第四講直流特性掃描分析與

第四講直流特性掃描分析與第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三直流工作點分析

(BiasPointDetail):主要包括：各個節(jié)點電壓；流過電壓源的電流；總功耗；半導(dǎo)體器件的線性化參數(shù)；第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三直流靈敏度分析(DCSensitivity)節(jié)點直流電壓:電阻、獨立源、控制開關(guān)、二極管、雙極晶體管參數(shù)

第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三直流傳輸特性分析(TransferFunction)直流工作點處作線性化處理，輸出端和輸入端直流電壓之比輸入電阻輸出電阻第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三功能:

直流特性掃描分析的作用是分析電路對直流信號的響應(yīng)。

參數(shù)設(shè)置：

指定自變量和參變量并設(shè)置其變化情況.選擇DC分析，出現(xiàn)直流特性掃描分析參數(shù)設(shè)置框，如下圖：

直流特性掃描分析（DC分析）第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Sweepvariable：直流掃描自變量類型Increment、Points/Decade、Points/Octave：參數(shù)線性變化時的增量，以對數(shù)變化時倍頻的采樣點。

第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三注意：1.自變量必須為直流變量；2.仿真時對自變量在電路中具體取值不起作用3.選擇Octave或者Decade方式變化，Start必須大于0；4.options選項可以實現(xiàn)參變量的設(shè)置，但一定要選中；5.正確加載輸出結(jié)果為波形。第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

1.繪制原理圖增強(qiáng)型場效應(yīng)管在PWRMOS庫中的M2N665，或者選取BREAKOUT庫中的Mbreak元件。第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三2.基本參數(shù)(自變量)設(shè)置第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三3.參變量參數(shù)設(shè)置第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三4.輸出結(jié)果第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三電源Vi默認(rèn)的DC元件屬性為0，不去改變它。因為它只在偏壓點分析（BiasPoint)作用OrCAD/PSpice9直流掃描分析的應(yīng)用

—二極管V-I特性曲線第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三步驟一：設(shè)置DCSweep直流掃描分析參數(shù)設(shè)置主掃描變量為電壓源Vi,由-110V開始掃描直到10V，每隔0.01V記錄一點。第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三步驟二：存檔并啟動PSpice執(zhí)行仿真1、在打開的Probe窗口空圖，先調(diào)整X軸變量Vi為-110-10V?？梢灾苯釉赬軸位置雙擊鼠標(biāo)左鍵或是用Plot\Axis2、選擇Trace\Add

左邊選項SimulationOutputVariables欄內(nèi)的“I（D1）”第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三3、調(diào)整橫軸與縱軸坐標(biāo)以便觀察門坎電壓值。選PLot\AxisSettings...功能選項或直接X軸坐標(biāo)刻度上雙擊左鍵來打開AxisSettings對話框。XAxis頁內(nèi)DataRangs欄下的UserDefined值設(shè)為0-2V，YAxis頁內(nèi)DataRangs欄下的UserDefined值設(shè)為0-5A。結(jié)果：門坎電壓約為0.7V。第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三4、再將X軸坐標(biāo)刻度值設(shè)為-101V到-99V，將縱軸坐標(biāo)調(diào)整為-5A到1A，結(jié)果：其雪崩電壓約為100V。第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三步驟一繪出電路圖元件元件庫元件編號元件種類元件設(shè)定Q1eval.olbQ2N2222三極管

Vcesource.olbVdc直流電壓源DC=0VIbSource.olbIdc直流電流源DC=0A

0Capsym.olbGND接地元件直流掃描分析的應(yīng)用

—晶體三極管的輸出特性曲線

第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三電壓源Vce和電流源Idc的元件屬性默認(rèn)都為0第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三步驟二設(shè)置直流掃描分析和直流嵌套掃描的參數(shù)主掃描變量為Vce，副掃描變量為Ib。Options欄內(nèi)勾選PrimarySweep選項第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三設(shè)置副掃描參數(shù)在Options欄內(nèi)勾選SecondarySweep選項，第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三除了X軸變量Vce已經(jīng)在DCSweep的設(shè)置設(shè)為0-4V之外，Y軸變量則等待著輸入選擇。步驟三存檔并執(zhí)行PSpice仿真選擇Trace\Add

在AddTraces在對話框左SimulationOutputVariables欄內(nèi)的“Ic（Q1）”處單擊鼠標(biāo)左鍵，PSpice窗口的輸出波形區(qū)出項如圖所示五條曲線。第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Ib將在0mA、0.1mA、0.2mA、0.3mA、0.4mA和0.5mA各掃出一線。

當(dāng)Ib為0.1mA時，Ic為17.8mA，所以β為17.8/0.1=178。第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三例：以自變量為Modelparameter為例，對于下示電路，對模型Q2N2222的參數(shù)BF進(jìn)行DCSweep，參數(shù)設(shè)置如上圖所示，對BF的值從200分析到300，自變量以線性增長，增量為10。第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Modelparameter：以模型參數(shù)為自變量對于使用Globalparameter參數(shù)，必須在原理圖中調(diào)用一個器件：Capture\Library\PSpice\Special庫中的PARAM器件。然后對PARAM器件添加新屬性，新屬性即為一個Globalparameter參數(shù)。如新建一個RES屬性。調(diào)用Globalparameter參數(shù)采用在PART的VALUE屬性值中輸入{RES}進(jìn)行調(diào)用。第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三點擊或PSpice>Run運(yùn)行PSpice，自動調(diào)用Probe模塊，分析完成后，你將可以看到如下波形：

結(jié)論：輸出電壓V(OUT1)隨管子的正向放大倍數(shù)的增大而有所減小第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三PROBE的功能

基本功能——“示波器”作用

以交互方式直接在屏幕上顯示不同節(jié)點電壓和支路電流的波形曲線.

可以在屏幕上打開多個窗口,在每個窗口中可同時顯示多個信號波形,

2.信號波形的運(yùn)算處理

對信號進(jìn)行多種運(yùn)算處理,并顯示運(yùn)算處理后的結(jié)果波形,可直接得到多種參數(shù)的計算結(jié)果(如功率、相位等）

對數(shù)?；旌想娐?，可以用同一條時間坐標(biāo)軸表示模擬和數(shù)字波形。

第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三3.關(guān)于電路設(shè)計的性能分析

Probe電路性能分析功能可以得到電路基本特性（如帶寬和增益）與電路某些元器件參數(shù)取值之間的關(guān)系，可以根據(jù)電路特性的要求，確定元器件參數(shù)的最佳取值。

4.繪制直方圖

在MC分析以后調(diào)用Probe，可以用直方圖顯示電路特性參數(shù)的具體分布。

5.信號波形數(shù)據(jù)的顯示和處理

在用Probe顯示和分析信號波形的過程中，可以根據(jù)需要將窗口中顯示的一條或多條波形曲線轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)描述的形式。這是窗口自動轉(zhuǎn)化為文本工作模式，可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理并存入文件。

第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng).DAT文件打開的時候才顯示波形分析的過程中顯示波形分析完成后才顯示波形顯示所有在原理圖中標(biāo)注位置的波形顯示上一次觀測點的波形不顯示波形Probe調(diào)用和運(yùn)行模式的設(shè)置

在Capture/PSpice/EditSimulationSetting命令調(diào)出特性分析設(shè)置框,即第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Probe程序的直接調(diào)用

在繪圖軟件環(huán)境下調(diào)用Probe

完成電路模擬分析后,在電路圖繪制軟件PSpice命令菜單中選擇執(zhí)行ViewSimulationResult子命令,即可調(diào)用Probe模塊并以電路模擬中產(chǎn)生的Probe數(shù)據(jù)文件為輸入文件.第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三在Pspice/AD窗口中調(diào)用Probe

在不自動調(diào)用Probe的情況下,電路模擬結(jié)束時PSpiceA/D窗口如下圖:(1)在右圖種選擇執(zhí)行File命令菜單中Open子命令,打開一個DAT文件,同時自動調(diào)用Probe模塊.(2)在右圖中選擇執(zhí)行View命令菜單中的SimulationResult子命令,也可調(diào)用Probe模塊第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Probe模塊的窗口界面

第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三對X軸坐標(biāo)在對數(shù)或線性變化之間互相轉(zhuǎn)換對Y軸坐標(biāo)在對數(shù)或線性變化之間互相轉(zhuǎn)換對波形進(jìn)行傅立葉變換添加波形添加性能分析波形顯示窗口計算全局函數(shù)值顯示出波形計算點標(biāo)尺查找波形上的點第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三查找波形上的最大值查找波形上的最小值查找下一個波谷查找拐點查找下一個波峰標(biāo)注當(dāng)前點的坐標(biāo)查找下一個波形數(shù)據(jù)點第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三·

顯示波形的基本步驟

一般情況下,Probe會自動顯示電路模擬分析所得的波形,但是,如果調(diào)用方式設(shè)置時沒有選中“DisplayProbeWindows”,然后用Probe中的File/Open命令打開一個.DAT文件,或者你要對模擬的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算關(guān)系式運(yùn)算,就必須按以下步驟調(diào)出信號波形:

1.執(zhí)行Trace/AddTrace命令(或者用工具按鈕,或按快捷鍵insert),

彈出如下設(shè)置框:第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三2.在上圖右側(cè)選擇變量名,左側(cè)選擇運(yùn)算符號(或直接輸入),可得到你所需要的信號變量名3.點擊上圖中的OK按鈕,即可顯示你所需要的信號波形。第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

在Probe窗口中用光標(biāo)指向某一條波形曲線后點擊鼠標(biāo)右鍵,屏幕上彈出

Information和Properties

波形曲線顯示屬性設(shè)置和信號顯示

Information:信號顯示框給出了該波形

曲線的名稱、模擬批次、模擬中采用的溫度、模擬日期和時間以及該條

波形曲

線上包括的數(shù)據(jù)點個數(shù)。第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Properties:將彈出波形曲線顯示屬性設(shè)置框，可設(shè)置四種參數(shù)：

Color:可從下拉列表中給出的黑、紅、藍(lán)、紫4種顏色中選擇一種顯示波形曲線。

Patterm:其下拉列表里包括實線、長虛線、短虛線、點劃線和雙點劃線五種線型,供用戶選定顯示該波形曲線時采用的線型。

Width:可從下拉列表中包括的九種不同線寬中選擇一種用于顯示波形曲線。

Symbol:下拉時列表中包括正方形、菱形、三角形、圓形、星號等十種符號供選用.

ShowSymbol:選中本項，將在波形曲線上顯示選中的Symbol符號.

第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三·

信號波形的編輯修改

1.添加波形

見顯示信號波形的基本步驟。

2.刪除波形

在信號名列表區(qū)中選中某一條信號波形，按DEL即可刪除。

要刪除全部波形，只需選擇執(zhí)行Trace/DeleteAll即可。

選擇執(zhí)行Trace/Undelete即可恢復(fù)已刪除的信號波形。

3.替換顯示的信號波形

在信號名列表區(qū)選中一個信號名,Trace/AddTrace設(shè)置框,在文本框中將原信號變量名改為新的信號變量名即可第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Probe中的運(yùn)算符符號+-*/()@含義加減乘除分組指定模擬批

次或文件名第39頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三Probe提供的函數(shù)函數(shù)含義Pspice中是否采用ABS(x)X的絕對值是ARCTAN(x)X的反正切是ATAN(x)X的反正切是AVG(x)在X軸的范圍內(nèi)對變量x求平均否AVGX(X,d)在X軸上從(x-d)到(x)的范圍內(nèi)對變量x求平均否COS(x)x的余弦是d(x)求x變量對X軸的導(dǎo)數(shù)否DB(x)x模的分貝數(shù)否EXP(x)以e為底數(shù)的x次方是G(x)x的群延遲(單位為秒)否IMG(x)x的虛部是LOG(x)x的自然對數(shù)是LOG10(x)x的常用對數(shù)是M(x)x的模值是第40頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三MAX(x)x實部的最大值否MIN(x)x實部的最小值否P(x)x的相位(單位為度)是PWR(x,y)|