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1、电子电路CAD（三）分析内容分析内容分析类型分析类型扫描变量扫描变量直流扫描直流扫描DC Sweep激励源激励源参数参数温度温度偏置点偏置点Bias Point小信号直流增益小信号直流增益直流灵敏度直流灵敏度频率响应频率响应AC Sweep/Noise频率频率噪声（需要频率响应分析）噪声（需要频率响应分析）瞬态分析瞬态分析Time Domain(Transient)时间时间傅立叶变换（需要瞬态响应傅立叶变换（需要瞬态响应分析）分析）实验的过程中遇到的问题1n在选择新项目（new-project）后，一定要选择Analog or Mixed-Signal Circuit关闭项目后再次打开n一定要
2、选择open project 而不是open filen关闭的时候选择close projectn*如果关闭后再次打开，看不到PSpice菜单，则需要新建一个项目，将你的电路图拷贝到新项目的page editor中去实验的过程中遇到的问题2n激励源：place part (SOURCE)n电源的电气符号：place power (CAPSYM)n电源地：place groundn连线：place wire(而不是place line！)n节点：place net alias(而不是place Text！)实验的过程中遇到的问题3n1、数字写成字符n例如：差分对电路中的电容C1的容值是5p，但是
3、有同学写成Spn在噪声分析的时候，interval为5，写成了S实验的过程中遇到的问题4n在进行二极管正向特性扫描的时候无法进行图形的绘制n应该选择Secondary Sweep（而不是Temperature Sweep！）实验的过程中遇到的问题5n参数被重复定义n例如：在同一项目中有几张电路图，电源名都定义为V1。n应该重新新建项目，在新项目中开始一个新电路图的仿真分析。实验的过程中遇到的问题6n参数未定义的情况n例如：电路图中绘制的激励源名字是V8，但是在进行DC Sweep的时候voltage source又按照指导书写成V1应为应为V8实验的过程中遇到的问题7n多个仿真文件同时存在的时
4、候，可能会出现进行的AC Sweep却显示的是DC Sweep的内容。在多个仿真文件中进行切换，红色为当前激活状态的仿真文件实验的过程中遇到的问题8n在电气连线的过程中，短接了元器件实验的过程中遇到的问题9n实验结果与书上的结果不一样：元器件选取的型号不一样实验的过程中遇到的问题10n不能够显示结果：n电路图的绘制出现问题或者仿真参数设置出现问题。如果是这些类型的错误，都会有提示。在仿真的过程中一定要注意这些信息！实验的过程中遇到的问题11n双坐标轴使用过程中步骤出错n应该按照以下步骤进行：n1）添加曲线1；n2）添加第2Y轴；n3）添加曲线2。实验的过程中遇到的问题12nMissing va
5、lue参数没有设置n中英文符号：V（out2）和V(out2)n电气符号混用。正负电源都是Vcc实验的过程中遇到的问题13n建立仿真文件后程序中的退出。n原因之一：文件夹或文件名有中文字符实验的过程中遇到的问题14n正负电源使用了相同的电气符号n正负电源没有连接好直流工作点的电压和电流电压电流分析内容分析内容分析类型分析类型扫描变量扫描变量直流扫描直流扫描DC Sweep激励源激励源参数参数温度温度偏置点偏置点Bias Point小信号直流增益小信号直流增益直流灵敏度直流灵敏度频率响应频率响应AC Sweep/Noise频率频率噪声（需要频率响应分析）噪声（需要频率响应分析）瞬态分析瞬态分析T
6、ime Domain(Transient)时间时间傅立叶变换（需要瞬态响应傅立叶变换（需要瞬态响应分析）分析）本节要求n掌握温度分析的参数设置n掌握参数扫描分析的参数设置n掌握蒙托卡诺分析的参数设置n掌握最坏情况分析的参数设置n掌握以上分析的模拟结果的显示和分析复运行分析分析内容分析内容分析类型分析类型参数参数Parametric(Sweep)温度温度Temperature(Sweep)统计分析统计分析Monte Carlo/Worst Case保存和加载直流工作点保存和加载直流工作点Save PointLoad Point参数扫描n参数扫描分析是分析计算电路中元器件参数值变化时对电路特性的影
7、响，包括温度、参数变化的影响。统计分析n统计分析是考虑参数变化对电路特性影响的分析技术，包括Monte Carlo分析和最坏情况分析。n在参数扫描分析和统计分析中，由于元器件参数要发生多次变化，因此要进行多次DC分析、AC分析或TRAN分析！ 4.1 温度分析Temperature Sweepn电路中的电阻、晶体管等半导体元器件都与环境温度有关。因此，当温度发生变化时，元器件的参数值也随之发生变化，从而导致电路特性的变化。nPSpice进行电路特性分析的时候，其默认温度是27C，如果要考察其他温度下的电路特性的时候，就可以采用Temperature SweepTemperature Sweep
8、n在Bias point、DC Sweep、AC Sweep和TRAN分析中都可以选择Temperature Sweep，也就是说可以进行不同温度下的直流工作点计算、直流特性扫描。等Temperature Sweep参数设置n首先要选定和设置基本分析类型，例如在瞬态分析基础上进行温度分析例4.1：差分对电路不同温度下的瞬态特性分析n首先设置瞬态分析的参数Output fileTemperature Sweep参数设置在某一个在某一个温度点温度点在某一系在某一系列温度点列温度点多温度点的运行结果V（out2）的曲线如何得知曲线的信息：选中后击右键4.2 参数扫描分析parametric anal
9、ysisn参数扫描的作用是在设定参数值的变化范围及步长后，设定的参数值按照步长每进行一次变化，就进行一次设定的电路基本特性分析。可变化的参数包括独立电压源、独立电流源、温度、模型参数和全局参数等5种。参数扫描的参数设置过程如下n1、首先确定要变化的参数，将其值改为变量名n2、place part将special库中的param放置在电路图中n3、新增变量名，并将其赋初值n4、在设定好的电路特性计算过程中，选择参数扫描，并将变量名填写到相应的位置n5、设定该变量的变化范围及步长参数扫描的例子n例子4.3： 差分对电路中RC1、RC2同时从10K变化到20K时的交流小信号幅频特性的变化情况参数扫描
10、：一定要设定变量n将两个电阻RC1、RC2其阻值改为RvalnRval为参数名所代表的具体取值确定参数nPlace part，选择SPECIAL库中的PARAM放置在电路图上Special库库创建一个新的参数变量n对该PARAM其属性进行编辑1、选择、选择NEW，写入新变量名写入新变量名Rval2、对该、对该变量赋初变量赋初值值对设定参数，确定其变化范围和步长结果参数扫描的参数设置过程如下n1、首先确定要变化的参数，将其值改为变量名n2、place part将special库中的param放置在电路图中n3、新增变量名，并将其赋初值n4、在设定好的电路特性计算过程中，选择参数扫描，并将变量名填
11、写到相应的位置n5、设定该变量的变化范围及步长4.3 Monte Carlo （MC）分析n由于生产工艺的不同或老化等原因，元件值与理想元件值（称为标称值）之间，都存在一定的偏差。比如，标称值为1k的电阻，如果偏差为10%，那么实际元件值可能是在1.1k900之间的某一值。n设计者不仅需要分析当电路元件为标称值的电路响应，还需分析当电路元件值在一定范围内变动时电路响应所发生的变化。n所谓容差分析就是研究元件参数值的变化（公差）对电路特性的影响（公差）；或者相反，由给定的电路特性的公差，求元件参数值的公差。一般来说，保证电路在性能指标范围内，应尽可能地扩大元件的容差范围以便降低成本。Monte
12、Carlo分析n为了模拟实际生产中因元器件值的分散性所引起的电路特性的分散性，PSpice提供了一种随机抽样、统计分析的方法，即Monte Carlo方法。Monte Carlo方法n首先根据实际情况确定元器件值的分布规律，采用的元器件值从其分布中随机抽样，然后多次重复进行指定的电路特性分析，对完成后的特性分析结果进行统计分析，就可以得到电路特性的分散变化规律。n通过与规范值相比较，就可以得到满足规范要求的电路所占的比例，即成品率。元器件值的分布规律-高斯分布n高斯分布元器件值的分布规律n均匀分布uniform，表示在范围内的取值其概率是一样的n例如：1K，5%精度的电阻，如果符合均匀分布，则
13、1049欧、951欧、1000欧、999欧的概率完全一样，而1051欧和949欧的概率为0。MC参数设置步骤n1、需要参数变化的元器件符号替换为breakout库中的符号n2、设置模型参数名，且指明其参数变化规律n3、设置MC选项n4、进行MC分析n例子4.3.3：差分对电路中电阻RC1、RC2发生随机变化时，对交流小信号AC分析输出结果V（out2）的影响将RC1、RC2替换为RBreakBreakout库设置RBreak选择Implementation填入填入RBreak选中元器件的情况下设置模型名Rmode及其特性nLot:几个元器件按照同一规律变化电阻模电阻模型型电阻倍电阻倍乘因子乘因
14、子电阻独立电阻独立变化，范变化，范围围5%将2个电阻的implementation设为那个模型名Rmode！设置MC的其它参数只算只算10次次参数值分参数值分布规律布规律More setting在输出文在输出文件中列出件中列出参数值参数值输出曲线Output filenMean Deviation = -1.8146nSigma = 2.2225n RUN MAX DEVIATION FROM NOMINALnPass 3 4.9759 (2.24 sigma) lower at F = 1.0000E+03n ( 95.181% of Nominal)Pass 3所采用的模型参数值n * U
15、PDATED MODEL PARAMETERS TEMPERATURE = 27.000 DEG Cn MONTE CARLO PASS 3n*n * CURRENT MODEL PARAMETERS FOR DEVICES REFERENCING RC1n R_RC1 R_RC2 n R 1.0304E+00 9.5053E-014.4 最坏情况分析Worse-Case analysisn按引起电路特性向同一方向变化的要求，分别确定每个元器件的增/减变化方向，然后再使这些元器件同时向电路特性变坏的方向按其可能的最大变化范围进行特性分析。n参数变化会引起电路特性怎样的变化？n因此，WC分析是一
16、种极端分析。WC分析的步骤1n1、进行一次标称值分析n2、对要考虑其模型参数值发生变化的元器件分别进行一次灵敏度分析，确定该值变化时引起电路特性变化的大小和方向n3、按照电路特性变坏的方向，确定每一个元器件值的变化方向WC分析的步骤2n4、根据上步的结果，使每个元器件均向“最坏方向”按其最大可能范围变化，然后进行一次电路分析，得到最坏情况分析结果，并于标称值分析结果进行比较。WC分析的过程n1、将影响电路性能的元器件改为Breakout库中的相应符号（同MC分析）n2、设定变化模型（同MC分析）3、WC分析参数设置More settings确定变坏的方向确定变坏的方向输出图形Output fi
17、len RUN MAXIMUM VALUEnR_RC2 Rmode R 103.35 at F = 1.0000E+03n ( .9289% change per 1% change in Model Parameter)nNOMINAL 103.26 at F = 1.0000E+03nR_RC1 Rmode R 103.25 at F = 1.0000E+03n ( -.07 % change per 1% change in Model Parameter)WC分析结果n WORST CASE ALL DEVICES n*nDEVICE MODEL PARAMETER NEW VALUE nR_RC1 Rmode R 1.05 (Increased)nR_RC2 Rmode R .95 (Decreased)nWC结果n * SORTED DEVIATIONS OF V(OUT2) TEMPERATURE = 27.000 DEG Cn WORST CASE SUMMARYn* RUN MAXIMUM VALUEnNOMINAL 103.26 at F = 1.0000E+03nALL DEVICES 98.094 at F = 1.0000E+03n ( 95 % of Nominal)
