CH04-交流分析06071.ppt

電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù),第2章 交流分析,昝宏洋,綱要,1.1 交流小信號(hào)分析(.AC) 1.2 噪聲分析(.NOISE),1.1 交流小信號(hào)分析(.AC),1、定義： 是一種線性頻域分析。程序首先計(jì)算電路的直流工作點(diǎn)，以確定電路中非線性器件的線性化模型參數(shù)，然后在用戶指定的頻率范圍內(nèi)，對(duì)此線性化電路進(jìn)行頻率掃描分析，故也稱之為交流掃描分析。 2、功能： 計(jì)算電路的頻響特性(包括幅頻特性和相頻特性)，以及計(jì)算電路的輸入阻抗和輸出阻抗,3、語句格式： .AC LIN NP FSTART FSTOP LIN頻率按線性變化。NP是在FSTART至FSTOP范圍的取點(diǎn)數(shù)，其頻率增量計(jì)算公式為 舉例：.AC LIN 101 100HZ 200HZ 線性掃描，掃描頻率初值是100Hz,終值是200HZ，101個(gè)掃描點(diǎn) .AC DEC ND FSTART FSTOP 頻率按數(shù)量級(jí)變化。ND表示每個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)的頻率取ND-1個(gè)點(diǎn)。頻率增量計(jì)算公式： 舉例： .AC DEC 20 1MEG 100MEG 10倍頻程掃描，掃描頻率初值1MEG，終值100MEG，每10倍頻程20個(gè)掃描點(diǎn) .AC OCT NO FSTART FSTOP 頻率按倍頻程變化。NO 表示每個(gè)倍頻程內(nèi)取NO-1個(gè)頻率點(diǎn)，其頻率增量計(jì)算公式： 舉例： .AC OCT 10 1KHZ 20KHZ 倍頻程掃描，掃描頻率初值1KHZ，終值20KHZ，每倍頻程10個(gè)掃描點(diǎn),4、頻響特性的計(jì)算 通常習(xí)慣設(shè)置輸入信號(hào)源是一個(gè)幅度為1，相位為零的單位源，這樣從輸出端取出的電壓（或電流）的幅度就代表了增益值，相位就是輸出與輸入之間的相位差。 兩條關(guān)鍵語句： VS 1 0 AC 1 0 .AC DEC 10 1 100MEG 即在1HZ-100MHZ的頻率范圍內(nèi)，每個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)計(jì)算10個(gè)頻率點(diǎn)。 用VM(?)，VP(?)查看幅頻特性，相頻特性,幅頻特性曲線,相頻特性曲線,5、輸入阻抗的計(jì)算 輸入阻抗Z等于信號(hào)源輸出的端電壓Vi與信號(hào)源輸出的電流Ii的比值。,6、輸出阻抗的計(jì)算 計(jì)算電路的輸出阻抗可用外加電壓法。將負(fù)載電阻RL開路，輸入電壓源短路(保留內(nèi)阻)，在輸出端加一個(gè)電壓源Vout (為了不影響電路原有的直流工作點(diǎn)，應(yīng)該在Vout與輸出端之間串入隔直電容Cout，如圖)，則輸出阻抗Zo=Vout / iout,7、交流小信號(hào)分析的輸出變量 交流小信號(hào)分析是一種頻域分析方法，這種分析中所建立的電路方程是一個(gè)復(fù)數(shù)方程組。因此，它的輸出量也是復(fù)數(shù)形式，可以用幅度和頻率表示，也可以用實(shí)部和虛部來表示，還可以用分貝和群延時(shí)來表示。,輸出變量加后綴舉例：,8、使用交流分析語句要注意的問題： 在交流分析中所有的變量都被認(rèn)為是復(fù)數(shù)變量； 在分析規(guī)定的掃描頻率范圍內(nèi)，所有交流電源(信號(hào)源)的工作頻率都隨掃描頻率一起變化； 雖然在交流分析語句中并未出現(xiàn)被掃描電源(信號(hào)源)的名字，但是在電路中必須設(shè)置一個(gè)交流電源，否則所有輸出結(jié)果為零，交流分析無意義； 掃描頻率的終值一定大于初值； 掃描點(diǎn)數(shù)必須大于零； 交流分析的結(jié)果可以PROBE的窗口上以圖形的方式觀看。,舉例：計(jì)算如下電路的上限截止頻率、電壓增益和 輸入、輸出電阻,1、計(jì)算中頻電壓增益和上限截至頻率,2、輸入電阻,3、輸出電阻,1.2 噪聲分析(.NOISE),.NOISE語句用于對(duì)電路進(jìn)行噪聲分析，它是與交流小信號(hào)分析.AC一起進(jìn)行的，即.NOISE語句要與.AC語句同時(shí)存在。 在分析噪聲的過程中，PSPICE首先計(jì)算每一個(gè)電阻和半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的噪聲，此時(shí)電阻和半導(dǎo)體元件就成為噪聲源。 由于各個(gè)噪聲源互不相關(guān)，所以在輸出端可以得到噪聲有效值之和，再根據(jù)電路的輸出和輸入量的增益，計(jì)算出等效的輸入端噪聲,輸出和輸入噪聲電平都對(duì)噪聲帶寬的平方根進(jìn)行歸一化，噪聲電壓的單位為V/根方Hz,噪聲電流的單位為A/根方Hz. 語句格式： .NOISE OUTV INSRC NUMS OUTV 是指定節(jié)點(diǎn)的總的噪聲輸出電壓； INSRC是作為噪聲輸入基準(zhǔn)的獨(dú)立電壓源名或獨(dú)立電流源名； NUMS是頻率間隔點(diǎn)數(shù)，在每個(gè)頻率處打印出電路中每個(gè)噪聲源的貢獻(xiàn)，若NUMS為零，則不打印該信息。,舉例 .NOISE V(5) VIN 該語句是指將節(jié)點(diǎn)5處的噪聲電壓折算到輸入電壓源VIN處。 NOISE V(3,4) VI 25 將節(jié)點(diǎn)3和4之間的電壓折算到輸入電壓源VI處，每隔25Hz輸出一個(gè)噪聲計(jì)算值。,舉例：計(jì)算如圖放大電路的等效輸入、輸出噪聲,輸入電路文件,1、等效輸入噪聲電壓曲線,2、