PSPICE电子线路辅助设计.ppt

PSPICE电子线路辅助设计,第一部分,计算机辅助电路分析基础,计算机辅助电路设计的特点,电路规模可以从简单到复杂 电路的计算精度非常高 提高了设计效率，减少了设计周期 可以进行极限状态和最坏情况分析 可以进行容差分析和优化设计,电路设计流程,常见电路网络,线性电阻网络 线性动态网络 非线性电阻网络 非线性动态网络,常见电路分析内容,直流分析 求线性电阻网络的直流解，给出节点及支路的电压和电流值，给出直流功耗。 工作点分析 求出非线性网络的静态工作点，对动态网络求出初始条件、偏置或平衡状态下的工作点（将网络中的所有电容开路，电感短路得到的）。这些也是非线性网络的直流解 驱动点分析 求出非线性电阻网络的驱动点电流和驱动点电压之间的关系，这也是网络的直流解。,常见电路分析内容,传输函数分析 求出电阻网络的输出电压或电流和输入电压或电流之间的关系，可得到网络的输入阻抗和输出阻抗。这也是网络的直流解 交流分析 求出线性网络的频率响应特性，即频域分析。对非线性网络进行小信号交流特性分析(将非线性元件在工作点处线性化，然后分析这个被线性化电路的稳态交流响应)。可得到网络的幅频特性与相频特性，得到在给定频率下的输入与输出阻抗等。对非线性动态网络可求出有输入或无输入时的稳态周期解,常见电路分析内容,瞬态分析 对动态网络进行时域分析，求出其瞬态响应。(在用户或程序确定的初始条件下。在有或无输入信号时，求出随时间变化的输出波形。） 噪声分析 对线性网络进行频域或时域的等效输入噪声和输出噪声特性分析(将噪声源作为输入，求这时的交流解或瞬态解) 温度特性分析 求出在各种温度网络的各种特性,常见电路分析内容,灵敏度分析 计算电路中元件参数变化时对输出量的影响。灵敏度分析可在直流工作情况下进行，也可在交流和瞬态工作条件下进行。 容差分析 在元件参数各自的容差范围内求出对电路特性的影响PSPICE中可用蒙特卡罗分析对直流，交流和瞬态特性进行容差分析 最坏情况分析 求电路特性的最坏情况(在电路元件参数取最坏的极端值时求电路的特性）,常见电路分析内容,付里叶分析 在给定频率下对网络进行瞬态分析。将得到的输出波形再做频谱分析求出输出变量的基频和谐波量。 失真分析 求电路在小信号条件下的失真特性。,电路模拟程序构成,第二部分,PSPICE程序基础,SPCIE和PSPICE,Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis 1972年由加州大学伯克利分校开发完成 程序代码完全开放，用户可以根据需要修改 1988年SPICE成为美国国家标准 1984年Microsim公司开发完成PSPICE成为第一个用于PC平台的SPICE模拟器 通用电路模拟技术及软件应用SPICE和PSPICE姚立真,小信号单级放大器,程序清单,Example1: Simple Amplifier .LIB BIPOLAR.LIB V1 1 0 AC 1 SIN(0 10M 1K) R1 1 2 1K C1 2 3 10U R2 4 3 50K R3 3 0 10K R7 4 5 3K *Included A Bipolar Q1 5 3 6 Q2N2222A R8 6 0 1K C2 6 0 100U C3 5 7 10U R6 7 0 1K V2 4 0 DC 12V .TRAN 1US 10MS .PROBE .END,“标题”，由任意字符串构成作为打印的标题，但必须要有。,载入库文件，此处载入的是三极管的库文件,电路特性分析的控制语句：包括定义的模型语言性能分析语句和输出控制语句。,结束语句，表示程序结束,注释语句：是用户对程序运算和分析时加以说明的语句，其一股形式为 *字符串,电路的描述语句：包括定义电路拓扑和元件值的元件，半导体器件，电源等描述语句。其位置在描述语句的第二行与最后结束语句行之间的任何地方。,输入描述语句,输入描述由若干条输入描述语句构成，语句中的信息由字母字符串组成的名字段、数字段和分隔符构成。 名字段(名称)：其第一个字16必须是字母A至Z，其它没有任何限制。在描述元件时第一个字必须是指定的元件器件类型字母 数字段(数值)：可以是整数、浮点数、整数或浮点数后面跟整数指数和整数或浮点数后面跟比例因子表示 比例因子：有十种比例因子，它们的符号和代表的值为： T1E12、G1E9、MEG1E6、K1E3、MIL25.4E-6、M1E-3、U1E-6、N1E-9、P1E12、F1E15,输入描述语句,分隔符：包括空格、逗号、等号、左括号或右括号等 续行号：若一行信息表达不完，可在第二行的第一列上打一个“十”号以表示该行语句是上一语句的继续。 单位：包括米、千克、秒等。单位后缀在程序中是被忽略的。任何非比例因子后缀字母都可用作单位后缀。 方向：采用常用习惯标准，即规定支路电流的正方向和支路电压假定的正方向一致。 节点编号；一般取任意的正整数，不能为负数，但也可以是任意字母数字串，可以是不连接的。接地点一定是编号为零的参考点，这是事先定义好的，意为接地或共同节点。节点“0”或“000”是等效的。,第三部分,PSPICE元器件描述语句,元件描述（电阻）,语句格式 R(name) N+ N- ModName Value 例: R1 1 2 100 RF 4 5 RMOD 12K N+和N-是电阻所连接的正、负两个节点号。当电阻上为正电压时，电流从N+节点流出通过电阻流入N-节点。 ModName为模型名，其内容由.MODEL语句给出。 Value是电阻值，单位为欧姆，可正可负，但不能为零。 PSPICE元器件描述,元件模型和描述（电容）,语句格式 C(name) N+ N- ModName Value IC=V0 例: C1 1 2 10U Cload 4 5 CMOD 10P N+和N-是电容所连接的正、负两个节点号。当电容上为正电压时，电流从N+节点流出通过电容流入N-节点。 ModName为模型名，内容由.MODEL语句给出。 Value是电容值，单位法拉，可正可负，但不能为零。 IC定义了电容的初始（时间为0）电压V0。注意只有在瞬态分析语句.TRAN中的任选项关键字UIC规定时，IC规定的初始条件才起作用。,元件模型和描述（电感）,语句格式 L(name) N+ N- ModName Value IC=I0 例: L1 1 2 10U LA 4 5 LMOD 10M N+和N-是电感所连接的正、负两个节点号。当电感上为正电压时，电流从N+节点流出通过电感流入N-节点。 ModName为模型名，其内容由.MODEL语句给出。 Value是电感值，单位亨利，可正可负，但不能为零。 IC定义了电感的初始（时间为0）电流I01。注意只有在瞬态分析语句.TRAN中的任选项关键字UIC规定时，IC规定的初始条件才起作用。,元件模型和描述（互感）,语句格式 K(name) L(1st name) L(2nd name) Value 例: L1 1 2 0.5mH L2 4 5 0.5mH K1 L1 L2 0.9999 其中L(1st name) 和L(2nd name) 是两个耦合电感的名字，Value是耦合系数K的值，它必须大于零且小于或等于1，其耦合规则采用通常的在每个电感的第一个节点上加上一个“”作为极性端。 为非线性磁心模型名， 缺省值为1，它用来衡量磁横截面大小的，它代表的是薄片的层数。因此对每种薄片只需有一种模型语句。,在语句中如果给出了 ，此时就会有以下四个变化： (1)相互耦合的电感器变成了一个非线性磁芯器件，磁芯的磁通量的磁场强度BH特性可用JilsAtherton模型分析。 (2)电感器成了“线圈”，故原来设定为电感的值现在要设定为线圈匝数。 (3)电感器清单里可能只有一个电感器。 (4)模型语句需设定模型参数。,元件模型和描述（无损传输线）,语句格式 T(name) NA+ NA- NB+ NB- Z0= + TD= F= NL= T(name) 为传输线名字，NA+ NA-为输入端口节点， NB+ NB-为输出端口节点， NA+ NB+定义为正节点， NA- NB-定义为负节点。正电流从NA+ 流向NA-，从 NB+流向 NB- 。Z0为特性阻抗 传输线长度可用两种形式表示，一种是由传输线的延迟TD决定的；另一种是给出一个频率F和参数NL来确定，NL是在频率为F时相对于传输线波长归一化的传输线电学长度若规定了F而未给出NL，则认为NL0.25，即F是14波长时的频率。,元件模型和描述（压控开关）,语句格式 S(name) N+ N- NC+ NC- 例子：S1 6 5 4 0 SMOD1 节点N+和N-分别是开关的正和负节点，NC+和NC-分别是控制的正和负节点 是模型名，由.MODEL语句说明。,元件模型和描述（流控开关）,语句格式 W(name) N+ N- VN 例子：W1 6 5 VIN WMOD1 节点N+和N-分别是开关的正和负节点，VN是控制电流流过的电压源 是模型名，由.MODEL语句说明。,元件描述（二极管）,语句格式： D(name) N+ N- 例：D1 3 4 DMOD1 其中N+和N-分别是二极管的正负节点，正电流从正节点流出，通过二极管流入负节点。 是模型名，可由用户自行选定。AREA是面积因子，OFF规定在直流分析时在器件上所加初始条件为关态。如未指定AREA则缺省值为1.0。若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定ICVD为初始条件。,元件描述（三极管）,语句格式： Q(name) NC NB NE 例：Q1 3 4 5 QMOD1 其中NC，NB，NE，NS分别是集电极、基极、发射极和衬底的节点。NS是可选项，若未规定则认为NS接地。 是模型名，可由用户自行选定。AREA是面积因子，OFF规定在直流分析时在器件上所加初始条件为关态。如未指定AREA则缺省值为1.0。若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定ICVBE,VCE为初始条件。,元件描述（JFET）,语句格式： J(name) ND NG NS 例：J1 3 4 5 JMOD1 其中ND，NG，NS是漏极、栅极、源极的节点。 是模型名，可由用户自行选定。AREA是面积因子，OFF规定在直流分析时在器件上所加初始条件为关态。如未指定AREA则缺省值为1.0。若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定ICVDS,VGS为初始条件。,元件描述（MOSFET）,语句格式： M(name) ND NG NS NB + + + + + 例：M1 3 4 5 MMOD1 其中ND，NG，NS,NB是漏极、栅极、源极和衬底的节点。 是模型名，可由用户自行选定。,L和W分别是沟道的长和宽，单位为米。AD和AS是漏和源扩散区的面积，单位为平方米，PD和PS分别是漏结和源结的周长，单位米。L、W缺省值为100mm ，AD、AS的缺省值为零。NRD和NRS分别是漏和源扩散区等效的方块数，该值乘以 .MODEL语名中规定的薄层电阻RSH，就可计算出每个晶体管漏和源的寄生串联电阻。NRG和NRB为栅极和衬底扩散区的方块数。PD和PS缺省值为0，NRD和NRS缺省值是1,NRG和NRB缺省值为0。M是与器件面积有关的“倍数”，它模拟了多个器件并联的效应。MOSFET的有效宽度，结和覆盖电容，结电流要乘M，寄生电阻值(如RD，RS)要除以M。,元件描述（GaAs FET）,语句格式： B(name) ND NG NS 例：B1 3 4 5 BMOD1 其中ND，NG，NS是漏极、栅极、源极的节点。 是模型名，可由用户自行选定。AREA是面积因子，OFF规定在直流分析时在器件上所加初始条件为关态。如未指定AREA则缺省值为1.0。若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定ICVDS,VGS为初始条件。,元件描述（数字器件）,语句格式： U(name) （） + + + + 例：U1 NAND(2) 1 2 10 Do_Gate I/O_PET,基本类型,基本类型参数,时域模型，包括上升时间、下降时间、传输延时等,输入输出模型名，描述负载和驱动特性,延迟选择,I/O界面模型选择,例子： 1、 UCLOCK STIM(1,1) OUT1 IO_STM +0S 0 +LABEL=STARTLOOP + +5NS 1 + +5NS 0 + +5NS GOTO STARTLOOP 1 TIMES,例子： 2、 UIOI STIM(4,4) IN1 IN2 IN3 IN4 +IO_STM TIMESTEP=1NS +0S 0 +LABEL=STARTLOOP + 10C 1 + 20C A + +5NS 0 + 30C GOTO STARTLOOP 1 TIMES + +10C 1,例子： 3、 UEX5 STIM ( 16, 4444 ) $G_DPWR $G_DGND + 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 + IO_STM TIMESTEP = 10ns + 0s 0000 + LABEL=STARTLOOP + 10c INCR BY 0001 + 20c GOTO STARTLOOP UNTIL GE 000A,元件描述（数字激励源）,语句格式： U(name) STIM (,） + +, + + GOTO TIMES + GOTO UNTIL GT + GOTO UNTIL GE + GOTO UNTIL LT + GOTO UNTIL LE + INCR BY + DECR BY ,激励器件输出信号或节点数目,信号（节点）数指定的一个数字序列。1表示二进制，3表示8进制，4表示16进制,数字输出节点,(时间)前缀：“十” 如果在前面直接加十”，那么就假定该时间是用来说明相对于前一时间参考点的相对时间，如果前面不加“十”，则就假定该时间是相对于0的绝对时间。 后缀：S表示秒，C表示步(周期)，步长是由该激励源的TIMESTEP参数的值来确定的。,每个节点的值(0，1，X或Z),元件描述（独立电压源）,语句格式： V(name) N+ N- + + + 例： Vcc 3 0 DC 6V Vin 1 0 DC 2 AC 1 30 SIN(0 2V 10kHz) 其中N+和N-分别是独立电压源的正负节点，正电流从正节点进入独立电压源流入负节点。,元件描述（独立电流源）,语句格式： I(name) N+ N- + + + 例： I1 3 0 DC 6V Iin 1 0 DC 2 AC 1 30 SIN(0 2V 10kHz) 其中N+和N-分别是独立电流源的正负节点，电流从正节点流入独立电流源，从负节点流出。独立电流源不必接地,元件描述（指数源）,一般形式： EXP(V1 V2 TRD TRC TFD TFC) V1 初始电压 V2 峰值电压 TRD 上升延时时间 TRC 上升时间常数 TFD 下降延时时间 TFC 下降时间常数,元件描述（脉冲源）,一般形式： PULSE(V1 V2 TD TR TF PW PER) V1 初始电压 V2 脉冲电压 TD 延迟时间 TR 上升时间 TF 下降时间 PW 脉冲宽度 PER 脉冲周期,元件描述（分段线性源）,一般形式： PWL (T1 V1 T2 V2 .TN VN) Ti 时间点 Vi 该时间点电压值,元件描述（单频调频源）,一般形式： SFFM (V0 VA FC MOD FS) V=V0+VAsin(2FCt)+Msin(2FSt) V0 偏置电压 VA 电压振幅 FC 载波频率 MOD 调制系数 FS 信号频率,元件描述（正弦源）,一般形式： SIN (V0 VA FREQ TD ALPHA THETA) V=V0+VAe-(t-td)sin2f(t-td)- V0 偏置电压 VA 电压振幅 FREQ 频率 TD 延迟时间 ALPHA 阻尼因子 THETA 相位延迟,元件描述（多项式源）,一般形式： POLY(n) N1+ N1- N2+ N2- Nn+ Nn- +P0 P1 Pm n=1: Y=P0+P1A+P2A2+ P3A3+ PnAn n=2: Y= P0+P1A+ P2B+ P3A2+ P4AB+ P5B2 + P6A3+ P7A2 B+ P8AB2 + P9B3 n=3: Y= P0+P1A+ P2B + P3C+ P4A2+ P5AB+ P6AC + P7B2 + P8BC + P9C2 + P10A3 + P11A2 B+ P12A2 C + P13AB2 + P14ABC + P15AC2 + P16B3 + P17B2 C + P18 BC2 + P19C3 + P20A4 + ,元件描述（线性受控电压源）,语句格式： 电压控制电压源 E(name) N+ N- NC+ NC- 电流控制电压源 H(name) N+ N- VN 例： E1 3 4 1 0 6 Hin 1 0 Vin 2 其中N+和N-分别是电压源的正负节点， NC+和NC-分别是控制电压源的正负节点。VN为控制电流流过的电压源,元件描述（线性受控电流源）,语句格式： 电压控制电流源 G(name) N+ N- NC+ NC- 电流控制电流源 F(name) N+ N- VN 例： G1 3 4 1 0 6 Fin 1 0 Vin 2 其中N+和N-分别是电压源的正负节点， NC+和NC-分别是控制电压源的正负节点, VN为控制电流流过的电压源,元件描述（非线性受控电压源）,语句格式： 非线性电压控制电压源 E(name) N+ N- Poly(n) +NC1+ NC1- NC2+ NC2- NCn+ NCn- +P0 P1 P2Pm 非线性电流控制电压源 H(name) N+ N- Poly(n) VN1 VN2 VNn +P0 P1 P2Pm 非线性电流控制电流源常作为非线性电阻,例子： E1 10 12 POLY(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 V=V(3)+1.5 V(5)+1.2V(3)2+1.7 V(3) V(5)+ V(5)2 H1 25 40 POLY VN 0 1 1.5 1.2 1.7 V=I(VN)+1.5I(VN)2+ 1.2I(VN)3+ 1.7I(VN)4,元件描述（非线性受控电流源）,语句格式： 非线性电压控制电流源 G(name) N+ N- Poly(n) +NC1+ NC1- NC2+ NC2- NCn+ NCn- +P0 P1 P2Pm 非线性电流控制电流源 F(name) N+ N- Poly(n) VN1 VN2 VNn +P0 P1 P2Pm 非线性电压控制电流源常作为非线性电导,例子： G1 10 12 POLY(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 I=V(3)+1.5 V(5)+1.2V(3)2+1.7 V(3) V(5)+ V(5)2 F1 25 40 POLY VN 0 1 1.5 1.2 1.7 I=I(VN)+1.5I(VN)2+ 1.2I(VN)3+ 1.7I(VN)4,模型描述语句,语句格式： .MODEL MNAME TYPE(P1=VAL1 +P2=VAL2 P3=VAL3. Pn=VALn) MNAME是模型名，它和器件描述语句相同，该语句可指定一个或多个器件使用的一组模型参数。 TYPE为元器件模型类别，每种类别有自己的一套参数。给定模型类别后，模型参数值由括号内参数表中的参数值来给出，对模型可设置部分参数值或全部参数值。末给定的参数名和值就由程序中的缺省值代替。, 是两个容差参数设定。DEV和LOT的规定值可以是百分数也可以是数值。DEV是描述不连续的独立器件，如印刷电路板上的元器件或不同批管芯的容差。LOT描述的是连续的、器件批，如集成电路一批中的各个晶片的偏差，以及芯片中匹配器件的容差。,模型类别总结,模型类别总结,子电路描述语句,语句格式： .SUBCKT SUBNAME N1 其中SUBNAME 是子电路名，N1，N2是子电路外部节点号，不能为零。子电路的定义是以.SUBCKT语句开始的，其后跟一组元件语句定义子电路，直到语句.ENDS为止。子电路定义中不能出现控制语句，但可包括器件模型，子电路调用，其它子电路定义等其它内容。,在子电路中所定义的那部分器件模型或子电路的定义都只是局部的，在子电路定义之外不能识别其含意。子电路定义中的任何节点也都是局部量，接地点是全局量。所以子电路定义中的节点号、器件名、MODEL的说明可以和外部的相同，而不会冲突。,子电路调用,语句格式： X(name) N1 SUBNAME X是关键字，调用子电路只要规定以X为首的假元件名即可。其后是用来连接到子电路上的电路节点号，最后是子电路名。子电路的外节点号由于是局部的，所以和电路调用时的节点号无关，但电路节点号的顺序必须.SUBCKT语句中定义的顺序一致。,例子： 定义一个名为OPA的子电路,1、2是两个输入节点，3为输出节点，节点4是电源Vcc .SUBCKT 0PA l 2 3 4 一组子电路拓扑结构描述语句 .ENDS 调用语句为： X1 7 9 3 4 OPA 在调用子电路时，电路节点顺序要与子电路节点顺序一致，该语句规定电路的7、9、3、4节点分别代表OPA子电路的输入1、2，输出3和电源Vcc节点。,库文件调用语句,语句格式： .LIB 例: .LIB .LIB DIODE.LIB .LIB C:PSPICELIBBIPOLAR.LIB .LIB语句用于参考和调用存在于库文件中的模型或子电路库。 是文件名，可以是任意字符串。其扩展名.LIB不能缺省，如果设定一个文件名就必须有扩展名。若缺省，其缺省值为NOM.LIB。NOM.LIB将引导查找所有其它的库文件。,第四部分,PSPICE特性分析语句,直流工作点分析,语句格式： .OP 此语句计算并打印出电路的直流工作点，这时电路中所有电感短路，电容开路。在瞬态和交流分析前程序将自动进行直流工作点分析，以确定瞬态分析的初始条件和交流小信号分析时非线性器件的线性化小信号模型参数。输出结果包括： 1、所有节点的电压 2、所有电压源的电流及电路的直流总功耗 3、所有晶体管各极的电流和电压 4、非线性受控源的小信号(线性化)参数,直流扫描分析,语句格式： .DC (SType) SNAME SSTART SSTOP SINCR + 例子： .DC VIN 0.25 5 0.25 IB 0mA 1mA 100uA .DC LIN I2 5mA -2mA 0.2mA .DC RES RMOD(R) 0.7 1.3 0.1 .DC DEC NPN QMOD1(IS) 1E-18 1E-15 5 .DC TEMP LIST 45 15 0 l5 50 100 125 .DC PARAM VSUPPLY 7.5 15 0.5,扫描类型：包括LIN、DEC、OCT、LIST,扫描参数名：电源、温度、模型参数、全局变量等,扫描起始值,扫描中止值,扫描增量或点数，必须大于0,嵌套扫描,直流小信号灵敏度分析,语句格式； .SENS OUT1 例:.SENS V(5) V(2,3) I(V2) I(V5) OUT1 为输出变量, .SENS语句是通过在偏置点附近将电路线性化，计算并打印出每个输出变量对电路中所有元器件值和模型参数变化时的敏感程度。 运行.SENS 语句后，对应每一个元器件值和模型参数都将打印出指定输出量的元件灵敏度和归一化灵敏度。因此这个语句很容易产生大量的输出。,目前只对下列元器件才能计算其灵敏度 电阻器 独立电压源和独立电流源 电压控制开关和电流控制开关 晶体二极管 双极晶体管,小信号传输函数,语句格式： .TF OUTVAR INVAR 例： .TF V(5,3) VIN .TF I(V1) VIN 其中OUTVAR 是小信号输出变量， INVAR 是小信号输入源 TF语句通过在偏置点附近将电路线性化后，计算并打印出电路的直流小信号传信函数值，即输出与输入的比值，输入电阻值和输出电阻值。,交流特性分析,语句格式： .AC (SType) N FSTART FSTOP 要使用AC特性分析，必须在输入中至少指定一个独立源的交流值，以使分析得以进行。此外要使FSTOPFSTART0。 AC分析中，所有具有非零幅度值的独立电压和电流源都是电路的输入。要得到AC的分析结果必须使用.PRINT,.PLOT或.PROBE中的一个。,频率取值方法，包括LIN、DEC、OCT,每一数量级中取频率点的数目,起始频率值,终止频率值,噪声分析,语句格式： .NOISE V(N+,N-) SOURCE M 例，NOISE V(5) VIN 10 该语句是进行电路的噪声分析。噪声分析是同交流分析一起进行的。所以NOISE语句要与.AC语句一同出现。,节点总的噪声输出电压,作为噪声输入基准并计算等效输入噪声节点处的独立电压源或独立电流源名称,频率问隔点数，在每个间隔频率点，电路中每个噪声源的贡献将打印出来。若为零则不打印该信息,电路中产生噪声的器件有电阻器和半导体器件，每个器件的噪声源在AC分析的每个频率计算出相应的噪声，并传送到一个输出节点，所有传送到该节点的噪声进行方均根相加，就得到了指定输出端的等效输出噪声。同时计算出从输入源到输出端的电压(电流)增益,由输出噪声和增益就得到等效输入噪声值,若SOURCE是电压源，则计算等效输入噪声电压，单位为vHz1/2 若OURCE是电流源，则计算等效输入噪声电流，单位为AHz1/2 噪声分析产生两种输出；详细表格，总的表和图。若在.NOISE设置了M值，则不打印详细表格。详细表格是随分析时打印出来的，不需要.PRINT或.PLOT语句说明。如果需要打印出等效输入噪声和输出噪声，就需要用.PRINT或.PLOT 语句来实现。,瞬态分析,语句格式： .TRAN TSTEP TSTOP 例： .TRAN 1NS l00NS .TRAN 1ns l00NS 1NS UIC .TRANOP 5NS 400NS 50NS 其中TSTEP是绘图的时间增量， TSTOP是分析终止时间，TSTART是绘图的开始时间，TSTART 缺省值为0。 TMAX是最大步长，缺省值是TSTEP和(TSTOP-TSART)50中的较小值。 UIC是一个任选的关键字，表示用户用自己规定的初始条件进行瞬态分析，而不用在瞬态分析前进行静态工作点的求解。,瞬态分析总是从时间零开始，在时间零到TSTART 的时间间隔内，瞬态电路分析仍进行，只是没有输出，而且瞬态分析的值也没有存贮起来。在TSTART和TSTOP间隔内进行计算存贮并输出。 瞬态分析时程序采用变步长的算法以保证精度和速度.当电路变化不大时，内部运算的时间步长就增大，变化快时就缩小，这样计算出来的不同时间的值并采用2阶多项式插值法得到所需要的打印时间的值。 .TRAN语句中带有“OP”后缀时，能打印出由.OP语句产生的偏置点。,付里叶分析,语句格式： .FOUR FREQ V1V2 V3 例: .FOUR 100K V(5) 其中FREQ是的基频， V1V2 V3是要求分析的输出变量(节点电压)。 付里叶分析计算了瞬态分析结果的一部分，得到基频、DC分量、第2到第9次谐波。不是所有的瞬态结果都要用到，只用到瞬态分析TSTOP之前基频的一个周期。若PERIOD是基频的周期，则PERIODlFREQ。付里叶分析时间是(TSTOP-PERIOD)1/F，就是说，瞬态分桥至少要持续1FREQ,为了得到最高的精度，应把瞬态分析中的TMAX定为PERIOD/100。对高Q值电路，TMAX可小一些。 .FOUR语句运行结果就是输出，不用设.PRINT或.PLOT,温度特性分析,语句格式： .TEMP T1 例：.TEMP 55 25 l 00 该语句规定在什么温度下进行模拟，T1，T2是指定的模拟温度(单位为)。若给了几个温度，则对每个温度，都要做一遍所有的分析。当温度低于-273时不能模拟。模型参数是在温度为标称温度TNOM下的值，若无.TEMP语句，则程序将在温度TNOM27下进行模拟。,节点设置语句,语句格式： .NODESET V(NODE)VAL 例:NODESET V(12)4.5 V(4)2.2 NODE为节点号，V(NODE)为节点电压，VAL是设置的电压值。 该语句的作用是使指定节点的电压固定在所给定的电压值上，程序先按这些节点电位求得直流或瞬态的初始解进行运算，在解收敛后就去掉这些约束条件继续选代，直到算得真正的解为止。,此语句对双稳态或非稳态电路的计算收敛可能是必须的，它可使电路摆脱“停顿”状态，而进入所希望的状态。一般情况该词句是不必要的。 此语句也可帮助启动DC扫描。.NODESET电压可用在DC扫描的第一步，在余下各步中被忽略。在嵌套DC扫描中， .NODESET可用于每个嵌套(即内层扫描)的第一步。该命令也可用到DC扫描的其它类型，如参数值或温度的扫描。,初始条件设定语句,语句格式： .IC V(NODE)VALV(NODE)VAL 例: IC V(11)5 V(4)-5 V(2)2.2 该语句是设置瞬态初始条件的，它和.NODESET语句不同, .NODESET是用来帮助直流解的收敛，并不影响最后得到的工作点(对多稳态电路除外)，一旦建立了工作点，这些值在DC扫描分析和瞬态分析中不在起作用，而.IC的值用来计算瞬态分析偏置点以及非线性元件的线性化参数，它不影响DC扫描。,该语句有两种不同的解释，取决于在.TRAN语句中是否规定了参数UIC。 在.TRAN 语句中规定了参数UIC时：程序用.IC语句中规定的节点电压计算电容、二极管、双极型晶体管、结型场效应晶体管和MOS场效应管的初始条件。这和在每个器件语句中规定IC参数是完全等效的，但在器件语句中规定的IC值优先于.IC语句的值，一旦规定了参数UIC和有.IC语句时，瞬态分析就先不进行直流工作点的分析(初始瞬态值)，因此应该在.IC语句中仔细设定各点的直流电位。,在.TRAN语句中未规定参数UIC时，在瞬态分析前计算直流偏置(初始瞬态)解。这.IC语句中指定的节点电压仅当作求解直流工作点时相应的节点的初始值。在瞬态分析时对这些节点的限制就取消了。,蒙特卡罗分析,语句格式： .MC (runs value) (analysis) + 例： .MC 8 TRAN V(10) YMAX .MC 20 AC VP(91，34) YMAx .MC 40 DC IC(Q8) YMAX LIST (runs value) 为指定运行次数，这是.MC语句中必须的。程序规定最大为2000。 (analysis)在.MC语句中是必须的，其所选的分析必须设为直流分析DC、交流分析AC和瞬态分析TRAN这三者中的一种。选定的分析在随后的运行中将多次运行。,.MC语句可对电路因元器件模型参数存在容许的偏差(容差)造成电路特性的变化进行统计分析。器件模型参数是在MODEL语句中设定的DEV和LOT容差范围内，在每次分析时随机地变化。 .MC语句对所选定的分析直流、交流、瞬态特性进行多次运行。第一次运行时，所有元器件的模型参数均在标称值下，随后的运行中模型参数在其容差范围内随机变化。,为输出变量名， 是对输出变量的所有值进行特定的运算而减少到一个值的单值运算方法的选择。将在额定值下分析(第一次运行)值与随后的统计分析运行值进行比较(单值运算)就得到了单值， 必须是下列方法之一： YMX 求出每个波形与额定运行值的最大差值 MAX 求出每个波形的最大值 MIN 求出每个波形的最小值 RISEEDGEvalue其中value是指定的阈值。找出第一次超过阈值的波形，这波形里在超过阈值点之后必须有一个或几个点等于或低于这个值。最后列出的输出值就是波形超过阈值的值。 FALLEDGEvalue其中value 是指定的阈值，找出第一次低于阈值的波形，这波形里在一个低于阈值点之后必须有一个或几个等于或高于这个值。最后列出的输出值就是波形低于阈值的点。,输出任选项：包括下列几项，选择时可不选或选几种： LIST：每次运行中每个元件实际使用的模型参数值。 OUTPUT(output type)：要求在第一次运行以后的各次运行输出。 OUTPUT 则只对第一次(规范值)运行产生输出， (output type)可选以下几种之一种： ALL：产生所有的输出(包括第一次运行值)； FIRST：只产生前n次运行产生的输出 EVERY ：对每个第n次运行产生输出； RUNS ：仅对此部分中列出的运行次数进行分析并产生输出，这个表中最多可列25个值。 RANGE ， 用下限值和上限值限制扫描变量的范围，符号“*”可用来表示value为所有的值。如 YMAX RANGE(*，5对所有小于或等于5的扫描变量(时间、频率等)计算出YMAX。 MAX RANGE(一1，*)：对大于或等于-1的扫描变量算出最大输出变量。如果RANGE 未写，扫描变量在整个扫描范围内计算。,灵敏度/最坏情况分析,语句格式： .WCASE (analysis) (output variable) 例：.WCASE TRAN V(10) YMX .WCASE DC IC(Q6) YMAX VARY DEV .WASE AC VP(5，0) YMAX DEVICE RQ OUTPUT ALL .WCASE 语句中的前三项(analysis) (output variable) 均与.MC语甸中的含意一样,是任选项， 可没有，也可选下列几种： ?,.WASE 语句是对电路进行灵敏度和最坏情况分析。该语句是在参数变化时，对所选的分析多次运行,与.MC不同的是.WCASE每次运行只改变一个器件参数，而monte carlo统计分析是参数按指定的统计规律同时随机的变化。由于.WCASE每次运行时可求出每个参数对输出变量(波形)的灵敏度，在所有的灵敏度都得到后，在最后一次运行中使各个参数同时按容差范围内各自的最大变化量改变，这样就进行了最坏情况分析了。如果器件参数有5个， .WCASE 开始按参数的标称值进行第一次分析，然后由各自容差分别改变一个参数共运行5次，最后进行最坏情况分析，所以.WCASE 共进行参数变量加二次等于7次分析。,是任选项，可没有，也可选下列几种： OUTPUT ALL：要求将第一次运行以后的各次运行输出。若没有声明 则仅输出标称值(第一次)和最坏情况下运行的结果。 RANGE ， ：同.MC语句。 HI或LOW：指定了最坏情况分析的方向(相对于标称值)，如果是YMAX或MAX，缺省值为HI，否则缺省值是LOW。 VARY DEV (VARY LOT ) (VARY BOTH)：器件模型参数按.MODEL语句中规定的DEV容差各自独立随机变化或LOT容差同时发生随机变化或者根据两者都进行变化。如果未声明该选项，则缺省值是(VARY BOTH)。 BY RELTOL:器件模型参数按.Options语句设置的RELTOL(相对精度)变化。 BY：器件模型参数按设置的 值变化，缺省时即只写BY其值为BY RELTOL 。 DEVICE ：对要进行分析的器件类型，可在关键词DEVICE后列出。列出几个类型时不要用空格、括号等隔开，如只对R和Q进行分析，则形式为DEVICE RQ。该选项缺省时，则对所有器件都进行灵敏度最坏情况分析。,分布参数定义语句,语句格式： .DISTRIBUTION 例子：. .DISTRIBUTION USERDEF1 (-1,0)(0,1)(1,0) 语句用于在monte carlo统计容差分析中，让用户自己定义器件模型参数的容差分布，由.DISTRIBUTION 所描述的容差分布曲线可控制Pspice产生随机数的相对概率分布，以计算模型参数的偏差。在Pspice中随机数产生器的范围为(-1，+1)，参数偏差有均匀分布、高斯分布及用户自定义分布，每种分布都由标明的。用户如果要定义器件模型参数的容差分布，则name在.options和.model语句中都应同名。, 表示了，这是数字对，用它所组成的一组数字对，就描述了每次.MC运行时，给器件模型参数计算的偏差值以及对应的概率值，数字对可达100个。偏差值必须在(-1，1)之间，这是与随机数产生器的范围相匹配的，后赋值时，要使后面的值应大于或等于前面的值，概率表示是相对可能性，必须为正数或零，,函数定义语句,语句格式： .FUNC (name) () (body) 例：.FUNC E(x) EXP(X) .FUNC SINH(x) (E(x)十E(-x)/2 .FUNC函数定义语句用以定义表达式中所要用到的函数，.FUNC语句必须出现在第一次使用这个函数之前，且函数不能重新定义，函数名(name)定义可任意，但应与PSPICE的内建函数如“ABS” “ SIN”等不同。 (name)后跟自变量(arg)，最多可有10个自变量，在因数使用时的自变量数目必须与定义的数目相等。语句中自变量可有可无但括号不能省。 (body)为函数体，可以利用前面已定义过的函数,包括文件语句,语句格式： .INC (file name) 例：.INC AAA.CIR .INC C:PSPICELIBBBB.CIR .INC语句是用于插入别的文件的内容，(file name)是任意字符串 包括文件可以包括任何语句，其特殊点为：无标题行，可用一个注释；如果有.END语句，则表示包括文件的末尾；.INC语句最多有4级“包括”。,参数及表达式定义语句,语句格式： .PARAM(namevalue) .PARAM(nameexpression) 例：.PARAM VCC6V，VEE-6V .PARAM BD(100KHz3) .PARAM PI3.14159 以参数代替数值，或在表达式中使用参数，可以灵活设置电路输入文件中待分析的值。 (name)是定义的参数名，(value)和(expression)分别是常数或表达式，表达式必须仅含常数或前面已定义过的参数，其它参数不能在表达式中。(name) 名不能与程序中予定义的参数、予定义函数或命令同名,参数分析语句,语句格式： .STEP (LIN) SNAME SSTART SSTOP SINCR .STEP SNAME SSTART SSTOP ND .STEP SNAME LIST VAL1 VAL2. 例：.STEP VCE 0 12V 5V .STEP LIN IA 2mA -2mA 0.1mA .STEP PARAM FREQ 1K 100K 1K 该语句是按扫描变量名(SNAME)对电路的所有分析进行参数扫描，.STEP每一步都要进行.DC,.AC,.TRAN等通常分析，所有分析完成后，对所有扫描值产生了一个完整的输出。,扫描可以是线性(LIN)的，对数(DEC)的，倍频程(OCT)的或列表的形式。扫描变量可以是电流、模型参数、温度、和全程变量。 .STEP语句与.DC语句相似，如果在.STEP和.DC设置了同样的值，会出现错误标志，使任何分析均不能进行。 同样在 .STEP，.TEMP，.MC，WCASE和.DC中的二种分析，设置同样的值也是不允许的。,结果输出语句,.PRINT (PRTYPE) OUT1 例： .PRINT TRAN V(4) V(2,8) I(VIN) I(VCC) 该语句规定1至8个输出变量的打印输出, PRTYPE是输出分析类型：DC，AC，TRAN，NOISE .PLOT (PRTYPE) OUT1 OUT8 例： .PLOT I(D8) I(VCC)(-20mA，20mA) 该语句规定l到8个输出变量的绘图输出， PRTYPE 是输出的分析类型(DC，AC，TRAN，NOISE ）。 (low,high) 的可选项是表示对任何输出变量规定作图的下限(low)和上限(high) 。如没有规定绘图限制，PSPICE将自动地决定所有绘图的输出变量的最小值和最大值，并换算合适的作图比例。,输出变量,例子： V(1) 节点1与地之间的电压 V(3,2) 节点3与节点2之间的电压 V(R10) 电阻R10上的电压 VB(Q5) 双极晶体管Q5的基极与地之间的电压 VGS(M8) MOSFET M8的栅极与源极间的电压 VA(T2) 传输线T2的A端口电压 I(D2) 通过二极管D2的电流 IG(J6) 流入JFET J6的栅极电流 D(QA) 数字节点QA的数字值,交流分析中的输出变量,AC分析中，在输出电压v和电流I的变量之后再加上附加项，就可得到适当的输出。各附加项含意如下；,例子： V(2,1) 节点2和节点1的电压幅度 VM(2) 节点2与参考节点(地)间的电压幅度 VDB(R1) R1上电压幅度的分贝(dB)数 VBEP(Q5) 三极管Q5的基极与发射极间电压的相位 IAG(T2) 传输线T2的A端口电流的群延迟 IR(VIN) 流过电压源VIN电流的实部 II(R1) 流过电阻R1上电流的虚部 IGG(M3) MOSFET M3栅极电流的群延迟,噪声分析中的输出变量,第五部分,常见问题,浮动节点,少于两个连接的节点,电压源和有感回路,直流分析不收敛,直流分析时的不收敛，往往是由于电路连接、元件值或模型参数值有错造成的。 偏置点的计算不收敛有以下5种解决方法； 重置ITLl项 最简单的方法是增加直流迭代次数的限制，在任选项中ITLl为40，可把ITLl 置为1000，这样就允许许更多的迭代次数，可能会导致收敛。这种方法，往往对计算终止值在真实解附近较有效。,使用OFF项 在直流计算时，可关断所有对直流计算是截止的半导体器件。偏置点首先是假定被设定的器件都是在截止时得到的，收敛后再允许这些器件中有电流通过，以使它们的端电压与实际相符，处于正常工作，然后继续迭代至收敛。因此ONOFF项不影响偏置点的最终解，只影响对初始迭代的估计。所以，这种方法对非线性工作区是最有效。,使用.NODESET语句 .NODESET 语句是节点电压设置语句，用它可以对电路中某些节点设置初始电压。在直流分析时将对予置节点接上设定的电压源，进行迭代直至收敛，再将这些电压源去掉继续迭代直至收敛到最终解。因此该语句仅起帮助收敛的作用并不影响直流偏置点的最终解。,放宽分析精确度 收敛的最终判据是用相对误差和绝对误差来表示的，这些误差直接反映了分析的精度。如果放宽了分析的精度也就放宽了收敛的条件。如果设置RELTOL0.02，ABSTOL10-