基于OrCAD電路設計軟件的高頻電子線(xiàn)路仿真分析

摘要：本文基于OrCAD／Pspice電子線(xiàn)路計算機輔助分析設計軟件以實(shí)現高頻電子線(xiàn)路的綜合電路分析仿真為目的，針對回路使用的信號頻率比較高，電路實(shí)現的功能多、結構復雜，造成OrCAD設計軟件在仿真過(guò)程時(shí)運算量大，電路調試過(guò)程變得復雜、電路的元器件參量?jì)?yōu)化難度大，通過(guò)采用復雜電路的仿真調試關(guān)聯(lián)優(yōu)化的方法對變容二極管調頻與功率放大及發(fā)射電路的仿真過(guò)程進(jìn)行分析，仿真效果表明，采用關(guān)聯(lián)優(yōu)化方法能有效提高優(yōu)化設計效率。
關(guān)鍵詞：OrCAD；高頻電子線(xiàn)路；調頻；仿真

OrCAD／Pspice是個(gè)通用的電子線(xiàn)路計算機輔助分析設計軟件，是電路計算機仿真程序中極為優(yōu)秀的一款軟件。具備強大的電路設計與仿真能力，能夠方便地實(shí)現電子線(xiàn)路的直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、噪聲分析、靈敏度分析、傅里葉分析、諧波失真分析以及在不同溫度下的電路性能分析，完成電子線(xiàn)路的元器件參量?jì)?yōu)化。提供了豐富的電子元器件模型，能實(shí)現各電路參量的測試、分折功能及器件庫的構建功能。隨著(zhù)OrCAD／Pspice快速發(fā)展，實(shí)現各種功能時(shí)操作變得越為簡(jiǎn)化，受編程過(guò)程限制越少，且對電路的計算和仿真越為準確。在掌握電路原理的基礎上，能方便地利用電子輔助仿真設計軟件Pspice完成所需電路的設計分析和器件特性分析。筆者將對可變電容調頻與功率放大及發(fā)射電路的仿真過(guò)程進(jìn)行分析探討。

1 OrCAD／Pspice在高頻電子線(xiàn)路仿真中的優(yōu)勢作用
高頻電子線(xiàn)路中的振蕩電路、調幅電路、混頻電路、調頻電路、解調電路在生活中應用非常廣泛，在設計和生產(chǎn)中，利用OrCAD／Pspi ce來(lái)輔助分析所需高頻電路的各項功能和特性指標，能方便實(shí)現高頻電子線(xiàn)路各種設計需要。而且應用OrCAD／layout phus能快速完成滿(mǎn)足線(xiàn)路性能要求的實(shí)際印制電路板的設計。最為重要的是OrCAD／Pspice軟件計算準確，使設計仿真的指標更符合電路的實(shí)際效果。高頻電子線(xiàn)路設計的復雜性，OrCAD電路軟件的高效性，使得OrCAD／Pspice進(jìn)行高頻電子線(xiàn)路設計、仿真、分斬、制造時(shí)，更充分體現了OrCAD輔助設計技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：縮短了設計周期，提高了設計制造項目的整體效率，節約了設計成本；利用OrCAD中的靈敏度分析、容差分析、噪聲分析、最壞情況分析、優(yōu)化參量分析功能，使得質(zhì)量得到提高和保證；OrCAD大量的單元設計和豐富的元器件模型及易于調整的模型參數，為復雜的設計分析提供了便利。雖然，OrCAD提供了高效平臺，但對設計分析高頻綜合電路時(shí)，還得學(xué)習掌握OrCAD分析、調試、優(yōu)化電路的方法，才能讓OrCAD效能得以更好的體現。如在OrCAD／Pspice電子線(xiàn)路計算機輔助分析設計軟件在進(jìn)行高頻電子線(xiàn)路的綜合電路分析仿真時(shí)，因回路信號頻率高，電路復雜，造成仿真運算量大，仿真調試過(guò)程復雜、優(yōu)化參量難度大，若非有意識地提高設計效率，很多設計者會(huì )浪費大量的精力在調試和參量?jì)?yōu)化過(guò)程中。

2 仿真電子原理圖
如圖1所示為實(shí)用變容二極管謂頻、功率放大及發(fā)射電路，左端IN接口為調制信號輸入。右端OUT天線(xiàn)為調頻信號經(jīng)功率放大后發(fā)射輸出，電路中三極管Q1與電容C1、C2、C3、C4、電感L1及變容二極管D10組成載波信號的形成和調制信號的調頻工作級，調頻好的信號經(jīng)電容C12耦合輸入到三極管Q2和電容C11、變壓器TX1組成的小信號諧振放大級，該級放大電路工作在甲類(lèi)放大狀態(tài)，調頻信號經(jīng)Q2級諧振放大后輸入功率放大Q3級，Q3級作為功率輸出級要求兼顧高功率和高效率輸出，所以在丙類(lèi)放大，且要求工作在臨界弱過(guò)壓狀態(tài)。最終經(jīng)過(guò)合理放大后從OUT發(fā)射出去。