/D, то при размещении компонентов по команде Place-Part к поиску будут подключены библиотеки из директории PSpice. В моделировании участвуют только те компоненты, к которым подключены соответствующие PSpice-модели. По умолчанию все библиотеки PSpice-моделей располагаются в директории \tools\pspice\library.
Для размещения компонентов в OrCAD Capture служит меню Place→Part. Наиболее часто используются библиотеки analog.olb (здесь содержится набор базовых пассивных компонентов) и source.olb (здесь содержатся источники питания и сигналов). Начиная с версии OrCAD Capture 16.6 появилась возможность размещать на схеме наиболее часто используемые при моделировании компоненты с помощью специального меню Place→PSpice Component. Это меню избавит вас от долгого поиска пассивных и дискретных компонентов, а также источников цифровых и аналоговых сигналов. Следует учитывать и тот факт, что положительным считается ток, протекающий от первого вывода ко второму выводу резистора или конденсатора. Если ток течет из второго в первый вывод, то значение тока в отчет войдет со знаком минус. Порт заземления устанавливается по команде Place–Ground. Используйте для этого символ «0» из библиотеки source.olb.
- Place-Wire (клавиша W или кнопка на панели инструментов ) — рисование цепи. При этом необходимо проложить каждый сегмент цепи вручную
- Place-Auto Wire-TwoPoints (кнопка ) — соединение по двум точкам. Достаточно выбрать два вывода, и цепь будет размещена автоматически.
- Place-Auto Wire-Multiple Points (кнопка ) — соединение нескольких точек. При выборе этой команды необходимо последовательно указать несколько точек (выводов) для соединения и нажать правую кнопку мыши + Connect.
- Можно выбрать только те выводы, которые необходимо соединить, щелкнув на них левой кнопкой мыши. Затем нажать правую кнопку мыши + Connect.
Когда схема создана, наступает этап подготовки профиля моделирования. Профиль моделирования — это задание на моделирование, которое содержит в себе:
- Команды и опции моделирования.
- Подключаемые файлы. Как правило, это схемные каскады, которые дополнительно входят в список цепей на моделирование.
- Библиотеки. Стандартные и дополнительные библиотеки, необходимые для моделирования.
- Файлы источников сигналов. Дополнительные описания входных воздействий для схемы, созданные в приложении Stimulus Editor, которое входит в состав PSpice A/D.
- Настройки виртуального осциллографа Probe. Здесь указываются параметры вывода на экран результатов моделирования в виде осциллограмм и графиков.
Профиль моделирования может быть создан с помощью кнопки или меню PSpice→New Simulation Profile (рис. 3). Отредактировать текущий профиль моделирования можно с помощью кнопки или меню PSpice→Edit Simulation Profile. Далее указывается имя профиля. Отметим, что одна и та же схема может иметь несколько профилей с разными видами анализа.
Рис. 3. Создание профиля и запуск моделирования через панель инструментов в OrCAD Capture
В окне Simulations Settings на вкладке General вы можете задать имя профилю моделирования, указать директории для выходного файла (Output File) и файла данных (DAT-файл). В секции Notes вы можете оставить свой комментарий к профилю моделирования.
Вкладка Analysis позволяет выбрать один из четырех основных видов анализа:
- Time Domain (Transient) — переходной процесс во временной области;
- DC Sweep — по постоянному току с вариацией параметров;
- AC Sweep — по переменному току с вариацией параметров;
- Bias Point — по постоянному току в точке смещения.
Все эти базовые виды анализа могут быть расширены одним или несколькими дополнительными, например параметрическим, температурным или Монте-Карло. Дополнительные виды анализа можно выбрать в окне опций, которое располагается под выпадающим списком основных видов (рис. 4).
Рис. 4. Выбор вида анализа в настройках профиля моделирования
На вкладке Configuration Files к профилю моделирования в секции Category можно подключить файлы источников сигналов (Stimulus), библиотеки (Library) или дополнительные файлы (Include). Каждый из этих файлов подключается на трех уровнях:
- Глобальный (Add as Global) — распространяется на все проекты.
- Локальный (Add to Design) — распространяется только на текущий проект.
- Профиль (Add to Profile) — распространяется только на текущий профиль моделирования.
Перед глобальными файлами стоит индикатор —
Основной библиотекой для PSpice A/D является Nom.lib. Эта библиотека автоматически подключается как глобальная при первой установке программы. Она представляет собой простой текстовый файл, который можно отредактировать стандартными текстовыми редакторами Windows. Nom.lib содержит в себе список всех библиотек PSpice A/D, и при моделировании программа сначала просматривает этот список, чтобы подключить нужную библиотеку.
На вкладке Options есть три категории настроек:
- Аналоговое моделирование (Analog Simulations). Здесь указываются важнейшие параметры точности моделирования, влияющие на сходимость результатов (проблема конвергенции). В этой категории также можно настроить такие инструменты, как автоконвергенция (AutoConverge), количество вычислительных потоков (Number of Threads), зависящее от количества ядер в центральном процессоре, и многое другое.
- Цифровое моделирование (Gate-level Simulation). Здесь устанавливается режим временных задержек в цифровых схемах, начальное состояние триггеров, уровень входа/выхода для аналого-цифровых интерфейсов и т. д.
- Выходной файл (Output File). Все результаты расчетов при моделировании записываются в специальный выходной текстовый файл. Эта категория настроек позволяет управлять его содержанием. Например, по умолчанию в выходной файл записываются значения напряжения во всех цепях схемы (Bias point node voltages).
На вкладке Data Collection указывается объем информации, которая записывается в специальный файл данных с расширением .DAT , который в свою очередь служит основным источником данных для отображения графиков в окне Probe. Вы можете ограничить объем этих данных, чтобы снизить размер DAT-файла и ускорить моделирование. Опция Probe Data позволяет установить 64‑битную точность данных вместо 32‑битной. Более высокая 64‑битная точность позволяет записывать данные по сигналам с большим разрешением. Например, при наложении амплитуд с разным значением напряжения может возникать эффект пилообразных искажений.
На вкладке Probe Window устанавливаются параметры отображения осциллограмм в окне Probe. Опция Display Probe Window включает отображение осциллограмм во время расчетов или после них. В секции Show можно указать, какие графики выводить на экран: только для цепей, куда установлены маркеры, согласно предыдущим настройкам графиков, или не выводить совсем.
Перед запуском моделирования необходимо убедиться в следующем:
- Ко всем компонентам на схеме подключены свои PSpice-модели.
- К схеме подключен порт заземления.
- Все компоненты пронумерованы.
- На схеме отсутствуют разрывы.
Дополнительным, но необязательным этапом подготовки проекта к моделированию может быть установка контрольных маркеров (щупов) на схему. Маркеры необходимы для вывода осциллограмм (графиков) для узлов схемы, где они установлены.
Для различных вариантов анализа доступен базовый набор маркеров:
Дополнительные маркеры из меню PSpice→Markers→Advanced позволяют увидеть реальную и мнимую часть токов и напряжений, а также уровень магнитуды, фазу и групповую задержку. Эти маркеры доступны для варианта анализа AC Sweep (по переменному току с вариацией параметров).
Через меню PSpice→Markers→Plot Window Templates можно устанавливать на схему специальный тип маркеров, позволяющий выводить на экран окно графика с заранее предустановленным шаблоном расчетов, например комплексной проводимости, комплексного сопротивления, коэффициента усиления по току, графиков Боде и т. д.
Запуск моделирования осуществляется с помощью кнопки на панели инструментов, меню PSpice→Run или клавиши F11. После этого на экране возникает окно редактора сигналов PSpice A/D с виртуальным осциллографом Probe. Если на схеме были установлены маркеры, то соответствующие им осциллограммы мгновенно отобразятся в PSpice A/D. В противном случае вам следует самостоятельно добавить их на экран при помощи меню Trace → Add Trace в PSpice A/D или клавиши Insert ( рис . 5). При добавлении трасс на график вы можете воспользоваться мощными средствами обработки данных с помощью операторов и функций, математических выражений, макросов, шаблонов графиков. Для этого достаточно выбрать функцию в правом списке и параметр в левом списке. В строке Trace Expression появится расчетное выражение, которое также можно редактировать вручную.
Рис. 5. Выбор трассы для вывода на экран в окне Trace — Add Trace или Trace — Evaluate Measurement
У вас есть возможность отобразить несколько графиков в одном окне Probe. Для этого перейдите в меню Plot→Add Plot to Window (рис. 6). На экране появится пустой график, который можно заполнить различными трассами. Активный график отмечен знаком слева внизу у вертикальной оси. Переключение между графиками осуществляется с помощью левой кнопки мыши. Чтобы перенести трассу с одного графика на другой, необходимо скопировать ее подпись в буфер обмена (Ctrl+C) и вставить (Ctrl+V) на активный график. Также не забывайте о команде выреза графика с копированием его в буфер — Ctrl+X. Вы можете создать новое окно с графиком через меню Window→New Window.
Рис. 6. Вывод нескольких графиков в одном окне Probe (PSpice A/D)
Для настройки фона рабочей области PSpice A/D и сетки графиков с подписями используется меню Tools→Options, вкладка Color Settings.
Часто возникает необходимость показать на одном графике несколько кривых в разном масштабе. Например, это могут быть значения тока и напряжения. Вы можете добавить на один график до трех осей Y (рис. 7). Для вставки дополнительной оси Y можно воспользоваться горячими клавишами Ctrl+Y или меню Plot→Add Y Axis. При этом новая ось Y станет активной. Активная ось отмечается знаком слева внизу. Единицы измерения и цена деления для оси выбирают в тот момент, когда на график помещается новая кривая.
Рис. 7. Дополнительные оси Y на графике в Probe
Если вы нажмете по любой оси Y, то откроется окно ее настроек. Это окно также можно вызвать при помощи меню Plot→Axis Settings, вкладка Y Axis. Здесь присутствуют следующие настройки:
- Data Range — диапазон данных: автоматический или заданный пользователем.
- Scale — масштаб.
- Y Axis Number — номер оси, для которой вносятся изменения.
- Axis Position — положение оси: справа или слева от графика.
- Axis Title — подпись (заглавие) оси.
Расчетные данные и графики, полученные в PSpice A/D, можно скопировать в любой текстовый или табличный редактор. Для копирования всех значений точек на трассе графика в окне Probe необходимо сделать следующее:
- Откройте требуемый график.
- Каждая трасса на графике снабжена подписью (легендой), расположенной строго под осью X. При помощи левой кнопки мыши выберите нужную подпись. Чтобы выбрать несколько, зажмите клавишу Shift.
- Скопируйте подпись в буфер обмена при помощи Ctrl+C.
- Откройте текстовый редактор и вставьте данные из буфера обмена. На экране появятся значения для каждой точки трассы.
Для копирования графиков выполните следующее:
- В PSpice A/D выберите меню Window→Copy to Clipboard.
- В появившемся окне Color Filter поставьте опцию Make window and plot transparent («Сделать окно и график прозрачными»).
- Выберите цветовую схему для графика и сетки в секции Foreground.
- Скопируйте изображение в текстовый или графический редактор.
Результаты любого анализа также выводятся в виде выходного текстового файла. Его можно открыть через OrCAD Capture, меню PSpice→View Output File, а также через PSpice A/D при помощи меню View→Output File или кнопки на панели инструментов. Для удобства чтения при просмотре выходного файла через PSpice A/D все текстовые группы, такие как числа, комментарии, выражения, операторы и ключевые слова, выделены разным цветом. Поменять текущую цветовую схему можно через специальный файл SpiceSyntax.INI. Он располагается в \tools\pspice.
Напряжение в цепях, ток на выводах компонентов и мощность, рассеиваемая на компонентах, отображаются непосредственно на схеме в OrCAD Capture. Для этого достаточно зайти в меню PSpice→Bias Point→Enable или воспользоваться панелью инструментов .
В статье был дан краткий обзор основных этапов подготовки проекта к моделированию в OrCAD Capture и получения результатов в PSpice A/D.
Основные преимущества Capture по сравнению с различными версиями OrCAD для DOS — состоят в существенном росте числа поддерживаемых форматов САПР, значительном увеличении граничного объема схем и максимального количества одновременно используемых библиотек, а также в поддержке большинства современных, в том числе цветных, принтеров. К тому же все пользователи смогут по достоинству оценить поддержку буфера обмена Windows 9х и технологии drag-and-drop, а также возможность интеграции в системы «клиент-сервер».
Вместе с тем кроме новых форматов схем и библиотек (их конвертирование рассмотрено в статье «Один подход к обработке схем и библиотек OrCAD для DOS в среде Windows 9х/NT», «САПР и графика» №10’2000) в Capture используется новый интерфейс. Прежде всего это касается структур меню и способов активизации различных функций, что обусловлено принятием стандартов Windows 9х. Кроме того, изменилась реализация некоторых операций редактирования схем.
Из чего же, из чего же, из чего же сделаны библиотеки?
Как и в OrCAD DOS, библиотеки в Capture являются основным средством пользовательской адаптации этой САПР и удобным инструментом автоматизации разработки типовых решений. В предопределенный набор библиотек Capture включена богатая коллекция электронных и электрических компонентов, а также процессоров, интерфейсов и иных популярных микросхем иностранного производства, однако их изображения не соответствуют российским стандартам. В связи с этим перед разработкой большинства схем необходимо создать собственные элементы или библиотеки.
Вновь созданную или измененную библиотеку следует ввести в реестр библиотек OrCAD Capture. Его вызов осуществляется щелчком на кнопке Add Library окна введения элементов (см. рис. 2), после чего следует дважды щелкнуть на названии файла вводимой библиотеки. Так же вводятся и библиотеки, которые ранее не использовались.
Для исключения библиотеки перед обработкой схем следует, выбрав файл библиотеки щелчком на ее названии в реестре, щелкнуть на кнопке Remote Library.
Процесс создания библиотеки со всеми его особенностями описан ниже.
3. Резюме
Немного проблем, возникающих при изучении OrCAD. После решения я поделюсь с вами. Проблема относительно проста.
Преимущества OrCAD Capture
Мощный схемный редактор
Упростите создание ваших более сложных схем с помощью иерархии, повторного использования, и возможностей по созданию вариантов исполнения
Управление данными о компонентах
Ускорьте ваш процесс проектирования и снизьте стоимость проекта с помощью интегрированной базы данных компонентов Component Information System (Опция OrCAD CIS).
Интегрированные маршруты проектирования
Анализируйте ваши проекты для достижения поставленных целей проекта, и добивайтесь наилучшего успеха с помощью маршрутов анализа целостности сигналов, аналого-цифрового моделирования и управления правилами.
Поддержка различных редакторов печатных плат
Используйте возможность вывода списков соединений в разных форматах для расширения OrCAD Capture в мульти-платформенное окружение, что позволит вам стандартизовать схемный ввод для всех отделов предприятия и всех соисполнителей.
Открытая архитектура
Подкорректируйте и дополните вашу среду OrCAD для улучшения и расширения его возможностей, за счет его способности добавлять уникальные функции, решения и маршруты под конкретного пользователя.
Простота использования и эффективность
Сократите ваш путь через утомительные или сложные проектные задачи за счет мощных возможностей схемного редактора, которые улучшают удобство использования и увеличивают вашу производительность.
1. Откройте OrCAD
После установки OrCAD вы обнаружите, что на рабочем столе нет ярлыка, и в строке меню «Пуск» появилось много новых файлов. В настоящее время все не знают, как выбрать какой из них войти в OrCAD. Ниже представлены два способа входа в OrCAD:
Способ первый:
- Откройте мой компьютер, введите диск C в диспетчере файлов
- Введите C: \ ProgramData \ Microsoft \ Windows \ Start Menu \ Programs \ Cadence \ Release 16.6, чтобы перейти к этому каталогу (или использовать все для поиска OrCAD Capture CIS, также можно перейти по этому пути)
- Перейдя в каталог path, вы увидите следующий рисунок:
- Создайте ярлык на рабочем столе, дважды щелкните, чтобы войти в OrCAD.
Способ второй:
В начальном меню найдите папку Cadence, нажмите Enter, чтобы увидеть следующую картинку:
После нажатия Design Entry CIS появится следующий экран, выберите OrCAD Capture CIS:
Оба эти метода должны найти OrCAD Capture CIS.Если есть ярлык в меню «Пуск», нажмите, чтобы войти.
«Следы на бумаге»
Меню свойств вызывается щелчком на разделе Print меню File, где следует выбрать способ масштабирования распечатки — по размеру бумаги (определяется типом принтера) или по размеру листа схемы. Тип принтера можно выбрать в разделе Setup. Принятые в Capture размеры схем A-E соответствуют размеру листов А0-А4, а вручную (Custom) размер определяется при настройке схемы. Наконец, при распечатке с непосредственным масштабированием коэффициент применяется и к вертикальным, и к горизонтальным размерам схемы (рис. 8).
Кроме того, Capture позволяет определить в пикселах смещение распечатки от границ листа и выбрать разрешение. По сравнению с OrCAD для DOS, где распечатка производится без какой-либо настройки, это существенно повышает качество подготовленных документов. Комфортность работы обеспечивается посредством предварительного просмотра, настройка которого аналогична настройке печати. Через раздел Print Setup вызывается штатный конфигуратор принтеров Windows 9x.
Основы построения схем
Для введения в схемы Capture библиотечных элементов следует:
- При необходимости — изменить расположение схемы на листе. Для этого нужно, выделив ее мышью, переместить при нажатой левой клавише, после чего отпустить последнюю.
- Щелкнуть на символе функциональных элементов (Х=) в линейке составляющих схем, расположенной справа от рабочего поля (рис. 1).
- Выбрать в окне «Part» необходимый элемент (рис. 2) и вывести его на рабочее поле схемы, щелкнув на кнопке ОК. В случае несоответствия размера элемента масштабу схемы следует проверить, правильно ли установлен шаг схемы в Pin-to-Pin Spacing пункта Page Size раздела Design Template меню Option. Изменение шага схемы во время редактирования не влияет на размер ранее введенных компонентов.
- Установить ориентацию элемента относительно схемы. Для поворота элемента на 90о по часовой стрелке требуется, вызвав щелчком правой клавиши меню свойств, щелкнуть на разделе Rotate. Для дальнейшего поворота данные операции следует повторить.
- Захватив элемент указателем мыши, переместить его в нужное место, где закрепить щелчком. Для копирования элемента эту операцию необходимо повторить. После размещения всех копий данного элемента нужно нажать клавишу Esc.
Для дополнения схем графическими примитивами — линиями, ломаными, кривыми, овалами, дугами — следует:
- Щелкнуть на символе требуемого примитива в линейке составляющих схемы.
- Разместить примитив на схеме, установив на нужном месте указатель мыши и щелкнув левой клавишей.
- Определить размер примитива, перемещая указатель мыши при нажатой левой клавише, и зафиксировать его щелчком. Для копирования примитива эту операцию надо повторить с пункта 2. После размещения всех копий нажать клавишу Esc.
- Для изменения размера ранее введенного графического примитива следует выделить его, наведя указатель мыши на активные (изображаемые прямоугольниками) точки. Нажав левую клавишу, перемещением мыши определить размер, затем отпустить эту клавишу.
При этом форматирование примитивов, за исключением дуг и ломаных, выполняется в один проход. При введении дуги на первом проходе следует при нажатой левой клавише определить радиус дуги, а на втором — отпустив клавишу, определить длину дуги.
В свою очередь, при введении ломаной на первом проходе нужно при нажатой левой клавише нарисовать первый фрагмент ломаной, а на последующих проходах — щелчками определить концы очередных фрагментов.
Для дополнения схемы надписями следует:
- Щелкнуть на символе надписей (А) в графической линейке составляющих схем (см. рис. 1). После этого на рабочем поле появится окно Place Text.
- Набрать требуемый текст в верхнем разделе окна. При этом, в отличие от OrCAD для DOS, Capture позволяет вводить текст как на русском, так и на иных языках Windows.
- В меню Rotate выбрать угол наклона текста относительно схемы, вывести тест на рабочее поле и щелкнуть на кнопке ОК (рис. 3). Если надпись после размещения не примет нужного положения, следует щелкнуть дважды.
- Захватив надпись указателем мыши, переместить ее в нужное место, где закрепить щелчком. Для копирования надписи эту операцию следует повторить. После размещения всех копий нажать клавишу Esc.
- Для изменения содержания или ориентации ранее введенных надписей необходимо, наведя указатель мыши, вызвать окно Place Text двойным щелчком. При этом Capture не поддерживает групповое редактирование надписей.
Чтобы переместить компоненты схемы, следует, наведя указатель мыши и нажав левую клавишу, перенести их в нужное место, а затем отпустить левую клавишу. Копирование компонентов выполняется аналогично перемещению — при нажатой клавише Ctrl. Для удаления компонентов нужно, выделив их щелчком, нажать клавишу Del.
Для групповой реализации в Capture доступны только три операции редактирования схемы: перемещение, копирование и уничтожение компонентов. Чтобы сформировать группу составляющих схемы, их следует обвести указателем мыши при нажатой левой клавише. Расформирование группы осуществляется щелчком по листу Capture за пределами этой группы.
Для повторения последней операции редактирования схемы следует щелкнуть на разделе Repeat меню Edit, для отката — на разделе Undo меню Edit, а для возвращения к исходному состоянию — на разделе Redo.
После завершения редактирования схему следует сохранить и закрыть, поочередно щелкнув на разделах Save, Close и Сlose Project меню File. Чтобы сохранить схему в ином файле или изменить ее формат, вместо раздела Save нужно выбрать раздел Save As, затем ввести имя нового файла или выбрать новый формат. Capture поддерживает более 15 форматов иных САПР, в том числе PCAD и AutoCAD, а также VHDL-скрипты, которые используются для проведения функционального моделирования.
Создание новых схем во многом подобно обработке существующих. Для этого следует:
- Создать новый файл схемы, щелкнув на пункте Design раздела New меню File. После этого на экране появится изображение пустой схемы.
- Установить размер и шаг листа, а также размер схемы (рис. 4 и 5).
- Разместить на схеме библиотечные элементы, графические примитивы и надписи.
- Сохранить файл схемы, для чего, вызвав окно Save As щелчком на разделе Save меню File, в окне File Name ввести имя данного файла и щелкнуть на кнопке Save.
- Закрыть файл схемы, щелкнув на разделах Close и Close Protect меню File.
Таким образом, обработки «собственных» схем Capture и схем OrCAD для DOS различаются лишь порядком их открытия, что существенно облегчает освоение OrCAD Capture.
Средь чипов, разъемов и шин
Одно из основных преимуществ OrCAD Capture состоит в том, что все вышеперечисленные преимущества средств редактирования распространяются как на «родные» схемы этого пакета, так и на схемы, импортированные OrCAD для DOS.
Как и в OrCAD для DOS, изображение схем Capture формируется из библиотечных элементов, графических примитивов и надписей. Как показывает практика, такой порядок размещения позволяет сократить трудоемкость редактирования. Способы введения указанных компонентов, а также рекомендации по построению схем Capture приведены ниже.
Обучаем OrCAD Capture
Для редактирования и дополнения существующих библиотек OrCAD Capture следует:
-
Открыть библиотеку. Для этого нужно, щелкнув на пункте Library раздела Open меню File, установить в окне Files of type обозначение Capture Library (*.lib) для библиотек OrCAD Capture или SDE Library (*.lib) библиотек OrCAD для DOS, затем дважды щелкнуть на имени нужного файла в окне Files.
После этого библиотека OrCAD Capture будет незамедлительно открыта, и на экране появится ее структура (рис. 6). Библиотеку OrCAD для DOS необходимо конвертировать в формат OrCAD Capture, щелкнув на кнопке Save открывшегося окна.
В целях соблюдения масштаба схем следует установить их шаг меньше, чем шаг библиотек. Единственной возможностью включения в библиотеку Capture элементов иных библиотек является импорт таковых в графический файл с последующим его включением в редактируемый элемент. Однако графическое включение не поддерживает редактирования и масштабирования, а также не может быть перекрыто иной составляющей элемента, что основательно сужает возможности редактирования.
Кроме того, для создания окружностей единичного диаметра, а также для вложения библиотечных элементов можно использовать редактор библиотек OrCAD для DOS, открыв их указанным способом.
В разделе Name этого окна (см. рис. 6) следует кириллицей либо латиницей ввести название нового элемента и щелкнуть на кнопке ОК, после чего вышеописанным способом создать изображение данного элемента в окне редактирования (см. рис. 7).
Создание новых библиотек OrCAD Capture также подобно обработке существующих. Для этого следует:
- Создать новый файл схемы, щелкнув на пункте Library раздела New меню File, — на экране появится пустая структура библиотеки.
- Создать элементы библиотеки вышеуказанным способом. При этом после завершения обработки первого элемента появится окно наименования библиотеки, в разделе Files name которого нужно ввести имя файла библиотеки, а также выбрать ее директорию, после чего щелкнуть на кнопке OK.
Возможности групповой обработки компонентов библиотечных элементов и корректировки внесенных изменений аналогичны возможностям редактирования схем, что облегчает подготовку персонала.
После завершения обработки всех элементов библиотеки ее следует сохранить и закрыть, поочередно щелкнуть на разделах Save, Close и Close Project меню File.
Благодаря тому, что Capture позволяет разместить в библиотеках практически любое число компонентов, существенно сокращается время подготовки схем и упрощается подготовка материалов. При этом развитые средства включения объектов иных приложений расширяют возможности применения Capture. Той же цели служит полная поддержка русского языка.
Красен проект распечаткой
Порядок распечатки схем и библиотек Capture схож с принятыми в иных приложениях Windows 9x и описан ниже.
Ключевые возможности и функции схемного редактора
(видео)
Компоненты можно искать с помощью системы управления базой данных Component Information System (CIS). С ее же помощью осуществляется интеграция с ERP-системами предприятия через SQL/ODBC.
Прямой импорт данных из онлайн-библиотек облегчает внесение в схему новых компонентов.
Создание иерархического PDF всех страниц схемы.
Он-лайн магазин дополнительных пользовательских функций.
Определяйте и просматривайте компоненты прямо в окне программы OrCAD Capture Data Management.
Производите изучение топологии цепей, разработку правил и анализ целостности сигналов.
Это видео покажет вам, как вывести список цепей из OrCAD Capture.
Сделайте ваш собственный настраиваемый DRC для быстрого поиска проблем проекта.
Изучите функции поиска в OrCAD Capture CIS.
Приложение CoolEditBox написано фирмой EDAis и имеет несколько функций, ускоряющих редактирование схем.
Используйте Component Information Portal (CIP) для поиска самой последней версии схемного символа.
Берите компонент прямо из каталога Digi-Key для вашей спецификации.
Поддержка скриптов TCL TK в OrCAD Capture позволяет делать кастомизацию и скрипты для редактора.
Функция умного PDF позволяет видеть схему в Adobe PDF с наследуемыми.
OrCAD Capture Marketplace – это уникальная Web-оболочка, встроенная в новую версию.
Настройте цвета компонентов и цепей индивидуально в Cadence OrCAD Capture.
Используйте базу CIS для вывода разных вариантов исполнения из общей схемы.
Можно включить механические данные в спецификацию, используя табличную базу данных.
Используйте функцию контроля Ref Des для выполнения на уровне схемы или иерархического блока.
Возможности автоматизации рисования цепей освобождают вас от утомительной процедуры ручного рисования проводов на схеме, позволяя.
Используйте картинки как иерархические блоки в OrCAD Capture.
Редактируйте и заменяйте штамп в OrCAD Capture; включая авто-синхронизацию данных в полях штампа.
Функция закрытия DRC в OrCAD Capture полезна, если вы видите DRC-маркеры (маркеры ошибок соединения), которые хотите проигнорировать.
Редактор свойств позволяет вам редактировать свойства (атрибуты) для различных объектов схемы.
В этой статье в основном рассказывается, как открыть OrCAD и как создать новый простой проект после завершения установки OrCAD.
2. Создать новый проект
- После открытия OrCAD выберите файл-> новый-> проект:
- Затем появится диалоговое окно, введите имя проекта, выберите путь, нажмите «ОК», конкретная операция выглядит следующим образом:
- После нажатия ОК появится страница page1, где вы можете добавить компоненты и нарисовать контур.
А напоследок я скажу.
Из вышесказанного очевидно, что OrCAD Capture эффективно реализует весь цикл создания и обработки схем различного назначения. Основными преимуществами этой САПР являются простота установки и использования (в частности, насыщенность HELP), нетребовательность к аппаратному базису, полная интеграция в Windows 9x (в том числе поддержка виртуальной памяти и современных принтеров), простота проблемной адаптации.
Это позволяет повысить эффективность обработки схем, делая Capture самой, скажем так, пользовательской из всех САПР, а также снижает трудоемкость обработки документов в сравнении с OrCAD для DOS.
Данная статья предназначена для начинающих пользователей, которые впервые знакомятся с системой моделирования электронных схем OrCAD PSpice A/D.
Основными модулями программного пакета OrCAD EE Designer являются схемотехнический редактор OrCAD Capture и редактор аналоговых и цифровых сигналов PSpice A/D. Помимо этого в состав PSpice A/D входят дополнительные приложения:
- PSpice Model Editor — инструмент для создания и редактирования PSpiceмоделей компонентов;
- Stimulus Editor — инструмент для создания источников сигналов;
- Simulation Manager — инструмент для управления потоками моделирования;
- Magnetic Parts Editor — инструмент для разработки индуктивных компонентов, таких как трансформаторы и дроссели.
Дополнительные приложения доступны через меню Пуск -> Все программы -> Cadence -> Release 16.6 -> PSpice Accessories.
Процесс моделирования от создания схемы до получения результатов можно условно поделить на несколько этапов, что наглядно демонстрирует рис. 1.
Рис. 1. Основные этапы создания и моделирования проекта в OrCAD EE Designer
Новый проект можно создать при помощи стартовой страницы либо меню File -> New -> Project. Стартовая страница появляется на экране только при наличии подключения к Интернету (рис. 2).
Рис. 2. Создание нового проекта со стартовой страницы в OrCAD Capture
При этом будет запущен мастер создания нового проекта. Моделирование поддерживают два типа проекта: Analog or Mixed A/D и PC Board Wizard. После выбора первого варианта необходимо указать наименование проекта в поле Name и его местоположение в поле Location. После нажатия кнопки ОК появляется окно, где можно выбрать две опции:
- Create based upon an existing project — создать проект на основе имеющихся шаблонов. В выпадающем списке можно выбрать один из 42 готовых для моделирования проектов. Все они располагаются в \tools\capture\templates\pspice. Сюда можно добавить собственный проект — он также появится в выпадающем списке при создании нового проекта. Обратите внимание на название шаблонов. Например, simple.opj или empty.opj — это простые проекты с одним схемным листом, но уже с подключенными базовыми библиотеками компонентов c PSpiceмоделями. Шаблоны, начинающиеся со слова hierarchical, — это иерархические проекты с двумя подсхемами с одним листом в каждой. Проекты типа empty_aa, simple_aa,hierarchical_aa и т.д. — это проекты с предустановленными библиотеками компонентов, пригодными для проведения дополнительных видов анализа — Advanced Analysis. К шаблонам с окончанием all_libs подключены все библиотеки выбранного типа.
OrCAD EE Designerпоставляется с двумя типами библиотек в формате OLB для схемотехнического редактора OrCAD Capture и в формате PSpice A/D для системы моделирования — LIB. В \tools\capture\library находятся библиотеки OLB, к которым не подключены PSpiceмодели, — они больше подходят для проектирования печатных плат. В \tools\capture\library\pspice находятся библиотеки компонентов OLB, к которым подключены PSpiceмодели LIB — они подходят как для моделирования схемы, так и для проектирования печатных плат. Если вы изначально создавали проект типа Analog or Mixed A/D, то при размещении компонентов по команде Place -> Part к поиску будут подключены библиотеки из директории PSpice. В моделировании участвуют только те компоненты, к которым подключены соответствующие PSpiceмодели. По умолчанию все библиотеки PSpiceмоделей располагаются в директории \tools\pspice\library.
Рис. 3. Создание профиля и запуск моделирования через панель инструментов в OrCAD Capture
Для размещения компонентов в OrCAD Capture используется меню Place -> Part. Наиболее часто используемыми являются библиотека analog.olb (содержится набор базовых пассивных компонентов) и библиотека source.olb (содержатся источники питания и сигналов). Начиная с версии OrCAD Capture 16.6 появилась возможность размещать на схеме наиболее часто используемые при моделировании компоненты с помощью специального меню Place -> PSpice Component. Это меню избавит вас от долгого поиска пассивных и дискретных компонентов, а также источников цифровых и аналоговых сигналов. Также учитывайте тот факт, что положительным считается ток, протекающий от первого вывода ко второму выводу резистора или конденсатора. Если ток течет из второго в первый вывод, то значение тока войдет в отчет со знаком минус. Порт заземления устанавливается по команде Place -> Ground. Используйте символ 0 из библиотеки source.olb.
- Place ->Wire (клавиша W или кнопка на панели инструментов ) — рисование цепи. При этом необходимо проложить каждый сегмент цепи вручную;
- Place ->Auto Wire ->Two Points (кнопка ) — соединение по двум точкам. Достаточно выбрать два вывода, и цепь будет размещена автоматически;
- Place ->Auto Wire ->Multiple Points (кнопка ) — соединение нескольких точек. При выборе данной команды необходимо последовательно указать несколько точек (выводов) для соединения и нажать ПКМ ->Connect;
- можно выбрать только выводы, которые необходимо соединить ЛКМ и нажать ПКМ ->Connect.
Когда схема создана, наступает этап подготовки профиля моделирования — то есть задания на моделирование, которое содержит:
- команды и опции моделирования;
- подключаемые файлы — как правило, это схемные каскады, которые дополнительно входят в список цепей на моделирование;
- библиотеки — стандартные и дополнительные, необходимые для моделирования;
- файлы источников сигналов — дополнительные описания входных воздействий для схем, созданные в приложении Stimulus Editor, которое входит в состав PSpice A/D;
- настройки виртуального осциллографа Probe — здесь указываются параметры вывода на экран результатов моделирования в виде осциллограмм и графиков.
Профиль моделирования может быть создан с помощью кнопки или меню PSpice -> New Simulation Profile (рис. 3). Отредактировать текущий профиль моделирования можно с помощью кнопки или меню PSpice -> Edit Simulation Profile. Далее указывается имя профиля. Отметим, что одна и та же схема может иметь несколько профилей с разными видами анализа.
В окне Simulations Settings на вкладке General можно задать имя профилю моделирования, указать директории для выходного файла (Output File) и файла данных (DATфайл). В секции Notes можно оставить свой комментарий к профилю моделирования.
Вкладка Analysis позволяет выбрать один из четырех основных видов анализа:
- Time Domain (Transient) — переходный процесс во временной области;
- DC Sweep — по постоянному току с вариацией параметров;
- AC Sweep — по переменному току с вариацией параметров;
- Bias Point — по постоянному току в точке смещения.
Все эти базовые виды анализа могут быть расширены одним или несколькими дополнительными видами анализов, например параметрическим, температурным или МонтеКарло. Дополнительные виды анализа могут быть выбраны в окне опций, которое располагается под выпадающим списком основных видов анализа (рис. 4).
Рис. 4. Выбор вида анализа в настройках профиля моделирования
На вкладке Configuration Files к профилю моделирования в секции Category можно подключить файлы источников сигналов (Stimulus), библиотеки (Library) или дополнительные файлы (Include). Каждый из этих файлов подключается на трех уровнях:
- глобальном (Add as Global) — распространяется на все проекты;
- локальном (Add to Design) — распространяется только на текущий проект;
- профиле (Add to Profile) — распространяется только на текущий профиль моделирования.
Перед глобальными файлами стоит индикатор —
Основной библиотекой для PSpice A/D является Nom.lib, автоматически подключаемая как глобальная при первой установке программы. Она представляет собой простой текстовый файл, который можно отредактировать стандартными текстовыми редакторами Windows. Nom.lib, содержит список всех библиотек PSpice A/D, и при моделировании программа сначала просматривает этот список, чтобы подключить нужную библиотеку.
На вкладке Options есть три категории настроек:
- Аналоговое моделирование (Analog Simulations) — здесь указываются важнейшие параметры точности моделирования, влияющие на сходимость результатов (проблема конвергенции). Кроме того, можно настроить такие инструменты, как автоконвергенция (AutoConverge), количество вычислительных потоков (Number of Threads), зависящее от количества ядер в центральном процессоре, и многое другое;
- Цифровое моделирование (Gatelevel Simulation) — здесь устанавливается режим временных задержек в цифровых схемах, начальное состояние триггеров, уровень входавыхода для аналогоцифровых интерфейсов и т.д.;
- Выходной файл (Output File) — все результаты расчетов при моделировании записываются в специальный выходной текстовый файл. Эта категория настроек позволяет управлять его содержанием. Например, по умолчанию в выходной файл записываются напряжения во всех цепях схемы (Bias point node voltages).
На вкладке Data Collection указывается объем информации, которая записывается в специальный файл данных с расширением DAT, который, в свою очередь, служит основным источником данных для отображения графиков в окне Probe. Вы можете ограничить объем этих данных, чтобы снизить размер DATфайла и ускорить моделирование. Опция Probe Data позволяет установить 64битную точность данных вместо 32битной. Более высокая 64битная точность позволяет записывать данные по сигналам с большим разрешением. Например, при наложении амплитуд с разным значением напряжений может возникать эффект пилообразных искажений.
На вкладке Probe Window устанавливаются параметры отображения осциллограмм в окне Probe. Опция Display Probe window включает отображение осциллограмм во время расчетов или после них. В секции Show можно указать, какие графики выводить на экран — только для цепей, куда установлены маркеры, согласно предыдущим настройкам графиков, или не выводить совсем.
Перед запуском моделирования необходимо убедиться, что:
- ко всем компонентам на схеме подключены свои PSpiceмодели;
- к схеме подключен порт заземления;
- все компоненты пронумерованы;
- на схеме отсутствуют разрывы.
Дополнительным, но необязательным этапом подготовки проекта к моделированию может быть установка контрольных маркеров (щупов) на схему. Маркеры необходимы для вывода осциллограмм (графиков) для узлов схемы, где они установлены. Для различных вариантов анализа доступен базовый набор маркеров:
Дополнительные маркеры из меню PSpice -> Markers -> Advanced позволяют увидеть реальную и мнимую часть токов и напряжений, а также уровень магнитуды, фазу и групповую задержку. Данные маркеры доступны для варианта анализа AC Sweep (по переменному току с вариацией параметров). Через меню PSpice -> Markers -> Plot Window Templates можно устанавливать на схему специальный тип маркеров, позволяющий выводить на экран окно графика с заранее предустановленным шаблоном расчетов, например, комплексной проводимости, комплексного сопротивления, коэффициента усиления по току, графиками Боде и т.д.
Запуск моделирования осуществляется с помощью кнопки панели инструментов, меню PSpice -> Run или клавиши F11. После этого на экране возникает окно редактора сигналов PSpice A/D с виртуальным осциллографом Probe. Если на схеме были установлены маркеры, то соотвествующие им осциллограммы мгновенно отобразятся в PSpice A/D. В противном случае вам следует самостоятельно добавить их на экран с помощью меню Trace -> Add Trace в PSpice A/D или клавиши Insert (рис. 5). При добавлении трасс на график можно воспользоваться мощными средствами обработки данных с помощью операторов и функций, математических выражений, макросов, шаблонов графиков. Для этого достаточно выбрать функцию в правом списке и параметр — в левом. В строке Trace Expression появится расчетное выражение, которое также можно редактировать вручную.
Теперь возможно отобразить несколько графиков в одном окне Probe. Для этого нужно перейти в меню Plot -> Add Plot to Window (рис. 6). При этом на экране появится пустой график, который можно заполнить различными трассами. Активный график отмечен знаком слева внизу у вертикальной оси. Переключение между графиками осуществляется с помощью ЛКМ. Чтобы перенести трассу с одного графика на другой, необходимо скопировать ее подпись в буфер обмена (Ctrl+C) и вставить (Ctrl+V) на активный график. Также не забывайте о команде выреза графика с копированием его в буфер — Ctrl+X. Можно создать и новое окно с графиком через меню Window -> New Window.
Рис. 5 Выбор трассы для вывода на экран в окне Trace → Add Trace или Trace → Evaluate Measurement
Рис. 6. Вывод нескольких графиков в одном окне Probe (PSpice A/D)
Для настройки фона рабочей области PSpice A/D и сетки графиков с подписями используется меню Tools -> Options, вкладка Color Settings.
Часто возникает необходимость показать на одном графике несколько кривых в разном масштабе. Например, это могут быть токи и напряжения. Можно добавить на один график до трех осей Y (рис. 7). Для вставки дополнительной оси Y можно воспользоваться горячими клавишами Ctrl+Y или меню Plot -> Add Y Axis. При этом новая ось Y станет активной. Активная ось отмечается знаком слева внизу. Единицы измерения и цена деления для оси выбирается в тот момент, когда на график помещается новая кривая.
Рис. 7. Дополнительные оси Y на графике в Probe
При нажатии на любую из осей Y откроется окно настроек данной оси. Это окно также можно вызвать при помощи меню Plot -> Axis Settings, вкладка Y Axis. Здесь присутствуют следующие настройки:
- Data Range— диапазон данных: автоматический или заданный пользователем;
- Scale— масштаб;
- Y Axis Number — номер оси, для которой вносятся изменения;
- Axis Position — положение оси: справа или слева от графика;
- Axis Title — подпись (заглавие) оси.
Расчетные данные и графики, полученные в PSpice A/D, можно скопировать в любой текстовый или табличный редактор. Для копирования всех значений точек на трассе графика в окне Probe необходимо сделать следующее:
- Открыть требуемый график.
- Каждая трасса на графике снабжена подписью (легендой), расположенной строго под осью X. При помощи кнопки ЛКМ следует выбрать нужную подпись. Для выбора нескольких — зажать клавишу Shift.
- Скопировать подпись в буфер обмена при помощи Ctrl+C.
- Открыть текстовый редактор и вставить данные из буфера обмена. На экране появятся значения для каждой точки трассы.
Для копирования графиков нужно сделать следующее:
- В PSpice A/D выбрать меню Window ->Copy to Clipboard.
- В появившемся окне ColorFilter поставить опцию Makewindowand plot transparent (Сделать окно и график прозрачными).
- Выбрать цветовую схему для графика и сетки в секции Foreground.
- Скопировать изображение в текстовый или графический редактор.
Результаты любого анализа также выводятся в виде выходного текстового файла. Его можно открыть через OrCAD Capture, меню PSpice -> View Output File, а также через PSpice A/D при помощи меню View -> Output File или кнопки на панели инструментов. Для удобства чтения при просмотре выходного файла через PSpice A/D все текстовые группы, такие как числа, комментарии, выражения, операторы и ключевые слова, выделены разными цветами. Поменять текущую цветовую схему можно через специальный файл SpiceSyntax.INI. Данный файл располагается в \tools\pspice.
Напряжения в цепях, токи на выводах компонентов и мощность, рассеиваемая на компонентах, отображаются непосредственно на схеме в OrCAD Capture. Для этого достаточно зайти в меню PSpice -> Bias Point -> Enable или воспользоваться панелью инструментов .
В настоящей статье был дан краткий обзор основных этапов подготовки проекта к моделированию в OrCAD Capture и получению результатов в PSpice A/D.
OrCAD® Capture – это наиболее широко используемый схемный редактор для создания и оформления электрических схем. В сочетании с опциональным продуктом OrCAD CIS (системой управления базой данных с компонентами Component Information System), вкупе с высоко интегрированными маршрутами проектирования, поддерживающими весь инженерный процесс, OrCAD Capture является мощнейшей средой схемотехнического проектирования для решения сегодняшних задач от концепции до готового продукта.
Читайте также: