基于OrCAD Capture和PSpice的模拟电路设计与仿真 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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丹尼斯.菲茨帕特里克 著

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• OrCAD Capture
• PSpice
• 模拟电路
• 电路设计
• 仿真
• 电子技术
• 机械工业出版社
• 电路分析
• 电子工程
• 高等教育

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111542889

商品编码：29478153200

包装：平装

出版时间：2016-11-01

基本信息

书名：基于OrCAD Capture和PSpice的模拟电路设计与仿真

定价：95.00元

作者：丹尼斯.菲茨帕特里克

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-11-01

ISBN：9787111542889

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书介绍了PSpice的仿真功能，并对器件模型、电路仿真及层电路设计进行了详细的讲解，每一章节均通过实际电路和章后习题对仿真功能和模型建立进行练习和巩固，所有电路都经过了仿真验证，读者可以通过机械工业出版社提供的地址下载仿真程序进行学习。

内容提要

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本书主要对PSpice的各个仿真功能进行非常详细的讲解,并且对仿真模型的建立与使用进行细致的分析与介绍，随后结合实际电路和习题，对仿真功能和模型建立进行练习和巩固。首先，对PSpice软件的基本仿真功能进行具体讲解,包括直流静态工作点分析、直流分析、交流分析、瞬态分析、参数分析、傅里叶分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、坏情况分析和高性能分析，并且结合实例进行实际操作和验证。然后对模型的建立与使用进行讲解，包括元件模型建立、激励源编辑与使用、变压器和磁性元件模型的建立与使用、行为模型及传输线模型的编辑与使用。之后对数字电路、数-模混合电路和层电路的仿真进行了详细的讲解，尤其是数字电路仿真结果的表达及层电路的使用，尤为具体和实用。

目录

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译者序原书前言使用说明章入门11��1启动Capture11��2创建一个仿真项目21��3符号和元器件61��3��1符号61��3��2元器件71��3��3放置PSpice元器件101��4设计模板121��5本章总结141��5��1已保存设计项目151��5��2打开老版本OrCAD创建的设计项目151��6本章练习15练习115练习2171��7附加库文件练习20第2章直流工作点分析232��1生成网络表252��2显示工作点数据292��3保存工作点数据302��4加载工作点数据312��5本章练习32练习132第3章直流扫描分析393��1直流电压扫描分析393��2探针403��3本章练习45练习145练习247第4章交流分析524��1仿真参数设置534��2交流探针544��3本章练习55练习155双T形陷波滤波器58第5章参数扫描分析615��1属性编辑器615��2本章练习65练习165练习270练习372第6章激励源编辑器796��1瞬态激励源设置806��1��1EXP指数激励源806��1��2Pulse脉冲激励源826��1��3VPWL分段线性激励源836��1��4SIN正弦波激励源856��1��5SSFM单频调频激励源856��2自定义电压源866��3仿真设置866��4本章练习87第7章瞬态分析957��1仿真设置957��2SCHEDULING设置967��3测试点设置977��4利用文本文件定义时间-电压形式的激励源987��5本章练习100练习1100练习2102第8章仿真收敛问题和错误信息1078��1常见错误信息1078��2建立静态工作点1088��3收敛问题1088��4仿真设置1098��5本章练习111练习1111练习2112练习3113练习4113第9章变压器仿真115基于OrCAD Capture和PSpice的模拟电路设计与仿真目录9��1线性变压器1159��2非线性变压器1159��3预定义变压器1179��4本章练习118练习1118练习21210章蒙特卡洛分析12310��1仿真设置12310��2元件容差设置12610��3本章练习127练习1127练习2131滤波器技术指标1341章坏情况分析13511��1灵敏度分析13611��2坏情况分析13711��3添加元件容差13711��4测量函数设置13811��5本章练习1392章高性能分析14512��1测量函数简介14512��2测量函数定义14612��3本章练习147练习1147练习21493章行为模型15213��1行为模型15213��2本章练习157练习1157练习21584章噪声分析15914��1噪声类型15914��1��1电阻噪声15914��1��2半导体器件噪声15914��2总噪声16014��3运行噪声分析16114��4噪声定义16214��5本章练习1645章温度分析17015��1温度系数设置17015��2运行温度分析17115��3本章练习173练习1173练习21756章添加和建立PSpice模型17816��1PSpice元器件属性17816��2PSpice模型定义18016��3子电路18316��4模型编辑器18416��4��1模型复制18616��4��2模型导入18616��4��3模型下载19016��4��4模型加密19116��4��5IBIS转换器19216��5本章练习192练习1191练习2194练习3198练习4199练习51997章传输线20017��1理想传输线20017��2有损传输线20317��3本章练习204练习1205练习22098章数字电路仿真21518��1数字器件模型21518��2数字电路设计21618��3数字仿真设置21718��4数字信号波形显示21818��5本章练习220练习1220练习2222练习32269章数-模混合电路仿真22819��1本章练习229练习1229练习2230第20章层电路设计23320��1层电路端口连接器23420��2层电路模块和符号23620��2��1层模块设置23620��2��2层模块符号23820��3参数传递23820��4层模块网络表23920��5本章练习239练习1240练习2242练习3247练习4249练习5251第21章磁性元件编辑器25621��1设计周期25621��2本章练习256练习1256练习2267练习3268第22章测试平台27322��1测试平台元器件选择27422��2未连接的浮动网络27522��3比较和更新主设计与测试平台设计之间的差异27622��4本章练习277练习1277练习2282附录测量函数定义286

作者介绍

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John Okyere Attia博士是德克萨斯州普雷里维农业机械大学教授，并担任电气和计算机工程专业学术带头人。在过去的28年中，他一直教授研究生和本科生的电气和计算机工程等电子领域课程，主要包括电路分析、仪表系统、数字信号处理和超大规模集成电路设计。John Okyere Attia博士在休斯敦的德克萨斯州立大学获得电气工程博士学位；在加拿大多伦多大学获得硕士学位；在加纳克瓦米?恩克鲁玛科技大学获得本科学位。另外，John Okyere Attia博士还在AT＆T贝尔实验室和3M公司有过短暂的工作经历。John Okyere Attia博士已经撰写了65本出版物。并且在CRC出版社出版了第二版《Electronics and Circuits Analysis Using MATLAB?》书籍。John Okyere Attia博士的研究方向主要包括辐射环境下的创新电子电路设计、信号处理以及辐射测试。John Okyere Attia博士曾两次获得教学奖。并且同时为Sigma Xi、Tau Beta Pi、Kappa Alpha Kappa和Eta Kappa Nu的注册会员。另外John Okyere Attia博士也是德克萨斯州已注册专业工程师。

文摘

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序言

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《电子电路设计与仿真实用指南》 前言 在日新月异的电子技术领域，扎实的理论基础与精湛的实践技能是每一位电子工程师必备的核心竞争力。从基础的元件特性理解，到复杂的系统级设计，再到高效的仿真验证，每一个环节都至关重要。本书旨在为广大电子工程领域的学生、技术人员及爱好者提供一本全面、实用且易于上手的电子电路设计与仿真参考书。我们力求通过清晰的阐述、丰富的实例和贴近实际的设计流程，帮助读者掌握电子电路设计的核心思想、常用工具的使用方法以及仿真分析的关键技巧，从而能够独立完成从概念到实现的电子产品设计。 第一章 电子电路基础回顾与设计思维启蒙 本章将系统梳理电子电路设计所必需的基础理论知识，包括但不限于： 电路基本定律与定理： 欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理等，并通过实例加深理解。 基本电子元件特性： 深入分析电阻、电容、电感、二极管、三极管（BJT）、场效应管（MOSFET）等有源和无源元件的伏安特性、频率响应、瞬态响应等关键参数，以及它们在电路中的作用和设计考量。 信号的分类与处理： 区分模拟信号与数字信号，介绍信号的频谱、带宽、失真等概念，以及滤波、放大、衰减等基本信号处理技术。 集成运放（Op-amp）原理与应用： 详细讲解理想运放模型，分析同相、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本应用电路，并探讨实际运放的限制性因素（如有限的开环增益、输入偏置电流、输入失调电压、输出摆幅等）。 反馈原理与稳定性： 阐述负反馈和正反馈的概念，分析负反馈对电路性能（如增益稳定性、带宽扩展、失真抑制、输入输出阻抗改变）的影响，并初步介绍稳定性分析的基本概念。 设计思维的建立： 引导读者建立从需求分析到方案设计，再到具体电路实现的完整设计流程。强调模块化设计、接口定义、参数选择、可靠性考量以及成本控制等工程实践中的重要原则。 第二章 电子设计自动化（EDA）工具概述与基本操作 在现代电子设计中，EDA工具是不可或缺的伙伴。本章将聚焦于EDA工具的基本理念和核心功能，为后续的电路设计与仿真打下坚实基础： EDA工具的角色与价值： 介绍EDA工具在缩短设计周期、提高设计精度、降低设计成本、实现复杂功能等方面的关键作用。 主流EDA工具的体系结构： 概述常见的EDA工具链，包括原理图绘制、仿真分析、PCB布局布线等模块，并简要介绍其相互之间的联动关系。 图形化用户界面（GUI）的理解： 学习如何高效地导航和操作EDA软件的图形界面，包括菜单、工具栏、对话框、属性编辑器等常用元素的运用。 库文件的管理与使用： 讲解元器件库的构成、分类、调用与管理，以及如何创建和编辑自定义元器件模型。 工程文件的创建与组织： 学习如何创建新工程，组织原理图文件、仿真模型文件、PCB文件等，并理解工程文件的基本结构。 第三章 模拟电路原理图设计实践 本章将结合实际案例，详细演示如何在EDA环境中进行高质量的模拟电路原理图设计： 原理图绘制的规范与技巧： 强调连线清晰、元件摆放合理、导线命名规范、总线的使用、层次化设计等原则，以提高原理图的可读性和可维护性。 常用模拟电路模块的设计： 直流电源电路： 稳压电源（线性稳压器、开关稳压器）、滤波电路（RC滤波、LC滤波）、去耦电容的使用。 放大电路： 单级、多级放大器（共射、共集、共基组态）、差分放大器、仪表放大器、功率放大器（AB类、D类）的设计与选择。 滤波器电路： 低通、高通、带通、带阻滤波器的基本结构（RC、RL、RLC）、有源滤波器（巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔）的设计原则。 振荡器电路： RC振荡器（移相、文氏电桥）、LC振荡器（哈特利、科尔皮兹）、晶体振荡器的原理与设计。 信号调理电路： 信号的衰减、放大、隔离、阻抗匹配、偏置设置等。 元器件选型的考虑因素： 针对不同应用场景，分析电阻（精度、功率、温度系数）、电容（耐压、容量、ESR、温度特性）、电感（功率、电流、频率特性）、二极管（整流、稳压、肖特基）、三极管/MOSFET（电流、电压、功率、开关速度、导通压降）等的选型依据。 原理图的检查与验证： 学习如何使用EDA工具自带的DRC（Design Rule Check）功能，以及手动检查连接错误、参数设置错误等。 第四章 模拟电路仿真技术与方法 仿真在现代电子设计中扮演着至关重要的角色，能够极大地提高设计效率和产品可靠性。本章将深入探讨各种模拟电路仿真技术： 仿真基础概念： 介绍仿真器的工作原理，包括网表解析、数值求解方法（如欧拉法、龙格-库塔法）等。 SPICE仿真模型： 讲解SPICE模型的基本语法和格式，以及如何理解和使用各种元器件的SPICE模型。 仿真类型详解： 瞬态分析（Transient Analysis）： 仿真电路在时域上的响应，用于分析信号的动态行为、上升/下降时间、过冲/下冲等。 直流工作点分析（Operating Point Analysis, .OP）： 计算电路在直流稳态下的各节点电压和支路电流，为其他分析提供初始条件。 直流扫描分析（DC Sweep Analysis, .DC）： 扫描输入信号（电压或电流）或电源电压，观察输出信号的变化，用于绘制I-V曲线、传递特性曲线等。 交流小信号分析（AC Sweep Analysis, .AC）： 扫描输入信号的频率，分析电路的频率响应，如增益、相位裕度、带宽等。 噪声分析（Noise Analysis, .NOISE）： 分析电路中的噪声源及其对输出信号的影响。 傅里叶分析（Fourier Analysis, .FOUR）： 分析信号的谐波分量。 仿真设置与参数配置： 学习如何正确设置仿真求解器、仿真时间、步长、分析类型、输出变量等仿真参数。 仿真结果的解读与分析： 掌握如何查看和分析仿真波形图、数据表，以及如何根据仿真结果评估电路性能、定位设计问题。 参数化仿真与蒙特卡罗分析： 介绍如何通过参数化仿真研究器件参数变化对电路性能的影响，以及使用蒙特卡罗方法进行统计分析，评估电路的容差性能。 仿真脚本的编写与应用： 学习使用仿真脚本实现自动化仿真和批处理，提高仿真效率。 第五章 关键模拟电路模块的设计与仿真实例 本章将通过一系列精心挑选的、具有代表性的模拟电路设计实例，将前几章的理论与实践相结合，引导读者掌握完整的从设计到仿真的流程： 实例一：稳健的单电源运算放大器应用电路设计 设计目标：实现对低电平信号的放大，并考虑单电源供电的限制。 设计内容：选择合适的运放型号，设计偏置电路，实现非反相或反相放大，并进行瞬态分析和直流扫描分析。 实例二：高性能低通滤波器设计与仿真 设计目标：实现特定截止频率和阶数的低通滤波功能。 设计内容：选择滤波器类型（如巴特沃斯），计算元件参数，绘制原理图，进行交流扫描分析，观察幅频和相频特性。 实例三：压控振荡器（VCO）电路设计与仿真 设计目标：设计一个能够根据控制电压改变输出频率的振荡器。 设计内容：选择振荡器拓扑，选择压控元件，绘制原理图，进行瞬态分析，观察频率随控制电压的变化。 实例四：音频功率放大器设计与仿真 设计目标：设计一个能够驱动扬声器的音频功率放大器。 设计内容：选择合适的功率器件和驱动电路，设计前置放大级和功率输出级，进行直流工作点分析、瞬态分析（输入正弦波，观察输出波形失真）、交流分析（观察频率响应）。 实例五：传感器信号调理与放大电路设计 设计目标：设计一个能够从传感器读取微弱信号并进行放大和滤波的电路。 设计内容：根据传感器特性选择合适的输入接口电路，设计差分放大或仪表放大电路，考虑噪声抑制，进行全面的仿真分析。 第六章 高级模拟电路设计与实用技巧 本章将探讨一些更高级的模拟电路设计主题，以及在实际工程中积累的宝贵技巧： 电源完整性（Power Integrity）与信号完整性（Signal Integrity）基础： 简单介绍电源和信号在PCB板上传播时的完整性问题，以及设计中的初步考量。 噪声分析与抑制策略： 深入探讨各种噪声源（热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等）及其在电路中的表现，介绍降噪方法，如滤波、屏蔽、接地技术等。 PCB布局布线对模拟电路性能的影响： 强调PCB布局布线对高频信号、敏感信号、电源和接地的影响，介绍关键的布局布线原则。 模型参数提取与自定义模型的建立： 介绍如何根据实际器件测量数据提取SPICE模型参数，以及如何为一些特殊元件或不常见的元件建立自定义仿真模型。 参数化设计与优化： 学习如何利用EDA工具的参数化设计功能，实现电路设计的快速迭代与性能优化。 设计文档的编写与管理： 强调清晰、完整的设计文档的重要性，包括设计说明、原理图、仿真报告、测试报告等。 第七章 电子设计流程的完整性与工程实践 本章旨在将前述内容融会贯通，展现一个完整的电子产品设计开发流程，并强调工程实践中的重要考量： 从需求到规格： 如何准确理解客户需求，并将其转化为可执行的技术规格。 设计方案的评估与选择： 比较不同设计方案的优缺点，进行技术可行性、成本、功耗、体积等方面的权衡。 原理图设计与仿真验证： 重申原理图设计的重要性，以及仿真在设计验证中的核心地位。 PCB设计与制造： 简述PCB布局布线过程，以及与PCB制造厂商的协作。 硬件调试与问题排查： 介绍实际硬件调试中常用的工具（示波器、万用表、信号发生器等）和方法，以及如何分析硬件故障。 产品测试与可靠性评估： 强调产品测试的重要性，包括功能测试、性能测试、环境测试等，以及可靠性设计的基本理念。 持续学习与前沿技术展望： 鼓励读者保持持续学习的热情，关注电子技术领域的最新发展，如嵌入式系统、物联网、人工智能等在电路设计中的应用。 附录 常用电子元器件规格参数速查表 SPICE仿真基本命令参考 典型模拟电路设计问题与解答 参考文献 结语 本书的编写初衷是为读者提供一个坚实的起点，帮助大家掌握电子电路设计与仿真的基本原理和实践方法。我们深知，电子技术的道路充满挑战，也充满机遇。希望本书能够成为您探索电子世界、实现创新设计的得力助手。在未来的学习与实践中，不断深入、不断探索，您必将在电子工程领域取得丰硕的成果。

评分☆☆☆☆☆

这本关于OrCAD Capture和PSpice的模拟电路设计与仿真书籍，在仿真部分的详尽程度让我印象深刻。PSpice作为一款强大的电路仿真工具，其功能之多、设置之复杂，常常让初学者望而却步。然而，这本书恰好解决了这一痛点。它不仅介绍了PSpice的基本操作界面和常用功能，更重要的是，它循序渐进地讲解了如何利用PSpice进行各种类型的仿真分析，包括瞬态分析、交流分析、直流扫描、噪声分析以及傅里叶分析等。我尤其欣赏书中对不同仿真类型的应用场景的区分讲解，例如，在分析低频信号的失真时，瞬态分析是如何捕捉信号波形的细微变化；在评估电路的频率响应时，交流分析又是如何揭示电路在不同频率下的增益和相移特性。书中的PSpice仿真示例贴合了前面章节讲解的模拟电路设计原理，使得读者能够通过仿真验证理论的正确性，并观察到电路在不同参数设置下的实际表现。作者在讲解仿真设置时，会详细说明每个参数的含义及其对仿真结果的影响，比如在瞬态分析中，如何合理设置仿真时间、步长，以确保仿真结果的准确性和效率；在交流分析中，如何选择合适的频率范围和点数，才能全面地了解电路的频率特性。这些细致的讲解，让我在实际操作中少走了很多弯路，也让我对PSpice的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容让我感到非常惊喜，特别是它在概念解释上的深度和广度。作者没有止步于简单的操作演示，而是深入剖析了模拟电路设计的核心原理，这一点对于希望真正理解电路行为而非仅仅学会软件操作的读者来说，无疑是巨大的福音。书中关于晶体管偏置的讲解，从基础的静态工作点分析，到动态信号的放大原理，再到各种复杂的偏置电路（如自偏置、分压偏置）的优劣势分析，都做了细致的阐述。我特别喜欢其中对不同偏置方式对电路性能影响的对比分析，例如为何在某些应用场景下必须选择分压偏置，它如何克服了自偏置的温度漂移问题，以及这种选择对电路的稳定性和噪声性能带来的影响。书中通过大量的图示和公式推导，将抽象的理论变得直观易懂，配合OrCAD Capture的截图，更是将理论与实践紧密结合。读完这部分内容，我对模拟电路设计中的“为什么”有了更清晰的认识，不再是被动地套用公式，而是能主动地根据电路需求进行设计和优化。作者在讲解时，常常会引入一些经典的模拟电路设计案例，并详细分析其设计思路和关键参数的选取过程，这种“案例驱动”的学习方式，极大地提升了我的学习兴趣和动手能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于掌握模拟电路设计中的一些关键概念和实际应用技巧，提供了非常扎实的指导。它不仅介绍了基础的放大器设计，如单级和多级放大器的增益、带宽、输入输出阻抗等关键参数的计算与优化，还触及了一些更高级的主题，比如滤波器设计。在滤波器设计部分，我学到了如何根据信号的特性和噪声的要求，选择合适的滤波器类型（如低通、高通、带通、带阻），以及如何根据滤波器的阶数和截止频率等参数，在OrCAD Capture中进行电路原理图的设计。书中对不同滤波器设计方法的权衡和选择，如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔滤波器的特点和适用场景，都进行了清晰的对比分析，这让我能够根据具体的应用需求，做出更明智的设计决策。此外，书中还包含了关于运算放大器（Op-Amp）的深入讲解，包括理想运放模型和实际运放的各种非理想特性（如输入偏置电流、输入失调电压、输出摆幅限制、共模抑制比等），以及这些非理想特性对电路性能的影响。通过具体的电路实例，我理解了如何在设计中考虑这些因素，并采取相应的补偿或优化措施。作者在讲解这些内容时，非常注重理论与实践的结合，通过仿真结果来佐证设计理念，让读者在学习理论知识的同时，也能获得实际的工程经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体结构安排和内容进阶逻辑非常清晰，能够引导读者逐步掌握模拟电路设计和仿真的核心技能。从最初的电路基本概念介绍，到元器件模型的理解，再到具体的电路模块（如放大器、滤波器、电源电路）的设计和仿真，最后涉及一些实际应用中的考量，这种循序渐进的方式让学习过程更加顺畅。我特别赞赏书中对不同元器件模型在PSpice中的应用讲解，比如如何选择合适的MOSFET或BJT模型，以及如何理解模型参数的意义。作者在讲解这些内容时，总是会引用实际的元器件手册中的参数，并指导读者如何在PSpice中创建或导入自定义模型，这极大地提升了仿真的准确性和实用性。此外，书中在讲解电源电路部分，例如线性稳压器和开关稳压器的设计，也提供了相当不错的指导。如何选择合适的稳压器芯片，如何计算外围元件参数，以及如何通过仿真来验证其输出电压的稳定性和负载调整率。这些内容都紧密结合了实际工程应用的需求，让我觉得学到的知识不仅仅是理论，更是能够直接应用于实际项目的技能。这本书的附录部分，也提供了不少有用的参考信息，比如常用的元器件参数表和PSpice常用指令的总结，这些都为我后续的学习和查阅提供了便利。

评分☆☆☆☆☆

这本书在将理论知识转化为可执行设计步骤方面做得非常出色，尤其是在PCB布局布线方面。虽然这本书的重点在于电路设计和仿真，但作者并没有忽略PCB设计作为电路实现的关键环节。书中提供了关于模拟电路PCB布局布线的指导原则，这对于初学者来说是极其宝贵的。例如，关于地线处理的原则，如何避免数字信号对模拟信号的干扰，如何进行电源的去耦，以及如何合理安排元器件的位置以缩短信号路径，减少寄生参数的影响。这些指导不仅局限于理论，书中还结合了OrCAD Capture中的PCB设计工具（Allegro）的实际操作演示，虽然不是深度讲解PCB设计软件本身，但通过示例，展示了如何在原理图设计完成后，将电路图导入PCB设计工具，并进行基本的布局和布线。我特别关注了书中关于模拟电路PCB设计中“信号完整性”的讨论，虽然篇幅不长，但点出了关键问题，如高速信号的回流路径，如何通过合理的走线方式降低电磁干扰（EMI）。这些内容为我后续深入学习PCB设计打下了良好的基础，让我明白了一个优秀的模拟电路设计，离不开精心的PCB布局布线。