Hướng dẫn sử dụng orcad

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

1 Khởi động Orcad Capture

Start Programs Orcad Family Release 9.2 Capture

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

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

Tab Select

Tab Miscellaneous

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 file văn bản: File NewText File

Tên Project

Đường dẫn tới thư mục lưu Project

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

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

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

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

Open Save

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

Sao chép đối tượng được chọn và cất vào Clipboard (tương

Paste Undo Redo

M RU Zoom in Zoom out Zoom Area Zoom All Annotate Back Annotate Design Rule Check

Creat Netlist

Cross Reference

Bill of Materials Snap to Grid Project Manager Help Topic

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

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

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

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

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

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

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

Cho phép quan sát toàn bộ trang sơ đồ mạch

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

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

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

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)

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)

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) Bật hoặc tắt chức năng dính trên các điểm lưới

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

Tool Palettes

Bảng 2

Place Part Place Wire Place Net Alias Place Bus Place Junction Place Bus Entry Place Power Place Ground Place Hierarchical

Block Place Hierarchical

Port Place Hierarchical

Pin Place Off-page Connector Place No Connect

Place Line Place Polyline Place Rectangle Place Ellipse Place Arc Place Text

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

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)

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

Tạo Bus (tương đương với lệnh Bus trên menu Place ) Tạo các giao điểm của các dây dẫn cắt nhau

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Editor Tool Palettes

Place IEEE Symbol Place Pin

Place Pin Array Place Line Place Polyline Place Rectangle Place Ellipse Place Arc Place Text

Đặt các ký hiệu của IEEE

Vẽ 1 chân linh kiện

Vẽ dãy chân linh kiện

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:

Name: Tên chân

Number: Số hiệu chân

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

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

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

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:

trên thanh menu

Shift+P

Khi đó cửa sổ Place Part hiện ra

Trong Library: Chọn thư viện chứa linh kiện ANL_MISC Trong Part List: Chọn tên linh kiện555B

Chọn xong, nhấp chuột vào OK

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

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

3.2 Chỉnh sửa linh kiện

• Nháy chuột trái để chọn linh kiện cần chỉnh sửa

• Nháy chuột phải

Trong trang Part Editor, di chuyển chân IC sao cho phù hợp,

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

Xoay linh kiện theo ý muốn thực

Ta vẽ được sơ đồ mạch như sau

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

4 Orcad Pspice

Pspice Toolbar in Capture

New Simulation Profile Edit Simulation Settings

Run PSpice View Simulation Results

Voltage/ Level Marker Voltage Differential Marker

Current Marker Power Dissipation Maker

Enable Bias Voltage Display

Enable Bias Current Display

Enable Bias Power Display

File Toolbar in PSpice

Mở một trang mô phỏng mới

Mở cửa sổ Simulation Setting để chọn các điều kiện mô

phỏng mạch Chạy trình PSpice Xem kết quả mô phỏng Đầu dò mức điện áp tại mỗi điểm Đầu dò đo độ chênh lệch điện áp giữa 2 điểm

Đầu dò cường độ dòng điện Đầu dò đo công suất tiêu hao trên mỗi linh kiện Hiển thị điện áp phân cực tại mỗi nút Hiển thị cường độ dòng điện phân cực trên mỗi linh kiện Hiển thị công suất tiêu hao trong điều kiện phân cực

To o l Tên

New Open Append File Save Print

Edit Toolbar in PSpice

Cu t

Co p y Paste Undo Redo

Simulate Toolbar in PSpice

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

Sao chép phần đã chọn vào Clipboard Dán nội dung trong Clipboard vào trang đồ thị Xóa thao tác vừa thực hiện, lấy lại trạng thái trước đó

Lấy lại lệnh vừa thực hiện

Probe Toolbar in PSpice

Zoom In Zoom Out Zoom Area Zoom Fit Log X Axis Fourier Performance Analysis Log Y Axis Add Trace Eval Goal Function

Mô tả

Phóng to trang đồ thị Thu nhỏ trang đồ thị Phóng lớn vùng đồ thị được chọn Hiển thị toàn bộ phần trên trang đồ thị Thay đổi thang chia của trục X Phân tích tín hiệu theo vạch phổ tần, dạng Fourier Tắt/mở trang đồ thị phân tích dạng tích hợp Thay đổi thang chia của trục Y

Vẽ thêm đồ thị

Xử lý tín hiệu theo dạng hàm tích hợp

Text Label Cho phép ghi Text lên trang đồ thị

Cursor Toolbar in PSpice

Cursor Peak Cursor Trough Cursor Slope Cursor Min Cursor Max Cursor Point Cursor Search Cursor Next Tran Cursor Previous Tran

Mark Label

Mô tả

Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có biên độ lớn nhất Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có biên độ nhỏ nhất Con trỏ di chuyển ngay tới điểm có độ dốc lớn nhất Con trỏ di chuyển ngay tới điểm cực tiểu Con trỏ di chuyển ngay tới điểm cực đại Con trỏ di chuyển tới các điểm dữ liệu trên đồ thị

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

Đưa con trỏ tới điểm nhảy mức tiếp theo của tín hiệu xung/số Đưa con trỏ tới điểm nhảy mức trước của tín hiệu xung/số

Đặt tọa độ tại vị trí của con trỏ

Always On Top View Circuit File View Simulation Output File

View Simulation Results

Simulation Queue Edit Simulation Settings

Bà i 1

a Vẽ sơ đồ mạch điện như hình 1

R1 22k

Q1 Q2SC1815

56k

R3 5.6k

Q2 Q2SC1815

Tạo một mô phỏng mới

Capture, một cửa sổ New Simulation xuất hiện:

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

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

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

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

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

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

5.843V

V1

12Vdc 0V

3.060uA

452.1uA

R1 22k

444.8uA

1.099mA

R3 5.6k

1.099mA

V1

12Vdc 1.552mA

-447.8uA 56k

Q2

A -1.107mA

447.8uA

R2 1k

R4 1.2k

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

R1 22k

C1

Q1

R3 5.6k

Q2

0

C2 10uF

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

Cửa sổ New Simulation được mở ra:

sử là "AC Sweep"

• Trong khung Inherit From: Chọn SCHEMATIC1-

Bias Point

• Click Creat

Cửa sổ Simulation Setting được mở ra:

• AC Sweep Type: Chọn Logarithmic (Thang Logarith)

• 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)

Chạy mô phỏng bằng một trong 3 cách:

• 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

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:

Phân tích mạch theo biến thời gian (Transient)

C1

R1 22k

Q1

R3 5.6k

Q2

C2 10uF

0

V1

12Vdc

VOFF = 0 VAMPL = 10mV

0

R5 56k

Q2SC1815

R4 1.2k

0

C3 220uF

R6 5k

R9

150

R10 1k

Q3 Q2SC1815

D1N4148 Q4 Q2SA1015 R5

3.9k

Q2 Q2SC1815

13.47V

D2 D1N4148

D1N4148 R2

Q4 Q2SA1015

D1

R 11

560 267.4uA

Q2SD880 -93.34pA

D1N4148 D2 D1N4148

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

0

C2 220uF R1 68k C1

R9

150 R10 1k

Q3 Q2SC1815

V2 10uF

R2 10k

Q1 Q2SC1815

R5 1k

R4

150

C4 220uF

R7 47k C7 100pF R8 3.9k

D1 D1N4148 D2 D1N4148

Q2 Q2SC1815

D3 D1N4148 Q4 Q2SA1015

0

C2 220uF R1 68k C1

R9

150 R10 1k

Q3 Q2SC1815

R2 10k

Q1 Q2SC1815

R5 1k

R4

150

C4 220uF

R7 47k C7 100pF R8 3.9k

D1 D1N4148 D2 D1N4148

Q2 Q2SC1815

D3 D1N4148 Q4 Q2SA1015

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)

0

C2 220uF R1 68k C1

Q1

R3

10uF C8

R6 10k

C5 47uF

R9

150 R10 1k

Q3 Q2SC1815

R2 10k

Q2SC1815

R4

150

R5 1k

R 14 10k 100uF

C4 220uF

R7 47k C7 100pF R8

3 9k

D1 D1N4148 D2 D1N4148

Q2 Q2SC1815

D3 D1N4148

Q4 Q2SA1015

4

8 76

5

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:

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

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

C1

0.47uF D2 D1N3940

0V

R4 Out

R4

0A

b Phân tích đáp ứng đầu ra khi cho nguồn đầu vào thay đổi (DC Sweep) 0

Tạo một mô phỏng mới và thiết lập các tham số như hình dưới