multisim传递函数分析.ppt

1.6.13传递函数分析 （Transfer Function Analysis）,传递函数分析可以分析一个源与两个节点的输出电压或一个源与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数。也可以用于计算输入和输出阻抗。需先对模拟电路或非线性器件进行直流工作点分析，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。输出变量可以是电路中的节点电压，输入必须是独立源。,用鼠标点击SimulateAnalysisTransfer Function Analyses，将弹出Transfer Function Analyses对话框，进入传递函数分析状态。Transfer Function Analyses对话框有Analysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options 3个选项，,其中Output variables和Miscellaneous Options与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项，Transfer Function Analyses Parameters对话框如图1.6.19所示。,图1.6.19 Transfer Function Analysis对话框,在Transfer Function Analysis Parameters对话框中： 在Input source窗口可以选择所要分析的输入电源。 在Output node/source区中可以选择Voltage或者Current作为输出电压的变量。,选择Voltage，在Output node窗口中指定将作为输出的节点，而在 output reference窗口中指定参考节点，通常是接地端（即 0）。 选择Current，在Output source栏中指定所要输出的电流。 点击Simulate按钮，即可得到传递函数分析结果。,1.6.14最坏情况分析（Worst Case Analysis）,最坏情况分析是一种统计分析方法。它可以使你观察到在元件参数变化时，电路特性变化的最坏可能性。适合于对模拟电路值流和小信号电路的分析。所谓最坏情况是指电路中的元件参数在其容差域边界点上取某种组合时所引起的电路性能的最大偏差，而最坏情况分析是在给定电路元件参数容差的情况下，估算出电路性能相对于标称值时的最大偏差。,用鼠标点击SimulateAnalysisWorst Case Analyses，将弹出Worst Case Analyses对话框，进入最坏情况分析状态。Worst Case Analyses对话框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Miscellaneous Options 和Summary 4个选项，,其中Summary和Miscellaneous Options与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Model tolerance List和Analysis Parameters选项，Model tolerance List对话框如图1.6.20所示，Analyses Parameters对话框如图1.6.22所示。,1. Model tolerance list对话框 在Current list of tolerances区中列出目前的元件模型误差，可以点击下方的Add a new tolerance按钮，添加误差设置，出现如图1.6.21所示的对话框。,（1）Parameter Type窗口 在Parameter Type窗口可以选择所要设定的元件模型参数（Model Parameter选项）或器件参数（Device Parameter选项），其下的 Parameter区将随之改变，说明如下：,（2）Parameter区 在Parameter区中的Device Type窗口可以选择需要设定参数的器件种类，其中包括电路图中所使用到的元件种类，例如 BJT（双极性晶体管类）、 Capacitor（电容器类）、 Diode（二极管类）、 Resistor（电阻器类）及Vsource（电压源类）等。, 在Name窗口可以选择所要设定参数的元件序号。 在Parameter可以选择所要设定的参数，当然，不同元件有不同的参数。 Present Value显示当前该参数的设定值（不可更改）。 Description为Parameter所选参数的说明（不可更改）。,（3）Tolerance区 在Tolerance区可以确定容差的设置方式，其中包括4个窗口： 在Distribution窗口可以选择元件参数容差的分布类型，其中包括元件参数的误差分布状态呈现一种高斯曲线的形式的Guassian（高斯分布）和元件参数值在其误差范围内以相等概率出现的Uniform（均匀分布）两个选项。, 在Lot number窗口可以选择容差随机数出现方式，其中选择Lot表示对各种元件参数都有相同的随机产生的容差率，较适用于集成电路；而选择Unique则表示每一个元件参数随机产生的容差率各不相同，较适用于离散元件电路。, 在Tolerance Type窗口可以选择容差的形式，其中包括Absolute（绝对值）和Percent（百分比）两个选项。 在Tolerance value窗口可以根据所选的容差形式设置容差值。,当完成新增设定后，点击Accept按钮即可将新增项目添加到前一个对话框（图1.6.21）中。 点击在图1.6.21中的Edit selected tolerance按钮，可以对所选取的某个误差项目进行重新编辑。 点击在图1.6.21中的Delete tolerance entry按钮，可以删除所选取的误差项目。,图1.6.20 Worst Case Model tolerance List对话框,图1.6.21 Add a new tolerance按钮的对话框,2. Analysis Parameters对话框 Analysis Parameters对话框如图1.6.22所示。,图1.6.22 Worst Case Analyses Parameters对话框,在Analysis Parameters对话框中： 在Analysis窗口中，可以选择所要进行的分析，有 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作点分析）两个选项。 在Output variable窗口中，可以选择所要分析的输出节点。,在Function窗口中，可以选择分析方式。其中：MAX最大值分析，仅在 DC operating point选项时选用。MIN 最小值分析，仅在 DC operating point选项时选用。RISE EDGE上升沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。,在Direction窗口中，可以选择容差变化方向，有Default、Low及High等3个选项。 选择Restrict to range可以确定 X轴的显示范围，选取本选项后，在左 X窗口指定 X轴的最低值（默认值为0）、在右X窗口指定X轴的最高值（默认值为1）。,选择Group all traces on one plot项将所有仿真分析结果和记录在一个图形中显示。若不选此项，则将标称值仿真、最坏情况仿真和 Run Log Descriptions分别输出显示。,1.6.15 蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）,蒙特卡罗是采用统计分析方法来观察给定电路中的元件参数，按选定的误差分布类型在一定的范围内变化时，对电路特性的影响。用这些分析的结果，可以预测电路在批量生产时的成品率和生产成本。,用鼠标点击SimulateAnalysisMonte Carlo Analyses，将弹出Monte Carlo Analyses对话框，进入蒙特卡罗分析状态。Monte Carlo Analyses对话框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Miscellaneous Options 和Summary 4个选项，其中Summary和Miscellaneous Options与直流工作点分析的设置一样，,Model tolerance List对话框如图1.6.23所示，Monte Carlo 的Model tolerance List对话框与1.6.14最坏情况分析中的Model tolerance List对话框完全相同。下面仅介绍Analysis Parameters选项。Monte Carlo 分析的Analyses Parameters对话框如图1.6.24所示。,图1.6.23 Monte Carlo Model tolerance List对话框,图1.6.24 Monte Carlo Analyses Parameters对话框,在Monte Carlo Analysis Parameters对话框中： 在Analysis窗口中，可以选择所要进行的分析，有Transient analysis（瞬态分析）、 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作点分析）3个选项。 在Number of runs窗口中设定执行次数，必须2。,在Output variable窗口中，可以选择所要分析的输出节点。 在Function窗口中，可以选择分析方式。其中：MAX最大值分析，仅在 DC operating point选项时选用。MIN 最小值分析，仅在 DC operating point选项时选用。RISE EDGE上升沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右边的Threshold窗口用来输入其门限值。,在Direction窗口中，可以选择容差变化方向，有Default、Low及High等3个选项。 选择Restrict to range可以确定 X轴的显示范围，选取本选项后，在左 X窗口指定 X轴的最低值（默认值为0）、在右X窗口指定X轴的最高值（默认值为1）。,选择Group all traces on one plot项将所有仿真分析结果和记录在一个图形中显示。若不选此项，则将标称值仿真、最坏情况仿真和 Run Log Descriptions分别输出显示。 在Text Output窗口可以选择文字输出的方式。,1.6.16批处理分析（Batched Analyses）,在实际电路分析中，通常需要对同一个电路进行多种分析，例如对一个放大电路，为了确定静态工作点，需要进行直流工作点分析：为了了解其频率特性，需要进行交流分析；为了观察输出波形，需要进行瞬态分析。批处理分析可以将不同的分析功能放在一起依序执行。,用鼠标点击SimulateAnalysisBatched Analyses，将弹出Batched Analyses对话框，进入批处理分析状态。Batched Analyses对话框如图1.6.25所示。,图1.6.25 Batched Analysis对话框,图1.6.26 Monte Carlo Analysis对话框,在Batched Analysis对话框的左边 Available区中可以选择所要执行的分析，点击 Add analysis按钮，则所选择的分析的参数对话框出现。例如选择Monte Carlo ，点击 Add analysis按钮，则弹出Monte Carlo Analysis对话框，如图1.6.26所示。 该对话框与蒙特卡罗分析的参数设置对话枢基本相同，其操作也一样，所不同的是Simulate按钮变成了 Add to list按钮。,在设置对话框中各种参数之后，点击 Add to list按钮，即回到 Batch Analyses对话框，这时在此右边的Analyses To区中出现将要分析的选项Monte Carlo ，点击Monte Carlo分析左侧的十号，则显示出该分析的总结信息。,如果需要继续添加所希望的分析，可以按照上述办法进行，全部选择完成后，在 Batch Analyses对话框的右边 Analyses To区中将出现全部选择分析项，点击Run All Analyses按钮即执行所选定在 Analyses To区中的全部分析仿真。仿真的结果将依次出现在 Analyses Graphs中。,选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Edit Analysis，可以对其参数进行编辑处理。 选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Run Selected Analysis，可以对其运行仿真分析。,选择右边 Analyses To区中的某个分析，点击Delete Analysis，可以将其删除. 点击Remove all Analysis，可以将已选中在Analysis To区内的分析全部删除。 点击Accept可以，保留Batched Analysis对话框中的所有选择设置。,1.6.17用户自定义分析（User Defined Analyses）,用户自定义分析可以使用户扩充仿真分析功能。 用鼠标点击SimulateAnalysisUser Defined Analyses，将弹出User Defined Analyses对话框，进入批处理分析状态。User Defined Analysis Commands对话框如图1.6.27所示。用户可在输入框中输入可执行的Spice命令，点击Simulate按钮即可执行此项分析。对话框中Miscellaneous Options和Summary与直流工作点分析的设置一样。,图 1.6.27 User Defined Commands对话框,1.6.18噪声系数分析（Noise Figure Analysis）,在Multisim中噪声系数定义为： 其中：No是输出噪声功率，Ns是信号源电阻的热噪声，G是电路的AC增益（即二端口网络的输出信号与输入信号的比）。噪声系数的单位是dB，即10