PSpice AD基本仿真

1、PSpice A/D數(shù)?；旌戏抡鎸O海峰Cadence的PSpice A/D可以對電路進(jìn)行各種數(shù)模混合仿真，以驗(yàn)證電路的各個性能指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求。PSpice A/D主要功能是將Capture CIS產(chǎn)生的電路或文本文件（*.cir）進(jìn)行處理和仿真，同時附屬波形觀察程序Probe對仿真結(jié)果進(jìn)行觀察和分析。PSpice A/D數(shù)模仿真技術(shù)主要包括以下幾類仿真：1、直流掃描分析（DC Sweep）：電路的某一個參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，電路直流輸出特性的分析和計(jì)算。2、交流掃描分析（AC Sweep）：計(jì)算電路的交流小信號線性頻率響應(yīng)特性，包括幅頻特性和相頻特性，以及輸入輸出阻抗。3、噪聲分析（N

2、oise）：在設(shè)定頻率上，計(jì)算電路指定輸出端的等效輸出噪聲和指定輸入端的等效輸入噪聲電平。4、直流偏置點(diǎn)分析（Bias Point）：當(dāng)電路中電感短路，電容斷路時，電路靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。進(jìn)行交流小信號和瞬態(tài)分析之前，系統(tǒng)會自動計(jì)算直流偏置點(diǎn)，以確定瞬態(tài)分析的初始條件和交流小信號條件下的非線性器件的線性化模型參數(shù)。5、時域/瞬態(tài)分析（Transient）：在給定激勵下，電路輸出的瞬態(tài)時域響應(yīng)的計(jì)算，其初始狀態(tài)可由用戶自定義，也可是直流偏置點(diǎn)。6、蒙特卡洛分析（Monte-Carlo）：根據(jù)實(shí)際情況確定元件參數(shù)分布規(guī)律，然后多次重復(fù)進(jìn)行指定電路特性的分析，每次分析時的元件參數(shù)都采用隨機(jī)抽樣方式，完

3、成多次分析后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，就可以得到電路特性的分散變化規(guī)律。7、最壞情況分析（Worst）：電路中元件處于極限情況時，電路輸入輸出特性分析，是蒙特卡洛的極限情況。8、參數(shù)掃描分析（Parametric Sweep）電路中指定元件參數(shù)暗規(guī)律變化時，電路特性的分析計(jì)算。9、溫度分析（Temperature）：在指定溫度條件下，分析電路特性。10靈敏度分析（Sensitivity）：計(jì)算電路中元件參數(shù)變化對電路性能的影響。以上就是PSpice A/D所能進(jìn)行的電路數(shù)?；旌戏抡娴膬?nèi)容，下面就介紹具體如何使用PSpice A/D來對電路進(jìn)行數(shù)模仿真。運(yùn)用PSpice仿真的基本流程如下圖：觀察分析仿真結(jié)果

4、仿真繪制仿真原理圖設(shè)置仿真參數(shù)調(diào)整仿真參數(shù)調(diào)整電路一、繪制仿真原理圖調(diào)用軟件自帶的仿真模型庫（Tools/Capture/Library/PSpice）中的元件，這里的元件模型都是具有電氣特征的，可以直接進(jìn)行PSpice A/D仿真。原理圖繪制方法和Capture中一樣，不再贅述，繪制以下RC單通道放大器原理圖如下：當(dāng)然，與Capture原理圖繪制還是有不同之處需要注意，例如：1、所有器件可以直接來自PSpice模型庫，也可由用戶在Model Editor模型編輯器中新建元件模型，即電路上所有元件都要有電氣實(shí)際特性2、原理圖必須接地，即需要0網(wǎng)絡(luò)；3、必須有激勵源，根據(jù)不同的仿真需求，加入合適

5、的激勵源，所有的激勵源都在source和sourcetm庫中；4、不允許懸空點(diǎn)出現(xiàn)，若需要，必須串聯(lián)小電阻或并聯(lián)大電阻解決。二、設(shè)置仿真參數(shù)在進(jìn)行PSpice仿真之前，必須首先設(shè)置仿真參數(shù)，包括仿真類型和各種參數(shù)范圍。 執(zhí)行PSpice/New Simulation Profile命令，彈出New Simulation窗口，設(shè)置仿真描述文件的名稱，創(chuàng)建新的仿真描述文件，如下圖： 寫入名稱，創(chuàng)建新的仿真描述文件，則彈出Simulation Settings對話框，即仿真參數(shù)設(shè)置對話框如下圖，其中可以進(jìn)行交流掃描、直流掃描、直流偏執(zhí)點(diǎn)分析和瞬態(tài)時域掃描著四個仿真類型。為了更好的設(shè)置仿真參數(shù)，就需要

6、詳細(xì)的了解仿真的設(shè)置參數(shù)，下面具體描述Simulation Settings中的參數(shù)設(shè)置情況。1、直流偏執(zhí)點(diǎn)分析在Analysis type欄選擇Bias Point即可進(jìn)行直流偏執(zhí)點(diǎn)分析的設(shè)置，如下圖：圖中Options欄用以設(shè)置直流偏執(zhí)點(diǎn)分析的基礎(chǔ)：全局設(shè)置（General Settins）、溫度設(shè)置（Temperature）、直流偏執(zhí)點(diǎn)保存（Save Bias Point）和直流偏執(zhí)點(diǎn)的加載（Load Bias Point）。Output File Options欄用以設(shè)置分析輸出情況：Include detailed bias point information for nonline

7、ar controlled source and semiconductorsOP選項(xiàng)，表示是否詳細(xì)輸出非線性可控激勵源和半導(dǎo)體的直流偏執(zhí)點(diǎn)信息；Perform Sensitivity analysis.SENS選項(xiàng)，表示是否進(jìn)行基礎(chǔ)的靈敏度分析，若選擇，則需確定輸出變量名稱；Calculate small-signal DC gain(TF)選項(xiàng)，表示是否計(jì)算小信號的直流增益，若選擇，則需確定增益計(jì)算的輸入源和輸出變量。2、直流掃描分析 在Analysis type欄選擇DC Sweep即可進(jìn)行直流掃描分析參數(shù)設(shè)置，如圖。 其中Options欄用以選擇參數(shù)設(shè)置對象，包括：基本掃描、第二變量掃

8、描、蒙特卡洛分析（最壞情況分析）、參數(shù)掃描、溫度設(shè)置以及直流偏執(zhí)點(diǎn)的保存與加載情況。Sweep variable欄用以設(shè)置掃描變量；Sweep type用以設(shè)置變量掃描方式：線性、對數(shù)還是按列表（自定義）掃描。3、交流掃描（噪聲）分析 在Analysis type欄選擇AC Sweep（Noise），則進(jìn)入交流掃描（噪聲）分析界面如下圖。 其中Options欄的設(shè)置與直流掃描相同，都是用以選擇參數(shù)設(shè)置對象的；AC Sweep Type欄用以設(shè)置交流掃描方式，即確定激勵源頻率變化方式，有線性和對數(shù)變化兩種掃描方式；Noise Analysis欄用以設(shè)置噪聲分析參數(shù)，勾選Enabled就可以對其進(jìn)

9、行設(shè)置了。4、時域（瞬態(tài)）分析 在Analysis type欄選擇Time Domain（Transient）即可進(jìn)入時域（瞬態(tài)）分析的參數(shù)設(shè)置界面。其中Run to time欄用以設(shè)置分析截止時間；Start saving data after設(shè)置數(shù)據(jù)保存時間；Transient options欄用以設(shè)置時域分析參數(shù)，包括：分析的最大步進(jìn)時間、是否計(jì)算時域分析的初始直流偏執(zhí)點(diǎn)、允許在復(fù)用模塊中運(yùn)行；點(diǎn)擊Output File Options，在彈出的Transient Output File Options對話框中可以設(shè)置數(shù)據(jù)輸出文件時間間隔，Perform Fourier Analysis

10、 欄用以設(shè)置傅里葉變換的輸出參數(shù)，下方的/OP選項(xiàng)與前面的直流偏執(zhí)點(diǎn)分析介紹相同。 5、蒙特卡洛最壞情況分析在基本的四類分析中，時域分析、直流掃描分析和交流掃描分析這幾類分析都可以與蒙特卡洛分析相互配合，在參數(shù)設(shè)置窗口，點(diǎn)擊Options欄中的Monte Carlo/Worst即可進(jìn)行蒙特卡洛分析和最壞情況分析參數(shù)的設(shè)置。蒙特卡洛分析參數(shù)設(shè)置如下圖，其中可以設(shè)置輸出變量、運(yùn)行次數(shù)（統(tǒng)計(jì)分析）、參數(shù)分布方式（均勻分布、高斯分布、用戶自定義分布）、數(shù)據(jù)保存方式等，同時還可以加載其它分析參數(shù)。注意：蒙特卡洛最壞情況分析前，必須先確定電路中相關(guān)元件的容差值，否則無法進(jìn)行該蒙特卡洛統(tǒng)計(jì)分析。選擇Wors

11、t-case/Sensitivity Options，即可進(jìn)行最壞情況分析的參數(shù)設(shè)置，用以選擇容差方式和容差限制，如圖。 6、參數(shù)掃描分析在以上所述三類基本PSpice A/D仿真基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)行蒙特卡洛分析、參數(shù)掃描分析和溫度掃描分析，點(diǎn)擊Options欄中ParametricSweep，即可進(jìn)行參數(shù)掃描參數(shù)設(shè)置如下圖。其中Sweep variable欄設(shè)置掃描變量；Sweep type設(shè)置掃描方式。7、溫度掃描分析在Options欄選擇Temperature即可進(jìn)行溫度設(shè)置。 其中，Run the simulation at temperature設(shè)置仿真運(yùn)行溫度；Repeat the

12、simulation for each of the temperature設(shè)置仿真溫度列表。8、直流靈敏度分析在直流偏執(zhí)點(diǎn)分析中，勾選Perform Sensitivity analysis,再寫入靈敏度分析目標(biāo)變量，運(yùn)行直流偏執(zhí)點(diǎn)分析，即可得到這里簡單的直流靈敏度分析。三、仿真結(jié)果分析在電路模型放置完成，仿真參數(shù)設(shè)置完畢后，就可以進(jìn)行PSpice仿真了，接下來，以交流掃描為例，闡述仿真輸出結(jié)果的相關(guān)分析。1、設(shè)置單管放大電路的交流掃描參數(shù)如下圖。2、 點(diǎn)擊確定回到原理圖繪制頁面，執(zhí)行PSpice/Run命令，或者直接點(diǎn)擊 按鈕，開始運(yùn)行仿真，則會彈出交流掃描的輸出波形如下圖。在該波形輸出的

13、基礎(chǔ)上，可以添加其它波形，也可以進(jìn)行結(jié)果的相關(guān)分析，包括幅頻分析、相頻分析等。執(zhí)行Trace/Add Trace命令，在彈出的Add traces對話框中添加設(shè)計(jì)者所需要的電路各項(xiàng)性能參數(shù)，也可以添加函數(shù)進(jìn)行簡單的性能參數(shù)的計(jì)算輸出。 3、執(zhí)行Trace/Evaluate Measurement命令，彈出Evaluate Measurement對話框，用以添加測量函數(shù)，可以計(jì)算電路其它性能指標(biāo)，例如帶寬、增益計(jì)算等，這些目標(biāo)函數(shù)得出的電路性能數(shù)據(jù)，可以直接看到相關(guān)性能指標(biāo)數(shù)值，更可以用于PSpice A/A高級分析工具。4、許多時候我們需要的不只是直觀的波形，而且需要詳細(xì)的數(shù)據(jù)輸出，這很簡單，執(zhí)行View/Output File命令，即可輸出電路仿真文件，其中包括了所有詳細(xì)的仿真數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)以及各種輸出數(shù)據(jù)，如下圖為仿真輸出數(shù)據(jù)列表。5、 在交流掃描基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)行簡單的蒙特卡洛（最壞情況）統(tǒng)計(jì)分析，和