电子电路CAD技术——基于OrCAD-92--第4章-PSpice软件与电路特性模拟

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1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 第第4章章PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟本章主要以一个简单差分对电路为例,重点介绍如何设置基本电路特性分析的参数，激励信号波形的设置，基本电路特性分析方法。OrCAD/Pspice9将基本直流分析、直流DC扫描、交流小信号AC分析和瞬态分析TRAN作为4种基本的分析类型。在电路模拟中，根据分析要求，建立模拟类型分组（SimulationProfile），以确定分析类型和设置分析参数。每一种电路的一个模拟类型分组中只能包括上述4种基本

2、分析类型中的一种，但可以同时包括温度特性分析、参数扫描、蒙托卡诺分析和直流工作点的存取等。同一个电路，可建立多个模拟类型分组，PSpice通过模拟类型分组来确定分析类型和设置分析参数。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.1OrCAD/PSpice软件的构成YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.1.2PspiceA/D支持的元器件类型(1)基本无源元件；R,C,L,K,T(2)

3、常用的半导体器件；D,Q,J,M,B(GaAsFET),Z(3)独立电压源和独立电流源；DC,AC,Tran,Digi(4)各种受控电压源、受控电流源和受控开关；(5)基本数字电路单元；TTLCMOSIC,CPLD.(6)常用的单元电路;Amp.整体PspiceA/D为不同类别的元器件赋予不同的字母代号，如表4-1所示。(p.75)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.1.3PspiceA/D分析的电路特性Pspice A/D可分析的电路特性有6类15种，如表4-2所示。(p.75)4

4、.1.4电路模拟的基本过程1.新建设计项目(Project)2.电路图生成3.电路特性分析类型和分析参数设置4.运行PspiceA/D程序5.模拟结果的显示和分析6.电路优化设计7.设计修正8.设计结果输出YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.1.5Pspice中的数字、单位和运算式1、PspiceA/D中的数字（表4-3）2、PspiceA/

5、D中的单位：实用工程单位制（S,A,V,Hz,.)3、PspiceA/D中的运算表达式和函数YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.1.6电路图中的节点编号和输出变量表达式1、电路图中的节点编号2、输出变量的基本表示格（1）电压变量的基本格式（2）电流变量的基本格式3、输出变量的别名表示(Alias)(1)交流小信号AC分析中的输出变量名(p.79)(2)用元器件引出端名边式的输出变量YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpi

6、ce软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.2 模拟电路分析计算的基本过程模拟电路分析计算的基本过程包括四个阶段：4.2.1绘制电路图4.2.2分析类型确定和参数设置4.2.3模拟分析计算4.2.4电路模拟结果分析下面结合具体实例介绍。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟Pspice中的分析类型 一、基本分析类型一、基本分析类型直流分析（DCSw

7、eep)交流与噪声分析（ACSweep/Noise)瞬态分析，即时域分析TimeDomain（Transient)直流工作点分析（直流偏置分析BiasAnalysis)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟Pspice中的基本分析方法 二、高级分析类型二、高级分析类型SecondSweep参数分析(ParametricSweep)温度分析(TemperatureSweep)最坏情况分析(Worstcase)蒙特卡洛分析(MonteCarlo)YANGTZE NORMAL UNIVERSIT

8、Y物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟选择“BiasPoint”，完成直流工作点分析设置。然后运行Run，即可完成直流工作点分析。在分析过程中，Pspice将电路中的电容开路、电感短路，对各信号源取其直流电平值。直流工作点分析结果存入Outputfile文件中，其内容包括：各个节点电压，流过各个电压源的电流，总功耗以及所有非线性受控源和半导体器件的小信号（线性化）参数。4.3直流工作点分析YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.4

9、直流灵敏度分析(DCSensitivity)4.4.1灵敏度分析的含义灵敏度分析就是定量分析、比较电路特性对每个电路元器件参数的敏感程度。PSpice中直流灵敏度分析是分析指定的节点电压对电路中电阻、独立电压源和独立电流源、电压控制开关和电流控制开关、二极管、双极晶体管共5类元器件参数的敏感度，并将计算结果自动存入OUT输出文件中。需要注意的是对一般规模的电路，灵敏度分析产生的OUT输出文件中包含的数据量将很大。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.4.2 灵敏度的定量表示灵敏度的定量

10、表示 Pspice中采用两种不同的方式定量表示直流灵敏度图4-8电阻分压电路YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟运行之后在输出文件中查看结果YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.5 直流传输特性分析直流传输特性分析(Transfer Function)4.5.1功能进行直流传输特性分析时，PSpice程序首先计算电路直流工作点并在工作点处理电路元件进行线性化处理，然后计算出线性化

11、电路的小信号增益、输入电阻和输出电阻并将结果自动存入OUT文件中。本项分析又简称为TF分析。4.5.2参数设置（见实例）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.6 直流特性扫描分析直流特性扫描分析(DC Sweep)直流特性扫描分析的作用是：当电路中某一参数（称为自变量）在一定范围内变化时，对自变量的每一个取值，计算电路的直流偏置特性（称为输出变量）。在分析过程中，将电容开路，电感短路，各个信号源取其直流电平值；若电路中还包括有逻辑单元，则将每个逻辑器件的延时取为0，逻辑信号激励源取其t

12、=0时的值。在进行直流特性扫描分析时，还可指定一个参变量并确定其变化范围。对参变量的每一个取值，均使自变量在其变化范围内按每一个设定值，计算输出变量的变化情况。直流特性扫描分析在分析放大器的转移特性，逻辑门的高低逻辑阀值等方面均有很大作用。本项目分析又简称为DC分析。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟3.7 交流小信号频率特性分析交流小信号频率特性分析(AC Sweep)3.7.1功能本项分析的作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。分析时首先计算电路的直流工作点，并在工作点处对电路中

13、各个非线性元件作线性化处理得到线性化的交流小信号等效电路。然后使电路中交流信号源的频率在一定范围内变化并用交流小信号等效电路计算电路输出交流信号的变化。本项分析又简称为AC分析。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟3.7.2 频率参数设置频率参数设置 结合实例介绍YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.8 噪声分析噪声分析(Noice Analysis)4.8.1功能电路中每个电阻

14、和半导体器件在工作时都要产生噪声。为了定量表征电路中的噪声大小，PSpice采用了一种等效计算的方法，具体计算步骤如下。(1)选定一个节点作为输出节点，将每个电阻和半导体器件噪声电源在该节点处产生的噪声电压均方根（RMS）值叠加。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟(2)选定一个独立电压源或独立电流源，计算电路中从该独立电压源（电流源）到上述输出节点处的增益，再将第(1)步计算得到的输出节点处总噪声除以该增益就得以在该独立电压源（或电流源）处的等效噪声。由此可见，等效噪声相当于是将电路中

15、所有的噪声都集中到选定的独立电压源（或电流源）处。其作用大小相当于是在输入独立源处加上大小等于等效噪声的噪声源，则在节点处产生的输出噪声大小正好等于实际电路中所有噪声源在输出节点处产生的噪声。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟输出噪声的节点变量等效输入噪声源位置输出结果间隔的点频数4.8.2噪声分析中的参数设置YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟YANGTZE NORMAL UN

16、IVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.9 瞬态特性分析瞬态特性分析(Transient Analysis)4.9.1 功能 瞬态特性分析的目的是在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。进行瞬态分析时，首先计算t=0时的电路初始状态，然后从t=0到某一给定的时间范围内选取一定的时间步长，计算输出端在不同时刻的输出电平。瞬态分析结果自动存入以DAT为扩展名的数据文件中，可以用Probe模块分析显示结果信号波形。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSp

17、ice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟在PSpice瞬态分析中，输入激励信号的波形可以采用脉冲信号、分段线性信号、正弦调幅信号、调频信号和指数信号5种不同形式的波形。瞬态特性分析又称为TRAN分析。4.9.2瞬态分析中的参数设置YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.9.3 用于瞬态分析的五种激励信号用于瞬态分析的五种激励信号1脉冲信号（Pulse）脉冲信号是在瞬态分析中用得较频繁的一种激励信号。描述脉冲信号波形涉及到7个参数。表4-6列出了这些参数的含义、单位及内定值。YANGTZ

18、E NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟脉冲波VPULSE，IPULSE中属性的设定例子：以VPULSE为例设置V1=0，V2=2V，TD=2ms,TR=1ms,TF=2ms,PW=4ms,PER=10ms;则VPULSE的波形为：YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟2分段线性信号PWL（Piece-WiseLinear）分段线性信号波形由几条线段组成，为了描述这种信号，只需给出线段转折点的坐标数

19、据即可。图4-19是一个分段性信号波形实例，图中同时给出了描述该波形的数据。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟分段线形波分段线形波 VPWL，IPWL中属性的设定中属性的设定分段线形波通过设定的分段线形波通过设定的样点值，采用插值的方样点值，采用插值的方法勾画出整个脉冲法勾画出整个脉冲例子：以VPWL为例设置T1=0,V1=0V;T2=2us,V2=1V;T3=3us,V3=4V;T4=6us,V2=0V;YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及

20、电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟正弦波VSIN，ISIN中属性的设定例子：以VSIN为例设置VOFF=1V，Frep=1megVAMPL=2V，TD=1us,DF=100K，PHASE=0;则VSIN的波形为：3 调幅正弦信号调幅正弦信号SIN（Sinusoidal Waveform）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟单频调频波VSFFM，ISFFM中属性的设定Value=Voff+Vampl*sin(2*Fc*t+Mod*sin(2*Fm*t)例子：例

21、子：以以VSFFM为例为例 Voff=1v,Vampl=5v Fc=2k,Fm=300Hz Mod=5波形如下波形如下:4调 频 信 号 SFFM（Single-FrequencyFrequency-Modulated）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟指数波VEXP，IEXP中属性的设定例子：以VEXP为例设置V1=0V，V2=2V，TD1=1us,TC1=0.2us,TD2=5us,TC2=0.5us波形为：5 指数信号指数信号EXP（Exponential Waveform）YA

22、NGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.10 傅里叶分析（傅里叶分析（Fourier Analysis）4.10.1功能傅里叶分析的作用是在瞬态分析完成后，通过傅里叶积分，计算瞬态分析输出结果波形的直流、基波和各次谐波分量。因此，只有在瞬态分析以后才可能进行傅里叶分析。4.10.2傅里叶分析中的参数设置每次瞬态分析后不一定进行傅里叶分析，只有在参数设置中选中“EnabledFourier”，才能确保瞬态分析后进行傅里叶分析。进行傅里叶分析前，应设置图-16中下列3项参数：YANGTZE NO

23、RMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟Center：指定傅里叶分析中采用的基波频率，其倒数即为基波周期。在傅里叶分析中，并非对指定输出变量的全部瞬态分析结果均进行分析。实际采用的只是瞬态分析结束前由上述基波周期确定的时间范围的瞬态分析输出信号。由此可见，为了进行傅里叶分析，瞬态分析结束时间不能小于傅里叶分析确定的基波周期。Numberof：确定傅里叶分析时要计算到多少次谐波。PSpice的内定值是计算直流分量和从基波一直到9次谐波。Output：确定进行傅里叶分析的输出变量名YANGTZE NORMAL UN

24、IVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.10.3 结果输出结果输出 傅里叶分析的结果自动直接存入OUT输出文件，分析中不涉及PROBE数据文件。对于差分对电路，按图4-16的设置，傅里叶分析结果如图4-23所示。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟实例：全波整流电路 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟点击进

25、入傅里叶分析设置YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟指定傅里叶分析中采用的基波频率确定输出变量计算谐波次数输出数据起始值设置YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟直流分量基波和各次谐波幅值相位归一化幅值归一化相位在输出文件中YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.11输入激励信

26、号波形的设置输入激励信号波形的设置 用Pspice分析电路时,必须输入激励信号,本节介绍模模拟拟电电路路分析时输入激励信号波形的设置方法.（数字信号源以后讲）4.11.1 模拟信号激励源图形符号模拟信号激励源图形符号 1 SOURCE.OLB 符号库符号库 表4-8 列出模拟信号电压源图形符号名称及作用，相应的图形符号如图4-24所示，实际使用时根据需要选用。（用参数设置方式确定的信号源）2 SOURCSTM.OLB 符号库符号库通 过 交 互 式 编 辑 方 式 确 定 的 信 号 源 均 在SOURCSTM.OLB符号库中（数/模）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及

27、电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.11.2 模拟信号源波形参数的设置方法模拟信号源波形参数的设置方法（已讲过：Pulse,Pwl,SIN,SFFM,EXP）4.11.3 激励信号波形编辑模块激励信号波形编辑模块 StmED优点优点：交互式，可立即看到波形，修改也方便。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟Pspice对电路进行特性分析时，必须在输入端加激励信号波形。不同的分析类型采用不同类型的输入信号波形。VDC直流源VAC交流源VS

28、IN调幅正弦信号VPULSE脉冲信号VPWL分段线性信号VEXP指数信号输入激励信号波形的设置YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.12温度分析温度分析(Temperature Analysis)4.12.1 功能功能众所周知，电阻阻值以及晶体管的许多模型参数值与温度的关系非常密切。温度变化必然通过这些元器件参数值的变化导致电路特性的变化。PSpice中的各个元器件模型都考虑了模型参数与温度的关系。进行电路特性分析时，PSpice的内定温度为27。如果要分析其他温度下电路特性的变化，可

29、以采用本节介绍的温度分析方法。下面结合差分对电路实例，说明温度特性分析的基本方法。4.12.2参数设置(p.99)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.13.参数扫描分析参数扫描分析(Parametric Analysis)4.13.1功能温度分析是在不同温度下分析电路特性的变化，具体地说是在用户指定的每个温度下均进行一次图4-28中设定的电路基本特性分析。本节介绍的参数扫描分析的作用与此类似，即对指定的每个参数变化值，均执行一次图4-28设定的电路分析。不过在参数扫描分析中，可变化的

30、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5种，并且可以设置参数的变化方式。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟参数扫描分析在电路优化设计方面有重要的作用，将其与波形显示处理模块Probe的电路设计性能分析(PerformanceAnalysis)功能结合在一起，可用于优化确定元器件参数设计值。4.13.2参数设置参数设置(结合以下实例介绍)4.13.3 参数扫描分析实例参数扫描分析实例(差分对电路差分对电路)下面以差分对电路为例，介绍如何采用参数扫描分析方法计算电阻RC1

31、和RC2同时变化时，对小信号AC分析输出结果V(OUT2)的影响YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟点击YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟点击YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4

32、PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.14 蒙托卡诺蒙托卡诺(Monte Carlo)分析分析4.14.1功能功能 1.蒙托卡诺分析的概念与作用蒙托卡诺分析的概念与作用前面介绍的各种电路特性分析有一个共同的特点，就是电路中每一个元器件都有确定的值，通常称为设计值或标称值。因此这些电路特性分析又称为标称值分析标称值分析。但如果按设计好的电路图进行生产，组装成若干块电路时，对应于设计图上的同一个元器件，在实际电路中采用元器件值不可能完全相同，

33、而是具有一定的分散性，如100个200电阻器的阻值不可能都等于200，一般是以200为中心的某种分布。这样，实际YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟组装电路的电特性就不可能与标称值模拟的结果完全相同，而呈现出一定的分散性。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分散性，PSpice提供了蒙托卡诺分析蒙托卡诺分析功能。进行蒙托卡诺分析时，首先根据实际情况确定元器件值分布规律，然后多次“重复”进行指定的电路特性分析，每次分析时采用的元器件值都从元器件值分布中随机抽样，这些元器件值

34、不完全相同，从而较好地代表了实际变化情况。完成了多次电路特性分析后，对各次分析结果进行综合统计分析，就可以得到YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟电路特性的分散变化规律。与其他领域一样，这种随机抽样、统计分析的方法一般统称为蒙托卡诺分析，简称为MC分析。由于MC分析和下节要介绍的最坏情况分析都具有统计特性，因此又称为统计分析。MC分析结果可通过波形显示分析模块Probe用直方图表示电路特性的分散情况。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比例，这也就是成品率。因此MC分析又

35、称为成品率分析。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 2进行进行MC分析需要确定的问题分析需要确定的问题由上分析可见，要进行MC分析，需要确定下面几个问题：(1)如何描述元器件参数值的变化规律；(2)进行多少次“重复”分析(类比于实际组装多少块电路)；(3)考虑电路那种电特性的分散变化；(4)如何比较各次电路分析的结果；(5)如何生成MC分析的总结果。用户通过设置有关参数来确定这些问题。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSp

36、ice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 4.14.2元器件参数变化规律的描述元器件参数变化规律的描述要描述元器件参数的变化规律需要说明下述4个问题：即要考虑那些参数的变化？参数按什么模式变化？参数变化服从什么分布？变化范围多大？在PSpice中，这些问题都是通过对元器件模型参数的设置完成的。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 1用于统计分析的元器件符号和模型参数用于统计分析的元器件符号和模型参数如第二章所述，绘制电路图时要同时设置每个元器件的元器件值和模型参数名等属性。相应模型参数

37、库文件中的内容都是针对不同类型的元器件的，具有确定的值，即前面所说的标称值。为了适应统计分析中模型参数要在一定范围内变化的要求，PSpice中专门提供了统计分析用的元器件符号库，其名称为BREAKOUT。进行统计分析时，要考虑参数变化的那些元器件必须改用BREAKOUT库中的符号。设置这些元器件符号的模型参数时，还要在需要考虑参数变化的那些模型参数常规设置项“参数名=参数值”的后面，添加下面介绍的设置，具体描述该参数的变化。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 3最坏情况分析的功能最坏情

38、况分析的功能最坏情况是一种极端情况，在实际中出现的概率极低。但是最坏情况的分析结果从一个方面反映了电路设计质量的好坏。显然，如果最坏情况的分析结果都能满足规范要求或与规范要求差距不大，那么将这种电路设计用于生产中时，成品率一定很高。4元器件参数变化规律的描述元器件参数变化规律的描述最坏情况分析元器件模型参数变化规律的描述格式与MC分析中介绍的相同，对带有DEV和/或LOT变化模式描述的那些模型参数在Wcase分析中均需考虑其变化的影响。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.15.2最坏

39、情况分析任选项参数的设置最坏情况分析任选项参数的设置(结合实例讲)4.15.3 WC分析实例分析实例(差分对电路)对差分对电路，若电阻RC1和RC2按5%的误差独立随机变化，分析最坏情况下，交流小信号AC分析输出电压VM(OUT2)的变化。1）电路图修改）电路图修改WC分析是一种统计分析，因此，首先应像MC分析实例一样将图4-3差分对电路中电阻RC1和RC2符号换为Rbreak，然后再将其模型参数R=1设置为R=1DEV=5%。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 2）WC分析参数设置分

40、析参数设置 WC分析参数设置方法如前所述。针对图4-3差分对电路最坏情况分析的参数设置如图4-44和图4-45所示。按图中设置，以AC分析的VM(OUT2)为输出变量，以VM(OUT2)f特性曲线上最大值变小为最坏方向进行分析。所有分析数据均存至OUT输出文件。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟 4.15.4关于关于WC分析的一个重要问题分析的一个重要问题由前面介绍可见，Pspice软件在进行WC分析的过程中，对变化元器件是按0.1%变化进行灵敏度分析，确定该元器件参数变化的“最坏”方向。在最后一次所有参数同时变化的分析中，每个参数沿“最坏”方向，按最大偏差值变化。在上例中，其变化5%，远大于灵敏度分析中的0.1%。显然，只有在以标称值为中心，对应正负最大偏差的参数范围内，输出变量与该参数的变化关系为单调变化才能保证WC分析结果是正确的。否则将可能导致错误的结果。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY物理学及电子信息工程系物理学及电子信息工程系4PSpice软件与电路特性模拟软件与电路特性模拟4.16有关输出文件(OUT)的几个问题（1）输出文件(OUT)中存放的基本内容（2）输出文件的查阅（3）输出标示符（4）电路特性分析检测符号（WATCH1)