电路分析类型及操作方法.ppt

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1、电路分析类型及操作方法,3.1 直流分析 3.2 交流分析 3.3 时域分析 3.4 统计分析 3.5 其它常用功能及命令格式 3.6 控制界面 3.7 后处理功能 3.8 激励波形的编辑 3.9 器件模型编辑功能,3.1 直流分析,电路设计时，对各级工作点的分析、计算、测试、调整，是保证电路正常工作的基础。在电路仿真过程中，首先进行的是直流工作点的分析计算。此外，PSPICE仿真软件同时具有直流扫描分析（.DC）、灵敏度分析（.SENS）和转移函数计算（.TF）等功能，扩展了直流分析的功能。,3.1.1 工作点分析（.OP）.OP的功能在于求解电路的直流工作点，并输出有关信息。工作点分析具有

2、最简单的命令形式，直接用.OP描述。实际上，在各种分析模式下，PSPICE都先要进行电路的工作点计算。但是，相关信息的输出与否取决于.OP的命令。无.OP命令时，仅列表输出各节点的直流工作电压值；有.OP命令时，还将列表输出：各电源的电流消耗及功率消耗；各种非线性控制电源的小信号（线性化）参数；各种半导体元件的小信号（线性化）参数等。,3.1.2 直流扫描分析 直流扫描分析（.DC）允许独立电源或其它电参量按照指定规律变化，从而实现电路特性的规律性的研究。DC命令可以同时扫描多个变量。允许扫描的变量包括：(1）任意独立电压源或电流源。(2）温度参数。(3）用.MODEL定义的模型参数（温度系数

3、、MOSFET的沟道长度L和宽度W例外）。(4）用.PARAM定义的总体参数。,扫描规律的4种形式：(1)线性扫描（LIN）：扫描变量从始点至终点按规定的步长（增量）等量变化。(2)倍频程扫描（OCT）：扫描变量从始点至终点按2倍频程规律变化，且在2倍频程内分析NP个数据点(NP是指定的分析点数)。(3)10倍频程扫描（DEC）：扫描变量从始点至终点按10倍频程（1个数量级）规律变化，且在10倍频程内分析NP个数据点。(4)任意扫描(LIST)：按指定的离散值无规律地变化。,1.命令格式 直流扫描分析的命令格式如下：.DCLIN.DCOCTDEC.DCLIST*.DC是直流扫描命令。是扫描变量

4、（独立电源、温度、模型参数、总体参数等），是扫描起始值，是扫描终止值，是扫描增量（步长），是指定扫描间隔内的分析点数，是指定的离散参数值，右上角的“*”表示多个参数值；,LIN、OCT、DEC和LIST是扫描变量的变化规律，分别是：线性、2倍频程、10倍频程和离散方式。例如：(1）.DC OCT VCC 3 12 4(2）.DC VCE 0 10 0.5 IB 0 1MA 50UA(3）.DC DEC RES RMOD(R)100 1K 10(4）.DC PARAM RS-1 1 0.1(5).DC TEMP LIST 0 20 27 50 80,范例(1）中，电压源VCC在312V范围内按2

5、倍频程规律扫描，在每倍频程内分析4个数据点；范例(2）是的双变量VCE和IB按线性（缺省方式）规律扫描，扫描步长分别为0.5V和50A；范例(3）按10倍频程方式扫描电阻模型RMOD，在10倍频程内分析10个数据点：范例(4）对参数RS按线性规律扫描，扫描步长0.1；范例(5）指定对5个温度值进行分析。,2应用实例 验证最大功率输出条件。(1）电路结构如图3.1所示。(2）原理推证。电路中，r是电源内阻，R是外电路负载电阻。根据全电路欧姆定律，在R上得到的输出,图3.1 最大功率测试电路,对R求导，得到,根据极值条件，令，即,(3)输入文件最大功率测试电路的输入描述如下：MAXIMUM POW

6、ER ANALYSISVC 1 0 10RI 1 2 10RL 2 0 RL.PARAM RL=5.DC PARAM RL 1 100 1.END,(4)输出特性如图3.2所示。可以看出，当R=r=5时，电路具有最大功率输出，上述推论得证。.DC命令应用灵活，适用面广，是应用频度很高的重要命令。第2章中对半导体器件特性的模拟测量，均是利用直流扫描功能代替晶体管特性图示仪而实现的。,图3.2 最大功率输出特性,3.1.3 小信号灵敏度分析 灵敏度分析是指在工作点附近将所有元件线性化后，计算各元件参数对直流工作点的敏感程度（即影响量）。1命令格式 小信号直流灵敏度分析的命令格式如下：.SENS*.

7、SENS是直流灵敏度分析命令；*是输出节点变量，可以指定多个输出变量。,2.应用实例(1)分析图3.3中各元件参数对节点3的小信号直流灵敏度。(2）输入文件如下所示：SERNSITIVITY ANALYSIS VCC 1 0 10V R1 1 2 1K R2 2 3 1K R3 2 0 2K R4 3 0 1K.SENS V（3）.OPTION NOPAGE.END,图3.3 直流灵敏度测试电路,(2）输入文件如下所示：SERNSITIVITY ANALYSISVCC 1 0 10V R1 1 2 1K R2 2 3 1K R3 2 0 2K R4 3 0 1K.SENS V（3）.OPTIO

8、N NOPAGE.END,(3)输出（部分）文件如下所示：ELEMENT ELEMENT ELEMENT NORMALIZEDNAME VALUE SENSITIVITY SENSITIVITY(VOLTS/UNIT)(VOLTS/PERCENT)R1 1.000E+03-1.250E-03-1.250E-02R2 1.000E+03-9.375E-04-9.375E-03R3 2.000E+03 3.125E-04 6.250E-03R4 1.000E+03 1.563E-03 1.563E-02VCC 1.000E+01 2.500E-01 2.500E-02,在输出文件中列出了各元件对节

9、点3的灵敏度。例如R3的灵敏度为3.125E-04VOLTS/UNIT（0.33125mV/），表示R3每增加1，V（3）将增加0.3125mV；输出文件的末项是用百分比表示的灵敏度。R3的百分比灵敏度为6.25E-03VOLTS/PERCENT，表示R3每增加1%（20）时，节点3的电压将增加6.25mV。,3.1.4 转移函数分析 转移函数分析实现的功能有：(1）计算电路的输入、输出阻抗；(2）计算工作点附近的小信号直流转移函数，如电压增益、电流增益、互阻抗、互导纳等。1.命令格式 转移函数分析的命令格式如下所示：.TF.TF是转移函数分析命令；是输出节点变量，是小信号输入电源名，两者都可

10、以是电压源或电流源。,2.应用实例分析图3.3电路的直流转移函数。(1）输入文件如下所示：TRANSFER FUNCTION ANALYSISVIN 1 0 AC 5VR1 1 2 1KR2 2 3 1KR3 2 0 2KR4 3 0 1K.TF V（3）VIN.END,(3）部分输出文件如下：*SMALL-SIGNALCHARACTERISTICS V(3)/VIN=2.500E-01 INPUT RESISTANCEAT VIN=2.000E+03 OUTPUT RESISTANCEAT V(3)=6.250E+02 由输出文件知，电路的电压增益V(3)/VIN=0.25；在VIN端口的输

11、入电阻为2k，在R4端口的输出电阻为625。,3.2 交流分析,3.2.1 交流分析 1命令格式 交流分析的命令格式如下：.AC LIN OCT DEC.AC是交流分析命令；选择项LIN、OCT、DEC分别表示频率按线性、2倍频程和10倍频程规律变化。是指定频率范围内分析的数据点数；,是扫描起始频率，其值应大于零；是终止频率，其值应大于起始频率。若起始频率和终止频率相等，则作单点频响分析。扫描类型不同，的含义也不同：线性扫描（LIN）时，指起始频率至终点频率全频程内的数据点数；2倍频程（OCT）和10倍频程（DEC）时，是指定频程内的数据点数。,例如：(1）.AC LIN 25 10 20kH

12、Z(2）.AC OCT 50 1K 16kHZ(3）.AC DEC 30 1 100kHZ 范例(1）是频率按线性扫描的交流分析，在10Hz20kHz的频程内分析25个数据点；范例(2）中，频率按2倍频程扫描，每2倍频程（频率间隔）内分析50数据点，频率范围为1kHz16kHz；范例(3）中，频率按10倍频程扫描，每10倍频程分析30个数据点，频率范围为1Hz100kHz。,2输出格式 交流分析同样可以采用文本列表和图形输出方式，其格式为.PRINTAC*；文本列表输出.PLOTAC*；低解析度图形输出.PROBE*；高解析度图形输出 输出格式中，*是输出节点变量，“*”表示可以指定多个输出变

13、量。,3输出变量类型 交流分析的输出内容丰富，应用灵活方便，可根据不同的要求输出各种电特性，如电压或电流的幅值、相位、实部、虚部、对数（DB）幅频特性及群延迟特性等。各变量的特征符号如下：M：幅频特性。DB：对数幅频特性（20lg10|M|）。P：相频特性。R：实幅频特性。I：虚幅频特性。G：群延迟特性。,没有字尾时，采用缺省方式：uf特性输出。例如：(1）PRINT AC VR（3）VP（3）II（3）(2）PLOT AC VDB（5）(3）PROBE V（5）VR（5）VI（5）范例(1）指定打印输出节点3的实电压幅频特性、相频特性及虚电流幅频特性；范例(2）指定用低解析度方式输出节点5的

14、对数电压幅频特性；范例(3）指定用高解析度图形方式输出节点5的幅频特性，以及实部、虚部电压幅频特性。,3.2.2 噪声分析 模拟电路中的噪声是影响电路性能的重要指标。因而，分析噪声来源，测量噪声指标，成为电路设计的重要内容之一。在电路中，无源器件和有源器件均会产生噪声。例如，电阻的噪声主要为热噪声，半导体器件除热噪声外，还包含闪烁噪声（FLICKER）等。尽管噪声源的模型相当复杂，但是在处理时，可等效为由电阻产生的热噪声。,噪声分析计算各器件在某一输出节点产生的总噪声（有效值）以及某一输入点的等效输入噪声。噪声分析的频率范围由交流分析(.AC)所定义的频率范围确定。所以，噪声分析是和交流分析联

15、用的。1.命令格式 噪声分析命令的格式如下：.NOISE.NOISE是噪声分析命令；是噪声输出节点变量，可以是单一节点，也可以是成对节点；是电路中已定义的独立电压源或电流源。,它不是噪声源，而是用于计算输入噪声时的参考信号源。是噪声输出打印间隔。该选择项只影响文本方式输出，与.PROBE方式的输出无关。,2.输出格式.PRINTNOISE.PLOTNOISE.PROBE输出变量有下述4种格式：(1）ONOISE：输出节点的总噪声。(2）INOISE：等效输入噪声。(3）DB（ONOISE）：输出总噪声的dB值。(4）DB（INOISE）：等效输入噪声的dB值。,例如：(1).PRINT NOI

16、SE ONOISE INOISE(2).PROBE NOISE DB（NOISE）DB（INOISE）范例(1）打印指定节点的输出噪声和等效输入噪声；范例(2）用高解析度图形方式输出指定节点的对数输出噪声和等效输入噪声。,3应用实例(1)分析图3.4有源高通滤波器的频响及噪声特性。(2)输入文件如下所示：ACTIVE HPF APPLICATONVIN 1 0 AC 0.1C1 1 2 0.1UC2 2 3 0.1UR1 3 0 16KR2 4 0 10KR3 4 5 4.3KR4 2 5 16K,图3.4 有源高通滤波电路,R2 4 0 10KR3 4 5 4.3KR4 2 5 16KX1

17、4 3 6 7 5 LM324VCC 6 0 12VEE 7 0-12.LIBLINEAR.LIB.NOISE V(5)VIN.AC DEC 50 1 100K.PROBE.END,(3)输出特性。根据定义，信噪比为S/N（DB）20lg（信号电压/噪声电压）20lg(Vs/Vn)所以，用.PROBE方式输出S/N曲线如图3.5所示。,图3.5 HPF频响及噪声特性,3.3 时域分析,3.3.1 瞬态分析 瞬态分析的命令格式如下：.TRAN/OPUIC.TRAN是瞬态分析命令，选择项/OP指定瞬态分析的工作点显示；指定计算结果的输出时间间距。上述两项参数仅在文本输出方式有意义，与后处理程序.P

18、ROBE无关。,是瞬态分析的终止时间；选择项是输出数据的开始时间。如果未指定该参数，则从0秒开始输出数据；定义瞬态分析的最大时间距（步长）。如果未定义该参数，则PSPICE自动采用(ftimenoprint)/50的步长进行瞬态分析。UIC定义瞬态分析的初始值。因为瞬态分析时经常会遇到不收敛的问题，因而，设置适当的初始值，可解决瞬态分析的收敛问题。,使用UIC设定初始条件时，要配合.IC命令。该命令格式如下：.IC=*.IC是初值赋值命令，是节点变量，是初始电压或电流值，可以设置多个变量。在使用UIC定义初始条件时，如果电路描述中没有.IC命令，则采用电容、电感及半导体元件的初始条件作为瞬态分

19、析的起始值；如果有.IC命令，则以.IC指令所指定的电压（或电流）值作为电路分析的初始条件。,另外，初始条件也可以采用.NODESET赋值命令来设置。例如：(1).TRAN1MS100MS(2).TRAN/OP10U1M50U1UUIC.ICV(5)=0.2V 范例(1）中，定义输出数据的列表（或打印）间隔为1ms，分析终止时间是100ms。后两项参数省略，自动采用缺省值：从0秒开始分析，在0100ms间隔内分析50个数据点；范例(2)中，要求打印瞬态分析的工作点。输出数据列表间隔为10s，分析终止时间是1ms，起始时间50s，分析步长为1s，设置节点5的初始电压为0.2V。,3.3.2 傅立

20、叶分析 傅立叶分析可完成对周期信号的直流分量和前9次谐波分量的幅、相分析及失真度分析，并在输出文件中以文本方式列表或打印输出。1.命令格式 傅立叶分析的命令格式如下：.FOUR*.FOUR是傅立叶分析命令；是基波频率。*是输出节点变量。,例如：(1).FOUR 1K V(6)I(VIN)(2).FOUR 1MEG V(5)范例(1)分析节点6的电压频谱和VIN信号的电流频谱，基频1kHz；范例(2)分析节点5的电压频谱，基频1MHz。PSPICE的谐波分析功能可代替选频电平表实现周期信号或非周期信号的频谱分析。谐波分析可计算前9次谐波分量的幅值和相位，然后根据失真度定义,(u1基波电压；ui谐

21、波电压),利用后处理程序PORBE显示瞬态响应波形的同时，可实现从时域到频域的快速傅立叶变换（FFT），完成时域信号的频谱分析。这种高解析度的频谱图形显示方式，可仿真价格昂贵的频谱分析仪。FFT的频域分析范围不限，由瞬态分析定义的时域范围确定。反傅立叶变换可实现从频域到时域的转换。这种过程又可以方便地实现从频谱仪到示波器的功能转换，极其方便快捷。,2应用范例分析差分放大器的时域特性及频谱特性。(1)差分放大电路结构如图3.6所示。(2)差分电路的输入文件如下：FOUR ANAL YSISFOR DIFF AMPVIN 1 0 SIN(0.3 1K)RB1 1 2 5K1RC1 7 3 5K1R

22、B2 6 0 5K1RC2 7 5 5K1,图3.6 差分放大电路,RE 4 8 4K7Q1 3 2 4 Q2N696Q2 5 6 4 Q2N696VC 7 0 12VE 8 0-6.LIB.TRAN 0.1M 4M 0 0.01M.FOUR 1K V(5).PROBE.END,(3）部分输出文件如下所示:FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(2)；节点2的傅立叶分析DC COMPONENT=6.881370E+00；直流分量 谐波 频率 谐波分量(幅)归一化值 谐波分量(相)归一化值HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORM

23、ALIZED PHASE NORMALIZED NO(HZ)COMPONENT COMPONENT(DEG)PHASE(DEG),1 1.000E+03 5.254E+00 1.000E+00-1.800E+02 0.000E+002 2.000E+03 1.814E-02 3.452E-03 9.000E+01 2.700E+023 3.000E+03 6.514E-01 1.240E-01-1.800E+02 6.608E-034 4.000E+03 1.768E-03 3.366E-04 9.002E+01 2.700E+025 5.000E+03 1.056E-01 2.010E-02

24、-1.800E+02 3.309E-026 6.000E+03 2.497E-04 4.753E-05 9.008E+01 2.701E+027 7.000E+03 1.747E-02 3.325E-03-1.799E+02 1.167E-018 8.000E+03 2.734E-05 5.204E-06 9.059E+01 2.706E+029 9.000E+03 2.890E-03 5.501E-04-1.796E+02 4.404E-01,TOTALHARMONICDISTORTION=1.257028E+01PERCENT；总谐波失真度*11/03/9915:45:13*PSpice5

25、.0(Jul1991)*FOURIERANALYSISFIRDIFFAMPLIFIER*FOURIERANALYSIS TEMPERATURE=27.000DEGC*FOURIERCOMPONENTSOFTRANSIENTRESPONSEV(4)；节点4的傅立叶分析DC COMPONENT=6.906707E+00,HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO(HZ)COMPONENT COMPONENT(DEG)PHASE(DEG)1 1.000E+03 5.205E+00 1.000E+00 4.712E-04 0.00

26、0E+002 2.000E+03 3.913E-03 7.518E-04-9.000E+01-9.000E+013 3.000E+03 6.514E-01 1.252E-01 7.204E-03 6.733E-034 4.000E+03 8.472E-04 1.628E-04-8.997E+01-8.997E+015 5.000E+03 1.056E-01 2.029E-02 3.447E-02 3.400E-026 6.000E+03 1.484E-04 2.851E-05-8.985E+01-8.985E+017 7.000E+03 1.747E-02 3.357E-03 1.229E-0

27、1 1.224E-018 8.000E+03 1.322E-05 2.540E-06-8.884E+01-8.884E+019 9.000E+03 2.890E-03 5.554E-04 4.734E-01 4.729E-01,图3.7 时域响应及频谱特性,3.4 统计分析,3.4.1 蒙特卡罗分析 1.命令格式 蒙特卡罗分析的命令格式如下：.MCDCACTRAN,.MC是蒙特卡罗分析命令；是运行蒙特卡罗分析的次数；DC、AC、TRAN是分 析类型选择项，仅限于直流分析、交流分析和瞬态分析模式；是输出节点变量；是MC的分析功能选项；是MC分析结果的输出功能选项。,2.功能选项 执行MC分析时，

28、用下列选项实现不同的分析功能：(1)YMAX:标称输出与容差输出特性之差值。(2)MAX:波形输出的最大值。(3)MIN:波形输出的最小值。(4)RISE-EDGE:输出波形第一次超出给定值的点。称为阈值电平。(5)FALL-EDGE:输出波形低于阈值的第一个点。,3输出选项 对MC分析结果，有下列选项控制：(1)LIST:列表输出每次执行时实际使用的模型参数。(2)RANGE:指定分析的变量范围（如频率、时间等）。若省略该项，则相当于全程分析。,(3)OUTPUTTYPE：输出类型选择，包括：ALL输出所有统计分析的数据。FIRST输出前N次分析结果。N由给出。EVERY每运行N次输出一次分

29、析结果。N由给出。RUNS*仅将指定分析次数的结果列表输出。指定分析次数由*给出，最多25个值。,例如：(1).MC10TRANV(5)YMAX(2).MC20DCI(Q1)YMAXLIST(3).MC10ACVP(2，3)YMAXLISTOUTPUTALL 范例(1)指定进行10次MC瞬态分析，并输出节点5的标称输出特性与容差特性的差值波形；范例(2)对I(Q1)进行20次直流MC分析，输出差值波形并列表输出每次执行MC所使用的模型参数；范例(3)对节点(2，3)进行交流MC分析，输出差值波形并列表输出全部分析数据。,3.应用实例对图3.8所示的单级交流放大器进行MC分析。(1)交流放大器的

30、输入文件如下：MONTE CALO ANALYSIS EXAMPLEVIN 1 0 AC.1CB 1 2 CMOD 22URB 5 2 RMOD 100KRC 5 3 1K5RE 4 0 100Q1 3 2 4 Q2N696,VC 5 0 6.LIB.MODEL RMODRES(R=1DEV=15%LOT=7%).MODEL CMODCAP(C=1DEV=10%LOT=5%).AC DEC 100 1 30K.MC 10 AC V(3)YMAX OUTPUT ALL.PROBE.END,图3.8 单管交流放大电路,(2)部分输出文件如下所列：MONTECARLOSUMMARY；MC分析总结*M

31、ean Deviation=-.0126；平均偏离Sigma=.0195RUN MAXDEVIATIONFROMNOMINAL；与标称值的最大偏差,Pass 2.044(2.26sigma)lower at F=1.4125(91.392%of Nominal)Pass 10.0245(1.25sigma)lower at F=1.2023(94.675%of Nominal)Pass 5.0241(1.24sigma)lower at F=1.5488(95.538%of Nominal)Pass 4.0229(1.17sigma)lower at F=1.2023(95.014%of No

32、minal),Pass 9.0225(1.15sigma)lower at F=2.8840E+03(97.316%of Nominal)Pass 8.0183(.94sigma)higher at F=2.138(102.88%of Nominal)Pass 6.0132(.68sigma)higher at F=1.1482(102.98%of Nominal)Pass 3.013(.67sigma)lower at F=1.5136E+03(98.451%of Nominal)Pass 7 5.7554E-03(.29sigma)higher at F=1.0965(101.34%of

33、Nominal),图3.9 MC分析曲线,3.4.2 最坏情况分析 WCASE与MC分析同属统计分析。不同之处在于MC分析是按照指定的统计规律同时发生随机变化，而WCASE分析则按照下述过程执行分析：(1)进行标称器件的电路特性模拟分析；(2)单独分析每一器件在容差范围内对电路特性的影响量，即求电路特性对各变量的偏导数:,其余X不变,变化,标称值,式中，u表示电路的特性函数(如电压、电流、相位等)，YMAX是标称器件特性与容差器件特性之差值，该差值反映了对电路的影响量，即灵敏度特性。(3）计算各器件容差变化对电路性能的总影响量，即最坏情况分析。,xi表示第i个变量的容差，u为容差范围内的最大变

34、化量。WCASE分析不必指定分析次数，仅由变量个数决定。一般情况下有，n=i+2(n分析次数；i变量个数),1.命令格式 最坏情况分析的命令格式如下：.WCASE DC AC TRAN.WCASE是最坏情况分析命令，DC、AC、TRAN、的意义同MC分析，是输出选择项。,2输出选择项 对WCASE的分析结果，通过下列选项进行控制：(1）OUTPUTALL要求输出所有计算结果，如各变量的灵敏度分析、标称值电路特性和最坏情况分析等。(2）RANGE(，)与MC分析的意义相同。(3）VARYDEV独立变量按随机分布规律变化。(4）VARYLOT不同变量按同一随机分布规律变化。,(5）VARYBOTH

35、指定分析变量一部分有独立容差，一部分为相关容差。若该项省略，即表示对于任何一种形式，该变量均适合。(6）DEVICE可对指定的器件类型进行WCASE分析。是器件类型名称，可用PSPICE规定的元器件特征字来表示。例如仅分析电阻器件，其形式为 DEVICER 若仅对电阻、电容和双极晶体管分析，则 DEVICERCQ,例如：(1).WCASE DC IE(Q2)YMAX(2).WCASE AC VP(5，7)YMAX VARY DEV(3).WCASE TRAN V(6)YMAX DEVICE RQ OUTPUT ALL 范例(1)中，指定对Q2的射极电流作直流WCASE分析，并输出各变量与标称值

36、的差值；范例(2)是对节点(5，7)作交流（相频特性）WCASE分析，各变量按随机规律独立变化；范例(3)对节点6的电压作瞬态WCASE分析，并输出全部数据。,3应用实例对图3.10的低通滤波电路进行WCASE分析。(1)输入文件如下所示：WCASE ANALYSISVIN 1 0 AC 5R1 1 2 RMOD1 10KC1 2 0 CMOD1 1U.MODEL RMOD1 RES(R=1 DEV=15%LOT=7%).MODEL CMOD1 CAP(C=1 DEV=7%LOT=4%).AC DEC 100 1 5K.WCASE AC V(2)YMAX VARY DEV.END,图3.10

37、低通滤波电路,（2）部分输出文件如下所示:*12/24/9922:35:37*PSpice5.0(Jul1991)*WCTEST；WC测试*SORTEDDEVIATIONSOFV(2)TEMPERATURE=27.000DEGCSENSITIVITYSUMMARY；灵敏度分析总结*,MeanDeviation=-1.9236E-03；平均偏差Sigma=0 RUN MAXDEVIATIONFROMNOMINAL；与平均值的最大偏差C1CMOD1C 1.9236E-03 lower atF=22.387(.664%changeper1%changeinModelParameter)R1RMOD1

38、R 1.9236E-03 lower atF=22.387(.664%changeper1%changeinModelParameter),*12/24/9922:35:37*PSpice5.0(Jul1991)*WCTEST*UPDATEDMODELPARAMETERS TEMPERATURE=27.000DEGC WORST CASEALLDEVICES；全部器件最坏情况分析*DEVICE MODEL PARAMETER NEWVALUE,C1 CMOD1 C.93(Decreased)R1 RMOD1 R.85(Decreased)*12/24/9922:35:37*PSpice5.0(

39、Jul1991)*WCTEST*SORTEDDEVIATIONSOFV(2)TEMPERATURE=27.000DEGC WORST CASESUMMARY 全部器件最坏情况总结,*RUN MAXDEVIATIONFROMNOMINAL；与标称值的最大偏差ALLDEVICES.451 higher atF=25.119(116.85%ofNominal)(3）输出特性如图3.11所示。,3.5 其它常用功能及命令格式,3.5.1 参数分析 参数分析的作用是：(1)用PARAM语句定义和设置参数，并在程序中把已定义参数作为常数应用或参加运算；(2)配合参数扫描命令.STEP实现任意已定义参数的扫

40、描分析。,图3.11 WCASE输出特性,1.参数定义 命令格式如下所示：.PARAM=*.PARAM是参数定义命令；是任意参数或标号，可以是常数，也可以是带有任意电参量的数值。这些已定义参数可以用直接调用或参加数学运算。例如：.PARAM VIN=5.0V.PARAM MA=0.8 VOUT 3 0 VIN*MA 范例中描述了一个乘法器。用参数赋值命令.PARAM定义输入电压为5V，调幅系数为0.8，输出电压为其乘积。用调用并完成乘法运算。,2.参数扫描分析 命令格式如下所示：.STEPLIN.STEPOCTDEC.STEPLIST 参数扫描分析命令的格式及参数意义类似于直流扫描分析命令的。

41、例如：(1).STEP VIN-0.25 0.25 0.05(2).STEP LIN I2 5MA-2MA 0.1MA(3).STEP RES RMOD(R)0.9 1.1 0.001,(4).STEP TEMP LIST 0 20 27 50 80(5).PARAM CMOD=1N.STEP PARAM CMOD 100P 1500P 50P 范例(5)指定参数的批处理扫描分析，用以实现参数的优选及电路特性变化规律的分析等。,3.5.2 温度分析 温度分析的作用在于模拟指定温度的电路特性。在实际电路调试时，某些温度条件也许是破坏性质的恶劣工作条件。利用温度分析功能，可以安全地实现各种温度条件

42、下的电路性能测试与分析。1命令格式 温度分析的命令格式为.TEMP.TEMP是温度分析命令；TN是指定温度，可以有多个温度值。N个温度对应N条输出曲线，或N组分析输出数据。,例如：.TEMP-10 0 50 100 分析电路在-10、0、50、和1004种温度条件下的输出特性。温度的单位为，在描述时采用缺省方式。温度分析时，保持原输入文件结构及控制命令不变，只需加入温度分析命令.TEMP，并指定温度值即可。例如，对图3.6差分放大器进行温度分析时，只需加入.TEMP-10 25 80 控制语句，便可以分析在-10、25和80时的电路特性，应用非常简便。,3.5.3 器件库调用命令 电路里采用的

43、元器件，可以利用.MODEL命令定义，也可以利用库调用命令.LIB直接调用。PSPICE软件包提供了包括模拟、数字、A/D、D/A以及磁性元件等多个厂家、多种型号的通用器件。由于实际器件的模型参数更真实，将使仿真结果更精确。1命令格式 器件库调用的命令格式为.LIB.LIB是库调用命令。是调用的库文件名。,例如:.LIB.LIBLINEAR.LIB.LIBC:PS50BIPOLAR.LIB 利用LIB命令调用元件时，必须在元件描述行中指明元件型号，同时该器件必须在对应的器件库里，否则，在PSPICE执行前的侦错过程中将提示出错信息并中断分析。,2.应用实例 采用库调用的输入文件如下：Q2 7

44、4 3 Q2N696 U5 3 0 15 16 9 LM324.LIB BIPOLAR.LIB.LIB LINEAR.LIB 范例中指出Q2的型号是2N696，前缀Q表示双极型晶体管，不能省略。双极型晶体管所在的库文件名是BIPOLAR.LIB；U5表示LM324线性放大器，所在库文件名是LINEAR.LIB，均用.LIB调用。,3.5.4 子电路描述及调用 在含有多个功能相同、电路结构相同的电路中，为了简化电路输入描述，PSPICE软件设置了子电路描述及调用功能。该功能与用任何语言编程时的子程序编制及调用颇为相似。其方法是：(1)按照规定的格式，像定义器件一样定义一个或多个子电路。(2)在主

45、电路描述中调用对应的子电路。子电路可以无限制地被主电路调用，也可以被子电路嵌套调用。这种方法适用于含有多个重复电路的应用情况。,1.子电路定义 子电路定义命令格式为.SUBCKT*PARAM:=.ENDS.SUBCKT是子电路定义命令；是子电路名；*是子电路的外部节点号,可以为多个节点；PARAM:=是参数定义选择项。ENDS是子电路的结束符号，区别于主电路的结束符END。,2.子电路调用 子电路调用命令格式为 X*X是子电路调用命令。是8个字元的子电路序号，可以是字元符号，也可以是数字序号；*是子电路的外部节点号；是已定义的子电路名；选择项PARAM:=的意义同上。,例如：(1)X2 12

46、13 50 51 15 OPAMP(2)XBUF 5 6 UNITAMP X2是被调用的运算放大器，其输入、电源及输出端分别接在主电路的12、13、50、51和15节点；XBUF是调用已定义的缓冲放大器，其输入、输出端分别接在主电路的5、6节点上。,3.应用实例 如图3.12所示的4节RC滤波电路，因其输入文件冗长、重复，所以可考虑采用子电路描述和调用方法，以简化输入。,图3.12 4节RC滤波电路,(1)子电路结构如图3.13所示。,图3.13 子电路定义及调用,(2)子电路定义及输入描述如下所示：SUB-CIRCUITDESCRIBING.SUBCKT RC 1 3R1 1 2 60R2

47、2 0 50R3 2 3 80C1 3 0 1U.ENDSVIN 1 0 ACX1 1 2 RC,X2 2 3 RC X3 3 4 RC X4 4 5 RC RL 5 0 100.AC DEC 100 1 1MEG.PROBE.END 子电路的引入只能简化电路的输入描述，并不能减少内存和电路的分析时间，这正如计算机编程时调用子程序只能简化程序结构而不能减少程序的执行时间一样。,3.5.5 常用选项参数 在前面的应用范例中，多次用到了选项参数。PSPICE的选项参数很多，这里仅列出常用的选项参数。1.功能选项参数 NOPAGE 不分页打印 NOECHO输出文件（*.OUT）中不重复列表输入文件

48、NODE产生节点列表 NOMOD不列表由.MODEL定义的模型参数 LIST列印所有输入元件的全部信息,OPTS列印所有的选项参数ACCT输出计算和运行时间统计结果EXPAND列出子电路嵌套扩展后的器件NOBIAS不列印工作点参数LIBRARY列出库调用的器件清单WIDTH输出文件宽度（与WIDTHOUT的意义相同）,2.缺省值选项参数缺省值选项参数如下所列：参数名称 意 义 单位 缺省值DEFL MOSFET的沟道长度 m 100mDEFW MOSFET的沟道宽度 m 100mDEFAD MOSFET的漏极面积(AD)m2 0DEFAS MOSFET的源极面积(AS)m2 0TNOM 标称温

49、度 27,NUMDGT 输出变量的小数点有效位数（08位）4CPTIME 执行一次分析所允许的CPU时间 s 1E+6LIMPTS 列印或绘图所允许的最大点数 ITL1 直流和偏压点迭代极限 40ITL2 直流转移曲线迭代极限 20ITL4 瞬态特性迭代极限 10ITL5 瞬态特性所有点之和的迭代极限 5000RELTOL 电压或电流的相对精度 0.001,TRTOL 瞬态分析的精确度调整 7.0ABSTOL 电流精度调整 A 1pACHGTOL 电荷精度调整 C 0.01pCVNTOL 电压精度调整 V 1mVGMIN 任意支路的最小电导 S 1E-12,3.6 控制界面,PSPICE软件包

50、是由电路分析主程序（PSPICE1.EXE）和辅助程序模块组成的，包括：(1)PSPICE软件包控制界面。(2)后处理显示模块（PROBE.EXE）。(3)激励波形显示模块（STMED.EXE）。(4)器件模型建立模块（PARTS.EXE）。,3.6.1 功能 PSPICE的控制外壳（PSpiceControlShell）是集各功能及主要模块于一体的操作界面，其主要功能有：(1)软硬件配置功能；(2)电路文件的文本编辑和交互式模型参数修改功能；(3)输入文件的错检信息提示功能；(4)模拟分析主程序功能选择、参数配置及运行控制功能；(5)激励信号产生与编辑功能；(6)输出文本文件（*.OUT）显