OrCAD Pspice仿真分析功能介紹

分析類型直流工作點(diǎn)分析(BiasPoint)瞬態(tài)分析(TimeDomainTransient)直流掃描分析(DCSweep)交流掃描分析和噪聲分析(ACSweep/NoiseAnalysis)參數(shù)掃描分析(ParametricSweep)溫度分析(TemperatureSweep)靈敏度分析(Sensitivity)蒙特卡羅分析與最壞情況分析(MonteCarlo/WorstCase)圖1分析類型設(shè)置直流掃描分析加載基本偏置點(diǎn)參數(shù)掃描分析保存基本偏置點(diǎn)靈敏度分析交流掃描分析溫度分析蒙特卡羅分析與最壞情況分析傳輸特性分析顯示輸出基本偏置點(diǎn)的偏置信息瞬態(tài)分析1、直流工作點(diǎn)分析(BiasPoint)電子電路中通常含有非線性元件(如二極管、三極管)，其參數(shù)取決于工作點(diǎn)。這個(gè)工作點(diǎn)稱做基本偏置點(diǎn)或靜態(tài)工作點(diǎn)，因此直流工作點(diǎn)分析也叫基本偏置點(diǎn)分析或靜態(tài)工作點(diǎn)分析。直流工作點(diǎn)分析是在電路中把電感看成短路、電容看成開路的情況下，計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

PSpice在進(jìn)行直流掃描分析或傳輸特性分析時(shí)需計(jì)算出直流工作點(diǎn)，以便計(jì)算非線性元件的小信號(hào)參數(shù)。圖2與基本偏置點(diǎn)分析相關(guān)的選項(xiàng)在下圖所示的AnalysisSetup對(duì)話框中與基本偏置點(diǎn)分析相關(guān)的選項(xiàng)有6種，如圖所示。要進(jìn)行基本偏置點(diǎn)分析需要選中前的復(fù)選框。電路的直流偏置狀態(tài)可以直接顯示在Schematics繪圖編輯器的當(dāng)前編輯的電路原理圖的窗口中。與基本偏置點(diǎn)分析相關(guān)選項(xiàng)的設(shè)置窗口2、瞬態(tài)分析(BiasPoint)

瞬態(tài)分析是指在給定輸入激勵(lì)信號(hào)的作用下通過電路的模擬仿真來計(jì)算電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)。

瞬態(tài)分析是一種非線性時(shí)域分析，它可以在給定激勵(lì)信號(hào)的情況下，計(jì)算電路的時(shí)域響應(yīng)。瞬態(tài)分析時(shí)，電路的初始狀態(tài)可由用戶自行指定。如果用戶不指定，則程序自動(dòng)進(jìn)行直流分析，用直流解作為電路的初始狀態(tài)。瞬態(tài)分析是計(jì)算電路的時(shí)域響應(yīng)，它與直流分析不同。直流分析中，電路的初始值不影響電路的工作點(diǎn)；瞬態(tài)分析中，電路節(jié)點(diǎn)的初始值要參加非線性器件偏置點(diǎn)和小信號(hào)參數(shù)的運(yùn)算，電容、電感的初始值作為電路電源器件來考慮。瞬態(tài)分析指令如下：

①

.IC設(shè)置瞬態(tài)分析的初始值

②.TRAN瞬態(tài)分析指令.IC語句格式:.ICV(1)=V1V(2)=V2…V(N)=Vn.TRAN語句格式:.TRANTstep

Tstop[TStart

Tmax][UIC]瞬態(tài)分析的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框瞬態(tài)分析傅里葉分析參數(shù)名類別說明PrintStep瞬態(tài)分析時(shí)間計(jì)算間隔FinalTime瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析終止時(shí)間No-PrintDelay瞬態(tài)分析允許的最大時(shí)間計(jì)算間隔StepCeiling瞬態(tài)分析開始保存分析數(shù)據(jù)的時(shí)刻DetailedBiasPt.瞬態(tài)分析是否詳細(xì)輸出偏置點(diǎn)的信息Skipintialtransientsolution瞬態(tài)分析是否進(jìn)行基本工作點(diǎn)運(yùn)算EnableFourier傅里葉分析啟用傅里葉分析CenterFrequency傅里葉分析用于指定傅里葉分析中采用的基波頻率，其倒數(shù)即為基波周期Numofharmonics傅里葉分析用于指定傅里葉分析時(shí)要計(jì)算到多少次諧波OutputVars傅里葉分析用于確定對(duì)其進(jìn)行傅里葉分析的輸出變量名瞬態(tài)分析的參數(shù)3、直流掃描分析(DCSweep)

直流掃描分析是指在指定的范圍內(nèi)，某一個(gè)(或兩個(gè))獨(dú)立源或其他電路元件參數(shù)步進(jìn)變化時(shí)，計(jì)算電路直流輸出變量的相應(yīng)的變化曲線。

直流掃描分析采取使設(shè)定電路中某一參數(shù)(稱為自變量)在一定范圍內(nèi)變化，然后對(duì)自變量的每一個(gè)取值，計(jì)算電路的直流偏置特性(稱為輸出變量)的分析過程。直流掃描分析允許獨(dú)立電源或其他點(diǎn)參量按照指定規(guī)律變化，從而實(shí)現(xiàn)電路特性的研究。直流掃描分析的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框掃描變量類型掃描方式類別參數(shù)名說明掃描變量類型VoltageSoure電壓源Temperater溫度CurrentSoure電流源ModelParameter模型參數(shù)GlobalParameter全局參數(shù)掃描方式Linear線性掃描，掃描變量按規(guī)定的步長(zhǎng)線性增長(zhǎng)Octave倍頻程掃描，掃描變量按以8為底的對(duì)數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)Decade數(shù)量級(jí)掃描，掃描變量按以10為底的對(duì)數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)ValueList任意掃描，按照列表中給定的離散值無規(guī)律變化直流掃描分析的參數(shù)直流掃描分析舉例：電路以模型參數(shù)作為直流分析的自變量，所選定的元器件所Q2N2222的模型C參數(shù)BF。VOFF=0VAMPL=0.1VFREQ=5MEG直流掃描分析參數(shù)設(shè)置直流掃描分析仿真結(jié)果4、交流掃描分析和噪聲分析(ACSweepandNoiseAnalysis)

交流掃描分析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變化模型參數(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。交流分析能夠計(jì)算電路的幅頻和相頻響應(yīng)，或頻域傳輸函數(shù)。

交流分析用于分析電路的頻率響應(yīng)，包括u-f特性和-f的特性。由于自變量是頻率，所以交流分析又稱為頻域分析。它是在一定的頻率范圍內(nèi)計(jì)算電路的響應(yīng)。如果電路中包含非線性元器件，在計(jì)算頻率響應(yīng)之前就應(yīng)得到此元件的小信號(hào)參數(shù)。在得到頻率響應(yīng)(交流分析)之前，PSpice先確定元件的小信號(hào)參數(shù)。用戶選擇進(jìn)行交流分析時(shí)，必須確保電路原理圖中已經(jīng)具備交流激勵(lì)源。產(chǎn)生AC激勵(lì)源可以通過從元器件庫source.lib文件中調(diào)用VAC或IAC激勵(lì)源，或者在已有的激勵(lì)源如VSIN的屬性中加入屬性“AC”，并輸入它的幅值。交流掃描方式噪聲分析掃描參數(shù)交流掃描分析和噪聲分析的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框類別參數(shù)名說明掃描方式Linear參數(shù)以線性變化Octave參數(shù)以8倍率增量變化Decade參數(shù)以10倍率增量變化掃描參數(shù)Pts/Decade以對(duì)數(shù)變化時(shí)倍頻的采樣點(diǎn)StartFreq頻率參數(shù)線性變化或以對(duì)數(shù)變化時(shí)分析的啟始點(diǎn)EndFreq頻率參數(shù)線性變化或以對(duì)數(shù)變化時(shí)分析的終止點(diǎn)噪聲分析NoiseEnabled在交流分析的同時(shí)是否進(jìn)行噪聲分析OutputVoltage選定的輸出節(jié)點(diǎn)I/V選定的等效輸入噪聲源的位置Interval輸出結(jié)果的點(diǎn)頻間隔直流掃描分析和噪聲分析的參數(shù)交流掃描分析和噪聲分析舉例：交流分析的掃描頻率從1Hz到1GHz，采用10倍頻增量進(jìn)行遞增，每倍頻采樣點(diǎn)101。噪聲分析的輸出節(jié)點(diǎn)偽out1，等效噪聲源的輸入源為V1，每隔5個(gè)頻率采樣點(diǎn)輸出一次噪聲分析結(jié)果。5、參數(shù)掃描分析(ParametricSweep)

參數(shù)掃描分析是可以對(duì)電路中某一元器件的參數(shù)值進(jìn)行掃描，觀察它對(duì)電路特性的影響，然后確定該元器件取什么值時(shí)電路性能最好，這方便了電路的設(shè)計(jì)。

參數(shù)掃描分析的參數(shù)設(shè)置6、溫度分析(TemperatureSweep)

溫度分析就是分析計(jì)算電路在特定溫度下的電路特性。在分析仿真過程中不斷地指定工作溫度，然后對(duì)電路進(jìn)行直流分析、瞬態(tài)分析等，觀察電路對(duì)溫度的適應(yīng)性能。

溫度分析的參數(shù)設(shè)置7、靈敏度分析(Sensitivity)靈敏度分析是計(jì)算電路的輸出變量對(duì)電路中元器件參數(shù)的敏感程度。換句話說，靈敏度分析是在工作點(diǎn)附近將所有元件線性化后，計(jì)算各器件對(duì)直流工作點(diǎn)的敏感程度(即影響量)。在PSpice中只有直流靈敏度分析，它是一種小信號(hào)微分靈敏度。靈敏度分析的作用就是定量分析、比較電路特性對(duì)每個(gè)電路元器件參數(shù)的靈敏程度。PSpice中的直流靈敏度分析的作用是分析指定的節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)電路中電阻、二極管、雙極晶體管、獨(dú)立電壓源和獨(dú)立電流源、電壓控制開關(guān)和電流控制開關(guān)共5類元器件參數(shù)的靈敏度，并將計(jì)算結(jié)果自動(dòng)存入.OUT輸出文件中。靈敏度分析中，電感視為短路，電容視為開路。

直流靈敏度分析的參數(shù)設(shè)置8、蒙特卡羅分析與最壞情況分析(ConteCarlo/WorstCase)

蒙特卡羅分析就是一種統(tǒng)計(jì)模擬方法，它在給定電路元器件參數(shù)容差的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)