在数字系统的仿真过程中经常用到多谐振荡器。多谐振荡器不需要外加触发信号便能自行产生一定频率和一定宽度的矩形波，这一输出波形用于电路中的时钟信号源。实际应用过程中经常用到TTL或CMOS门电路构成的多谐振荡器，可是我们发现：直接应用OrCADCapturePSpice元件库中的门电路元件进行仿真时，可以发现结果总是失败的，不能产生正确的输出波形。如果采用其他电路仿真软件，比如Multisim和Protel，同样不能正确仿真。这是因为这些软件中数字器件的模型与模拟器件的模型不同，在仿真过程中处理两种器件的算法是截然不同的。通常说来电路设计人员必须将电路分为模拟部分和数字部分，分别进行仿真，但在很难分离电路的情况下，则应采用数模混合的仿真，这时必须使用模拟／数字接口。对于门电路多谐振荡器电路的仿真，如果采用数字电路仿真，由于数字仿真时是分析逻辑电子，所以无法仿真出门电路振荡器的输出波形。在实践经验的基础上，本文提出了将门电路多谐振荡器转变为模拟电路进行仿真的方法，并进一步提出了构造由模拟子电路模型构成新元件，然后再对新元件构成的电路进行仿真的方法。

2 采用TTL电路构成门电路实现对多谐振荡器的仿真
根据门电路多谐振荡器的原理，将电路中用到的数字电路元件与非门模型用模拟电路元件构成的电路代替。具体的电路如图1所示。

图中虚线框中的部分为被分立元件代替的与非门。从图中可见两个与非门相同。Q3和Q9构成一个多发射极三极管，Q5，R2，R7，是中间级起到放大作用，R3，Q1，Dl，Q7构成输出级实现反相作用。具体的仿真步骤如下。

首先在OrcadCapture中创建可以进行PSpice仿真的工程项目；其次在Schematic文件夹中新建Page页并在该页中画出图1所示的多谐振荡器电路，Q2N2222D1N3910在DIODE中，V1在source库中，Vcc在place powerCAPSYM库中，地0在place powerSOURCE库中，电阻在ANALOG库中；再次进行电气规则检查，若存在ERC检查发生错误，则应该根据的错误信息，对电路进行检查和修改直到修正完所有的错误；新建SimulationProfile，设置好相关的参数并进行仿真。在本例中相关参数的设置为：timedomain(transientanalysis)仿真，仿真的时间到0．2 ms，从0ms开始存储数据。

3 建立新元件实现对多谐振荡器的仿真

直接采用模拟电路元件构成门电路可以实现对多谐振荡器的仿真。该方法原理简单，但实际应用中较为烦琐，原因是需要重复画很多相同的电路，而且还占用了很大的图纸空间，这对于仿真含多谐振荡器的电路更是如此。如何有效的解决这个问题，是一个难点。在研究OrCADCapture Pspice的基础上发现创建新元件进行电路仿真是一个有效的方法。对于本例创建新元件的具体步骤如下：

第1步：打开PSpiceModelEditor。ModelEditor可以用来决定许多标准元件的模型参数比如说双极形晶体管，也可以用来创建子电路模型比如说运算放大器。在这里将用Model Editor首先创建一个新的库文件，起名为mylib．lib，用于创建新元件的电路模型。

第2步：在出现的modellist窗口中新建一个model起名为nand。创建nandmodel时应当注意从子电路模型中拷贝。

第3步：采用PSpice语言建立子电路模型。在这里将为与非门建立子电路模型。具体的电路如图2所示。为方便编写程序已为电路标上了相应的节点号n1至n8，a，b，c为与非门的输入输出端，VCC和gnd为电源端和接地端。在电路模型编辑窗口，编辑PSpice模型程序文件如图2所示。

上述程序也可以通过一个较为简便的方法得到。首先新建一个页，从库中调出元件，画出图2所示的电路。选用OracdCaptureTools菜单栏中命令create netlist，创建输出网表文件，创建的过程中应当注意选中选项createhierarchicalformatnetlist，得到网表文件后对其进行修改使其成为上述程序。

第4步：修改元件符号库mylib．olb中nand元件的符号，使其方便于使用。

第5步：新建工程文件oscillator．dsn，在新建页面中画出采用新建符号nand构成的多谐振荡器，电路如图3所示。图中建立了两个电压波形测试点outl和out2，放置了电压测试标置。在U1，U2的元件参数属性中将PSpicetemplate设置为X·@REFDES％A％B％C％GND％，VCC@MODEL。

第6步新建simulation profile,设置好相关的参数在本例中设置的参数为time domain(transient analysis),仿真的时间到0.2ms，从0ms开始存储数据。此外配置mylib．lib为本工程文件的库搜索范围。需给电容赋一个不为0的初始条件，比如令C1初始值为0．1 V，在不赋初值的条件下对电路进行仿真，由于算法原因电路的输出结果将为零。

第7步：对电路进行仿真，电路的仿真结果如图4所示。该仿真结果同对图1进行仿真的结果。通过对波形的测量发现其周期为39us。这一结果和理论分析的结果一致。

4 结 语

实际应用表明：直接应用orCADCapturePSpice元件库中门电路元件不能对门电路多谐振荡器进行仿真。建立具有模拟电路构成子电路模型的与非门元件，构成多谐振荡器电路并对电路进行仿真，是一个有效解决仿真问题的方法。该方法不仅简便易行，而且建立的元件可以重复使用，故该方法对其他复杂电路的仿真具有普遍的参考价值。