OrCADPSpice培训教材

1、OrCADPSpice培训教材培训教材培训目标：熟悉 吃竝的仿真功能，闇练控制各类仿真参数的设置办法， 综合不雅测并分析仿真成果，闇练输出分析成果，可以或许综合应 用各类仿真对电路进行分析，学会修改模型参数。一、PSpice分析过程绘制道理图 设置仿真参数运行仿真不雅测并分析仿真成二、绘制道理图道理图的具体绘制办法已经在Capture中讲过了，下面重要讲一 下在应用PSpice时绘制道理图应当留意的处所。1、 新建 Project 时应选择 Analog or Mixed-signal Circuit2、 调用的器件必须有PSpice模型起首，调用OrCAD软件本身供给的模型库，这些库文件存储

2、的 路径为CaptureLibrarypspice,此路径中的所有器件都有供给PSpice 模型，可以直接调用。其次，若应用本身的器件，必须包管*.olb、Mib两个文件同时 存在，并且器件属性中必须包含PSpice Template属性。3、 道理图中至少必须有一条收集名称为0,即接地。4、 必须有鼓励源。道理图中的端口符号并不具有电源特点，所有的鼓励源都存储 在 Source 和 SourceTM 库中。5、 电源两端不许可短路，不许可仅由电源和电感构成回路， 也不许可仅由电源和电容构成的割集。解决办法：电容并联一个大年夜电阻，电感串联一个小电阻。6、 最好不要应用负值电阻、电容和电感，因

3、为他们轻易引起 不收敛。三、仿真参数设置1、PSpice可以或许仿真的类型在OrCAD PSpice中，可以分析的类型有以下8种，每一种分析 类型的定义如下：直流分析：当电路中某一参数（称为自变量）在必定范围内变更时，对 自变量的每一个取值，计算电路的直流偏置特点（称为输出 变量）。交换分析：感化是计算电路的交换小旌旗灯号频率响应特点。噪声分析：计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定 的输入源（自力的电压或电流源）上。即计算输入源上的等 效输入噪声。瞬态分析：在给定输入鼓励旌旗灯号感化下，计算电路输出端的瞬态响 应。根本工作点分析：计算电路的直流偏置状况。蒙托卡诺统计分析：为了仿

4、真实际临盆中因元器件值具有必定分散性所 引起的电路特点分散性，PSpice供给了蒙托卡诺分析功能。 进行蒙托卡诺分析时，起首根据实际情况肯定元器件值分布 规律，然后多次“反复”进行指定的电路特点分析，每次分 析时采取的元器件值是从元器件值分布中随机抽样，如许每 次分析时采取的元器件值不会完全雷同，而是代表了实际变 更情况。完成了多次电路特点分析后，对各次分析成果进行 综合统计分析，就可以获得电路特点的分散变更规律。与其 它范畴一样，这种随机抽样、统计分析的办法一般统称为蒙 托卡诺分析（取名于赌城Monte Carlo）,简称为MC分析。 因为MC分析和最坏情况分析都具有统计特点，是以又称为统

5、计分析。最坏情况分析：蒙托卡诺统计分析中产生的极限情况即为最坏情况。参数扫描分析：是在指定参数值的变更情况下，分析相对应的电路特点。 温度分析：分析在特定温度下电路的特点。您对电路的不合请求，可以经由过程各类不合类型仿真的互相 结合来实现。2、建立仿真描述文件在设置仿真参数之前，必须先建立一个仿真参数描述档，点击旦 或PSpiceNew simulation profile,体系弹出如下对话框：New Sim-ulation输入name,选择Create,体系将接着弹出如下对话框:在Analysis type中，你可以有以下四种选择：Time Domain（Transient）:时域（瞬态）分

6、析 DC Sweep：直流分析AC Sweep/Noise :交换/噪声分析 Bias point:根本偏置点分析在Options选项中你可以选择在每种基本分析类型上要附加进 行的分析，个中General Setting是最根本的必选项（体系默认已选）。3、设置和运行DC Sweep点击匈或 PSpiceEdit Simulation profile,调出 Simulation Setting 对话框，在 Analysis type 中选择 DC Sweep,在 Options 中选中 Primary Sweep,如下所示：Data. Collecti onInLu.d FilesSweep

7、variable|Probe WindowLibrariesStimulus确定 I取消 I应用I帮助ISimulation SmttIngs 一 TRWFSweep variable：直流扫描自变量类型Voltage source:电压源Current source:电流源必须在Name里输入电压源或电流源的Reference,女口 “VI”、T2”。Global parameter：全局参数变量Model parameter：以模型参数为自变量Temperature：以温度为自变量Parameter：应用 Global parameter 或 Model parameter 时参数名称Sw

8、eep type：扫描方法Linear：参数以线性变更Logarithmic:参数以对数变更Value list：只分析列表中的值Start：参数线性变更或以对数变更时分析的肇端值End：参数线性变更或以对数变更时分析的终止值Increment Points/Decade、Points/Octave:参数线性变更时的增 量，以对数变更时倍频的采样点。Options|GneriLAnalysisAnalysi s type：OptionsB3Primary Sweep、Secondary SweepI iMonte Crlo/Worst _Parjnetxic SweepH&fTlP：Model

9、舫姮LParameter_Temper atur e (Sweej_Sa.ve Bias Point 丁 | Voltage sourc U Current sourcGlobal pramet C* Model parajnete)Sweep type-例：以自变量为Model parameter为例，对于下示电路，对模型 Q2N2222的参数BF进行DC Sweep,参数设置如上图所示，对BF 的值从200分析到300,自变量以线性增长，增量为10。或PSpiceMarkersVoltage Level,放置电压不雅测探针，地位如上 图所示。点击上1或PSpiceRun运行PSpice,主

10、动调用Probe模块，分析完成后,在Simulation Setting中按OK按钮退岀并保存设置参数。点击1波形显示出输出V(outl)与模型Q2N2222的BF参数变更关系。对于应用Global parameter参数，必须在道理图中调用一个器件: CaptureLibraryPSpiceSpecial 库中的 PARAM 器件。然后对 PARAM 器彳牛添加新属性，新属柱即为一个Global parameter参数。如新建一 个RES属性。调用Global parameter参数采取在PART的VALUE属 性值中输入RES进行调用。4、设置和运行AC Sweep点击旦或 PSpiceE

11、dit Simulation profile,调出 Simulation Setting 对话框，在 Analysis type 中选择 AC Sweep/Noise,在 Options 中选中 General Settings,如下所示:AC Sweep Type：个中参数的含义与DC Sweep的Sweep Type中的参数含义一样。 Noise Analysis：噪声分析Enabled：在 AC Sweep 的同时是否进行 Noise Analysis。 Output：选定的输出节点。I/V：选定的等效输入噪声源的地位。Interval：输出成果的点频距离。对于AC Sweep,必须具有

12、AC鼓励源。产生AC鼓励源的办法 有以下两种：一、调用VAC或IAC鼓励源；二、在已有的鼓励源（如 VSIN）的属性中参加属性“AC”，并输入它的幅值。对于Noise Analysis,选定的等效输入噪声源必须是自力的电压 源或电流源。分析的成果只存入OUT输出档，查算作果只能采取文 本的情势进行不雅测。例：按上图所设参数进行设置：AC Sweep的分析频率从1Hz至lj 1GHz,采取十倍频增量进行递 增,每倍频采样点101。Noise Analysis的输出节点为OUT1，等效噪声源的输入源为VI, 每隔5个频率采样点输出一次噪声分析成果。下图是AC分析成果及在10.23KHZ时的噪声分析

13、成果。Y轴为体系增 益与AC旌旗灯 号源幅值的乘* 08/01/00 14:42:37 * PSpice 9.1 (Mar 1999) * ID# 1090601032* circuit file for profile: TRAN*糾 NOISE ANALYSISTEMPERATURE =27.000 DEG C*$*FREQUENCY = 1.023E+04 HZ* TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)Q_QlQ_Q2Q_Q3Q_Q4RB1.033E-141.036E-141.699E-151.696E-15RC1.263E-229.9I1

14、E-233.507E-233.270E-23RE0.000E+00O.OOOE+OOO.OOOE+OO0.000E+00IBSN2.389E-171.621E-161.597E-141.3I3E-14IC1.161EJ41.042E-144.525E-15 4.404E-15IBFN0.000E+00O.OOOE+OOO.OOOE+OO0.000E+00TOTAL2.196E-142.094E-142.219E-141.923E-14* RESISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)R_RBIAS R_RC1 R_RC2 R_RS2 R_RS1TOTAL 2

15、.607E-171.530E-16 3.512E-191.696E-131.699E-13TOTAL OUTPUT NOISE VOLTAGE= 4.240E-13 SQ V/HZ=6.511E-07 V/RTHZTRANSFER FUNCTION VALUE:V(OUT1)/V_V1= 1.012E+02EQUIVALENT INPUT NOISE AT V_V 1 = 6.432E-09 V/RT HZ5吸置木U运彳丁IW态分砂(Tim! Domain(Tnmsient)点击旦或 PSpiceEdit Simulation profile,调出 Simulation Setting 对话框

16、，在 Analysis type 中选择 Time Domain(Transient),在 Options V中选中General Settings,如下所示:Run to：瞬态分析终止的时光Start saving data：开端保存分析材料的时刻Transient options：Maximum step：许可的最大年夜时光计算距离Skip the initial transient bias point calculation：是否进行根本工作点 运算Output file Options：控制输岀档内容，点击后弹岀如下对话框：ansi ent Out put F ile Opti oz

17、xs|在OUT文件里存储、 的材料的时光距离、- I OK 1Print values in. the output |20nsseconds II. Cancel是否进行傅立叶 分析W perform Jour i er Anolj-1” Center1NEGhzNumb er oOutp-ut|v (out 2)I一 Include detailed. Tias point iztformati on for nonlinear controlled sources and - / J,乜.是否具体输出偏 置点的信息Output：用于肯定需对其进行傅里叶分析的输出变量名。Number of

18、 Harmonics:用于肯定傅里叶分析时要计算到若干次谐波。Pspice的内定值是计算直流分量和从基波一向到9次谐波。Center：用于指定傅里叶分析中采取的基波频率，其倒数即为基波周期。 在傅里叶分析中，并非对指定输出变量的全部瞬态分析成果均进行分析。实 际采取的只是瞬态分析停止前由上述基波周期肯定的时光范围的瞬态分析输 出旌旗灯号。由此可见，为了进行傅里叶分析，瞬态分析停止时光不克不及 小于傅里叶分析肯定的基波周期。 例：按上图所设参数进行设置。从0时刻开端记录材料，到10US停止，分析计算的最大年夜步长为 0.1NS,许可计算根本工作点；输出材料时光距离为20NS,许可进行傅立叶 分析

19、，傅立叶分析的对象为V(out2),基波频率为1MHz,采取默认计算到9 次谐波。分析成果如下：3566us400Ous4500us V(OUT2)Time波形显示出节点OUT2的电压输出波形与输入旌旗灯号的波形。下图是 以文木的情势来查看傅立叶分析的成果。FOURIER ANALYSISTEMPERATURE =27.000 DEG CFOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(OUT2)DC COMPONENT =5.448508E+00HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASENORMALIZEDNO(

20、HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG)PHASE (DEG)1I.000E+066.658E-051.000E+003.418E+010.000E+0022.000E+061.358E-O42.040E+006.676E+01 1.593E+OO33.000E+061.729E-042.597E+OO9.831E+01-4.225E+0044.000E+062.087E-043.134E+001.339E+022.812E+OO55.000E+063.514E-015.279E+O31.000E+02-2.709E+0266.000E+061.915E-042.876E+0

21、01.593E+O2-3.643E+0277.000E+061.481E-042.225E+00L193E+023.585E+O288.000E+069.106E-051.368E+00-8.591E+013.593E+0299.000E+063.7O7E-O55.568E-013.820E+01-3.458E+O2TOTAL HARMONIC DISTORTION =5.278535E+O5 PERCENTJOB CONCLUDEDTOTAL JOB TIME125.16点击刮或 PSpiceEdit Simulation profile,调出 Simulation Setting 输出具体

22、的根 本工作点信息进行直流灵敏 度分析对话框，在 Analysis type 中选择 Bias Point,在 Options 中选中 General Settings,如下所示：直流灵敏度分析：固然电路特点完全取决于电路中的元器件取值，然则 对电路中不合的元器件，即使其变更的幅度（或变更比例）雷同，引起电路 特点的变更不会完全雷同。灵敏度分析的感化就是定量分析、比较电路特点 对每个电路元器件参数的灵敏程度oPspice中直流灵敏度分析的感化是分析指 定的节点电压对电路中电阻、自力电压源和自力电流源、电压控制开关和电 流控制开关、二极管、双极晶体管共5类元器件参数的灵敏度，并将计算成 果主动存

23、入.OUT输出档中。木项分析不涉及PROBE数据文件。须要留意的 是对一般范围的电路，灵敏度分析产生的.OUT输出文件中包含的材料量将很 大年夜。直传播输特点分析：进行直传播输特点分析时，Pspice法度榜样起首计算 电路直流工作点并在工作点处对电路组件进行线性化处理，然后计算出线性 化电路的小旌旗灯号增益，输入电阻和输出电阻，并将成果主动存入.OUT文 件中。本项分析又简称为TF分析。假如电路中含有逻辑单位，每个逻辑器件 保持直流工作点计算时的状况，但对模一数接口电路部分，其模仿一侧的电 路也进行线性化等效。本项分析中不涉及PROBE数据文件。例：按上图的参数进行设置，分析成果如下:直流灵敏

24、度分析成果DC SENSITIVITIES OF OUTPUT V(OUT2)ELEMENTELEMENTELEMENTNORMALIZEDNAMEVALUESENSITIVITY SENSITIVITY(VOETS/UNIT) (VOUTS/PERCENT)Q-Q1R_RBIAS2.000E+043.274E-046.548E-02R_RC11.000E+04-2.477E-05-2.477E-03R_RC21.000E+04-6.300E-04-6.300E-02R_RS21.000E+034.398E-044.398E-03R_RS11.000E+03-4.394E-04-4.394E-

25、03V_V21.200E+017.190E-01&629E-02V_V3-1.200E+013.577E-01-4.293E-02V_V0.000E+001.013E+020.000E+00RB1.000E+01-1.920E-03-1.920E-04RC1.000E+00-1.006E-04-1.006E-06RE0.000E+000.000E+000.000E+00BF2.559E+02-5.499E-05 1.407E-04ISE1.434E-146.887E+119.876E-05BR6.092E+004.093E-142.494E-15ISC0.000E+000.000E+000.0

26、00E+00IS1.434E-144.498E+146.450E-02NE1.3O7E+OO-1.452E-01 1.898E-03NC2.000E+000.000E+000.000E+00直传播输特点分析成果枠* SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICSV(OUT2)/V_V 1 = 1.013E+O2INPUT RESISTANCE AT V_V 1 = 1.534E+04OUTPUT RESISTANCE AT V(OUT2) = 9.617E+037 设置和运行 Monte Carlo/Worst-Case点击刮或 PSpiceEdit Simulation profi

27、le,调出 Simulation Setting 对话框，在 Analysis type 中选择 Time Domain(Transient),在 Options 中选中 Monte Carlo/Worst-Case,如下所示：Monte Carlo：选择进行蒙托卡诺分析Worst-Case/Sensitive：最坏情况分析Output variable：选择分析的输出节点Monte Carlo options：蒙托卡诺分析的参数选项Number of：分析采样的次数Use：应用的器件误差分布情况（正态分布、平均分布或自定义）Random number：蒙托卡诺分析的随机种子值Save dat

28、a：保存材料的方法Worst-Case/Sensitivity options：最坏情况分析的参数选项Vary devices that：分析的误差对象Limit devices to：起感化的误差器件对象Save data from each sensitivity：是否将每次灵敏度分析的成果保 存入.OUT输出档More setting.：点击More Setting按钮，将弹出如下对话框YMax：求出每个波形与额定运行值的最大年夜差值Max：求出每个波形的最大年夜值Min：求出每个波形的最小值Rise_edge:找出第一次超出域值的波形Fall.edge：找出第一次低于域值的波形Thre

29、shold：设置域值Evaluate only when the sweep variable is in：定义参数许可的变更 范围Worst-Case direction：设定最坏情况分析的趋势List model parameter values in the output file：是否在输岀文件里 列出模型参数的值运行蒙托卡诺分析的前提前提是必须有元器件含有误差属性关 于器件参数误差的设置办法，请浏览以下解释：为了适应统计分析中模型参数要在必定范围内变更的请求，PSpice中专 门供给了统计分析用的元器件符号库，其名称为BREAKOUTo库中每种无源 元器件符号名为关键词母后加BREA

30、K,如电阻、电容和电感符号的名称分别 为RBREAK、CBREAK和LBREAK。对半导体有源器件，为了进一步区分其 不合类别，在BREAK后还可再加一些字符。例如双极晶体管符号名又分为代 表横向PNP (LPNP)的QBREAKL,代表NPN晶体管的QBREAKN等，代 表PNP管的QBREAKP等。进行统计分析时，要推敲其参数变更的那些元器 件必须改用BREAKOUT库中的符号。对这些元器件符号，再在其模型参数 的设置中，在须要推敲参数变更的那些模型参数惯例设置项“参数名=参数 值”的后面，添加下而介绍的设置，具体描述该参数的变更。因为一个电路中可能有多个元器件共享一个模型，假如在MC分析

31、中每 次分析时的随机抽样方法是这几个元器件值按同一个分布规律变更雷同的 值，则用关键词LOT表示。假如这几个元器件值各自自力变更，则用关键词 DEV表示。每次分析中的抽样是按照随机数产生器产生的随机数进行的。 PSpice对LOT和DEV两种产生器均供给有10个编号的随机数产生器，用 0,.,9表示。假如欲望同一个模型中的几个模型参数甚至不合模型间的模型参 数按同一组随机数产生的随机数抽样，只须要在这几个模型参数的设置中， 在LOT或DEV后而紧跟同一个编号的lot#,个中lot#为0,.,9中的某一数字, 在lot#前需加斜杠符号“/”。假如在模型参数的设置中未采取lot#,则表示该参 数按

32、零丁一个产生器产生的随机数变更。模型参数的变更模式设置应根据实际情况肯定。假如设计的电路要用印 刷电路板（PCB）装配，则不合PCB采取的元器件参数将自力随机变更，是 以应选用DEVo然则假如设计的电路用于集成电路临盆，因为工艺前提的变 更，将会使一批芯片上的元器件参数有一种同时增大年夜或减小的趋势，这 就应当用LOT表示。但在集成电路临盆中，同一芯片上不合管芯之间的参数 又存在随机起伏，这就须要用DEV表示。这就是说，对用于集成电路临盆的 电路设计进行MC分析时，对要推敲其变更的参数，应同时采取LOT和DEV 两种变更模式。为了反应实际临盆中元器件参数的分布变更情况，PSpice供给了正态分

33、 布（又称高斯分布）和平均分布两种分布函数，供用户选用。在设置时，应 在参数变更模式设置的后面紧跟代表选用分布规律的关键词GAUSS （若选用 正态分布）或UNIFORM （若选用平均分布）。在关键词前应加有斜杠符号“/”。根据上述分析，在MC分析中描述元器件参数统计变更是在需推敲其参 数值变更的“参数名=参数值”后面加上变更规律描述，其一般格局为： 参数名=参数值DEVlot#/分布规律名V变更值% + LOT/lot#J/分布规律名V变更值%个中“参数名”即为要推敲其参数变更的模型参数名称。“参数值”为该 模型参数的中间值，或标称值。上述格局顶用方括号括起来的表示并非必定 要给出。DEV、

34、LOT为关键词，表示参数变更模式。lot#可取0, .,9,分布 规律名可所以GAUSS, UNIFORM或用户定义的分布函数名。留意这两项赋 值前面的斜杠符号弗成少，且斜杠号前后均不该留空格。下面几个实例都是相符规定格局的精确表示。IS=lE-9 DEV 0.5% LOT 10%C=1 DEV 5%R=1 DEV/4/GAUSS 1% LOT/UNIFORM 5% TCI =0.02 TC2=0.005例：以下图为例:把前而电路中的电阻RS1调换为breakout库中的电阻Rbreak, 并选中该器件，点击EditPspice Model，调出如下对话框：把内容按图修改，然后存盘并退出即可。

35、蒙托卡诺分析的输出节点设为V(out2),采样次数为20,保存所 有材料，参数分布为平均分布，随机种子值采取默认值。瞬态分析的终止时光设为lUSo分析成果如下：上图波形显示出电路输出V(ou在电阻R1阻值在DEV误差为 10%、LOT误差为20%的平均分布状况下，随机采样20次的分析成 果。8、设置和运行参数分析(Parametric Sweep)点击匈或 PSpiceEdit Simulation profile,调出 Simulation Setting 对话框，在 Analysis type 中选择 Time Domain(Transient),在 Options 中选中Parametr

36、ic Sweep,如下所示：6 44V 0V O V A Olime5.X ,参数分析的设办法与DC Sweep的设置办法完全一样,只是在DC时，把电路中的电感短路、电容开路。以下图为例，下图是一个简单的RLC滤波器，将分析在输入阶跃旌旗灯号感化下，输岀旌旗灯号的上升时光以及过冲与电阻R1的关系。T1 = OS T2= 10MS T3= 10.1MST4 =T5 =T6 =T7 =T8 =L Lu uOAM1AOAM1A= nt2B!4Bl6r7i8nt2B!4Bl6r7i8M冋AC= 1aPARAMETERS:R= 0.5电路输入源米取Source库中的IPWL, 0-1OMS时没有电流，从

37、 10MS-10.1MS电流线性上升，直达1A,然后保持不变。在瞬态分析下附带对全局参数变量R进行参数分析。瞬态分析 时光为0-20S,最大年夜步长为100MS；参数分析采取线性变更， 从0.5-1.5欧姆，增量为0.1。完成分析参数设置后，起首按惯例办法进行仿真分析，然后在 Probe窗口中调入参数扫描分析的全部11批材料。用户可选择显示 某一批分析材料，以查看分析成果。例如，选择履行Trace/Add Trace子敕令，并在Trace/Add Trace 设置框中指定显示的旌旗灯号为：I(L1)9,即显示第9批分析中(对 应Rl = 1.5c),流过电感L1的电流。“上升时光”以及“过冲”

38、机能分析：选择履行Plot/X Axis Settings子敕令，并在屏幕上显示的x轴设 置框(见图621)的Processing Options子框内，选中电路机能分析 (Performance Analysis)然后童击OK按钮，激活电路机能分析过 程。屏幕上出现电路机能分析显示窗口，x轴成为参数扫描分析中 的变量，即电阻R。_选择履行Trace/Add子敕令，并在屏幕上显示的Trace/Add Trace 设置框中，肯定显示的特点值函数及自变量为：genrise(I(Ll),然后 单击OK按钮，屏幕上显示出上升时光与R的关系曲线(见图6-32)o选择履行Plot/Add Y Axis子敕

39、令，在电路机能分析显示窗口再 增长一根y轴，用于显示过冲特点。反复上述步调(b),肯定显示的特点值函数及自变量为 Overshoot(I(Ll),然后单击OK按钮，屏幕上增长显示过冲与R的 关系曲线，成果如下图所示。m GenRise (I (L1) )T| Overshocr (I (LI) TimeOptions|Analysi sData. Collecti onInLu.d FilesProbe WindowLibrri esStimulusAnalysi s type：| AC Sweep/lloise Run. the sirriulati on at temperQ Repeat

40、 the simulation for each of the tern在指立的温度下分析Options0General SettingsI iMonte Carlo/Worst Cas、Parjnetxic Sweep|27 40 60Erite” a list o temperaFor example, 0 27125在指沱的一系列温度下进行分析9、温度分析 Temperature (Sweep)点击国或 PSpiceEdit Simulation profile,调岀 Simulation Setting 对话框，在 Analysis type 中选择 AC Sweep/Noise,在

41、Options 中选 中 Temperature (Sweep),如下所示：Simula tion Sett Ings -_Sa.ve Bias Point _Load Bias Point确定1取消1应用1帮肋例：对下图差动放大年夜电路进行温度分析。分析电路在27、40、60度下的频响情况。AC Sweep的频率从1 -1GHz,倍频采样点 为 101oseparatedl T)y spaces.分析成果如下: O V V(0UT2)Frequency三条波形对应于三个不合的温度下电路对V(out2)节点的增益四、初始偏置前提的设置1.设置初始偏置前提的须要性在实际电路中，存在有很多非线性器

42、件以及双稳态或多稳态器件。采取惯例办法计算其偏置解时往往出现不收敛问题，或得不到 预定的稳定解。在电路范围较大年夜时，这一问题加倍凸起。对此,Pspice中供给了多种办法，供用户根据本身对电路工作道理的分析,yi IC= 3.411C=5.0VIC1IC2IC符号(例)设置电路初始偏置前提。采取这种办法给电路分析带来下述2点好 处。(1) 对一般非线性电路，可以赞助尽快获得直流偏置解。如许不 只可防止可能出现的电路不收敛或很难收敛的问题，并且也可以节 俭大年夜量的计算时光。(2) 对双稳或稳态电路，例如触发器，经由过程设置电路初始偏 置前提，可以使电路出现选定的稳定状况。2.设置初始偏置前提的

43、办法Pspice供给了 4种办法，用于设置初始偏置前提。按这些办法的 应用情况可将其分为两类。(1) 在电路图中设置初始偏置前提：在Pspice软件包的电路图绘 制部分，用户可采取下述3种不合的方法，在绘制电路图的过程中 同时设置好响应的初始前提。(a) 釆取IC符号。(b) 采取NODESET符号。(c) 设置电容和电感组件的IC属性。(2) 在电路分析模仿过程中采取以前的直流偏置计算成果作为本 次直流偏置的初始前提。本办法涉及到直流偏置信息档的存取问题。本节将分别介绍这几种办法之间的差别及其具体应用步调。IC符号1 功能IC 是 Initial Condition 的缩写。在 电路符号库S

44、pecial.slb中，IC1和IC2 两个符号(见右图)用于设置电路中 不合节点处的偏置前提。在电路图中 放置IC符号的办法与放置元器件图 形符号的办法雷同。个中IC1为单引 出端符号，用于指定与该引出端相连的节点的偏置前提。在电路中 放置了 IC1符号后，连击该符号，从屏幕上弹出的参数设置框中将 该符号的VALUE属性设置为该偏置前提值即可。图4-23中的实例 表示将响应节点处的初始偏置定为3.4Vo IC2是具有两个引出端的 符号，用于指定与这两个引出端相连的两个节点间的偏置前提。在 交换小旌旗灯号AC分析(见3-6节)和瞬态TRAN分析(见3-8 节)须请求解偏置解的全部过程中，采取I

45、C符号的那些节点，其偏 置一向保持在由IC符号指定的数值上。这就是说，IC符号实际上 提取为NODESET符号的设置值，以赞助收敛。 是指定了响应节点处的偏置解。在Pspice运行过程中，实际上是在连有IC符号的节点处附加有 一个内阻为0.0002Q的电压源，电压源值即为IC符号的设置值。2 解释(1) ic符号设置的偏置前提在直流特点扫描分析过程中不起感 化。(2) 若某一节点处同时加有IC符号和下面要介绍的NODESET符 号，则以IC符号的感化优先，即对该节点不推敲NODESET符号的 感化。NODESET 符号1 功能电路符号库Special.sib I1 NODESET1 和 NOD

46、ESET2 两个 符号如右图所示。其应用办法与 IC符号类似。但这两类符号的 感化有根本的差别。不像IC符 号那样用于指定节点处的直流偏置解。NODESET符号的感化只是 在迭代求解直流偏置解时，指定单个节点或两个节点之间的初始前提值，即在求解直流偏置解进行初始迭代时，这些节点处的初始前2 解释(1) NODESET符号设置值将作为AC交换小旌旗灯号分析和 TRAN憐态分析求解直流偏置解迭代过程的初始前提。对DC扫描 分析，只是在扫描过程的第一步求解直流解时，以NODESET设置 值作为迭代求解的初始前提。从DC直流分析的第二步扫描开端， 进行迭代求解时NODESET的设置值将不复兴感化。(2

47、) 因为NODESET符号只用于设置直流迭代求解时的初始前提, 而IC符号设置的是节点处的直流偏置解，是以当某一节点同时连有 这两类符号时，以IC符号的设置值为准，NODESET对该节点的设 置不起感化。电容、电感初始解的设!NODESET=34NC:C)DESET=5VNODESET1NODESET2NODESET符号(例)调出 Simulation Setting电容和电感组件有一项名为IC的属性设置，用于设置电容和电 感组件两端的初始前提。这些设置在所有的直流偏置求解计算过程 中均起感化。然则在TRAN瞬态分析中，假如选中了参数“Skip initial transient soluti

48、on,则瞬态分析前将不求解直流偏置工作点。设置有 IC属性的元器件将以其IC属性设置值作为偏置解，其它元器件的 初始电压或电流值取为0。对电容，IC属性的设置相当于在求解时与电容并联一个串联电 阻为0.002Q的电压源。对电感，相当于与电感串联一个恒流源，而 与恒流源并联一个1GC的电阻。五、Pspice中的任选项设置(OPTIONS)1 感化为了克服电路模仿中可能出现的不收敛问题，同时兼顾电路分析 的精度和耗用的计算器时光，并能控制模仿成果输岀的内容和格局, Pspice软件供给了浩瀚的任选项供用户选择设置。根据设置内容的 不合，可将这些任选项分为两类。一类属于选中型任选项，用户只 需选中该

49、任选项，即可使其在仿真分析中起感化，无需赋给具体数 值。另一类为赋值型任选项，对这类任选项，体系均供给有内定值。2 任选项的设置办法点击刮或 PSpiceEdit Simulation profile,对话框，选中Options,窗口弹出如下对话框:Analog Simulation 任选项1.根本任选参数（1）RELTOL：设置计算电压和电流时的相对精度。（2）VNTOL：设置计算电压时的精度。（3）ABSTOL：设置计算电流时的精度。（4）CHGTOL：设置计算电荷时的精度。（5）GMIN：电路模仿分析中加于每个歧路的最小电导。（6）ITLI：在DC分析和偏置点计算时以随机方法进行迭代次数

50、上限。（7）ITL2：在DC分析和偏置点计算时根据以往情况选择初值进行的迭代 次数上限。（8）ITL4：瞬态分析中任一点的迭代次数上限，留意，在SPICE法度榜样 中有ITL3任选项，Pspice软件中则未采取ITL3。（9）TNOM：肯定电路模仿分析时采取的温度默认值。（10） use GMIN stepping to improve convergence：在出现不收敛的情况时, 按必定方法改变GMIN参数值，以解决不收敛的问题。2.与MOS器件参数设置有关的任选项在图438中按“MOSFET Options按钮，屏幕上出现下图所示 任选项参数设置框，个中包含4项与MOS器件有关的任选项：

51、（1）DEFAK：设置仿真分析中MOS晶体管的漏区面积AD内定值；（2） DEFAS：设置仿真分析中MOS晶体管的源区而积AS内定值；（3） DEFL：设置仿真分析中MOS晶体管的沟道长度L内定值；（4） DEFW：设置仿真分析中MOS晶体管的沟道宽度W内定值。3. Advanced Options 参数设置按“ Advanced Options按钮，屏幕上岀现下图所示任选项参 数设置框。（1）ITL5:设置瞬态分析中所有点的迭代总次数上限，若将ITL5设置为 0 （即内定值）表示总次数上限为无穷大年夜。（2） PIVREL：在电路模仿分析中须要用主元素消去法求解矩阵议程。求 解议程过程中，许

52、可的主元素与其地点列最大年夜元素比值的最小 值由本任选项肯定。（3） PIVTOL：肯定主元素消去法求解矩阵议程时许可的主元素最小值。用于控制输出文件的任选项在Category栏选择：OuputFile”，屏幕上即出现图441所示的任 选项数设置框。图中所示任选项的选中情况是体系的内定设置。下 面解释各任选项被选中后产生的感化。（1）ACCT：该任选项名称是Account的缩写。若选中该项，则在输出关 于电路模仿分析成果的信息后面还将输出关于电路构造分类统计、模 仿分析的计算量以及耗用的计算器时光等统计成果。（2）EXPAND：列出用实际的电路构造代替子电路调用今后新增的元器件 以及子电路内部

53、的偏置点信息。（3）LIBRARY：列出库文件中在电路模仿过程被调用的那部分内容。（4）LIST：列出电路中元器件统计清单。（5）NOBIAS：不在输出文件中列岀节点电压信息。（6）NODE：以节点统计表的情势表示电路内部连接关系。（7）NOECHO：不在输出文件中列出描述电路元器件拓扑连接关系有及 与分析请求有关的信息。（8）NOMOD：不在输岀文件中列出模型参数值及其在不合温度下的更新 成果。（9）NOPAGE：不在输出档中保存模仿分析过程产生掉足信息。（10） NOPAGE：在打印输出档时代表模仿分析成果的各部分内容（如偏 置解信息、DC、AC和TRAN等不合类型的分析成果等）均主动另起

54、 一页打印。假如选中NOPAGE任选项，则各部分内容持续打印，不再 分页。（ID OPTS：列出模仿分析采取的各任选项的实际设置值。（12） NUMDG：肯定打卬材料列表时的数字倍数（最大年夜8位有效数字)。(13) Output File () Characters:肯定输出打卬时每行字符数(可设置为80 或 132)O六、设置波形显示方法点击刮或 PSpiceEdit Simulation profile,调岀 Simulation Setting 对话框，选择Probe Window,对话框如下所示：七、数据保存选项点击旦1 或 PSpiceEdit Simulation profile

55、,调岀 Simulation Setting 对话框，选择Data Collection,对话框如下所示：八、分析并处理波形下图是PSpice专门用来显示和处理波形的对象窗口，所有对波 形的分析与处理，都是由它来完成。九、直方图绘制对电路特点进行蒙托卡诺(MC)分析今后，调用Probe绘制出描 述电路特点分散情况的分布直方图，就可以估计该电路设计投入临 盆时的成品率。直方图的绘制实际上是电路机能分析(Performance Analysis)功能的一部分。1、绘制直方图的根本步调完成参数扫描分析今后，在PSpice A/D的Probe窗口中，不管 以那种办法激活电路机能分(Performanc

56、e Analysis), Probe将分析 “电路特点”随“元器件参数”的变更。个中“电路特点”就是选 用的特点值函数，在电路特点分析显示窗口中成为y轴坐标变量。 “元器件参数”是参数扫描分析中的变量参数，在显示窗口中是x 轴坐标变量。假如在完成蒙托卡诺分析今后激活电路机能分析(Performance Analysis), Probe窗口将转化为直方图绘制窗口，选用的特点值函数 在显示窗口中成为x轴坐标变量，y轴坐标刻度为百分数。这就是 说，只要在MC分析今后激活电路机能分析，就主动进入直方图绘 制状况。是以绘制直方图包含MC分析和电路机能分析(Performance Analysis)两个分

57、析过程。2、直方图绘制实例：Chebyshev滤波器分析下面电路图是一个Chebyshev 4阶有源滤波器电路图。图中元器 件参数值是按照中间频率为10KH乙带宽为1.5KHZ的请求设计的。 个中VI为AC分析输入鼓励旌旗灯号源，自力电压源V2为直流 + 15V, V3为直流一15V。假如投入临盆时要组装100套滤波器，所 有的电阻采取精度为1%的电阻器，所有电容采取精度为5%的电容 器，试绘制100套滤波器的ldb带宽和中间频率分布直方图。1 直方图绘制绘制直方图的过程可分为下述6个阶段。(1)绘制电路图。个中应留意下面几个问题。(a) 将输入端的AC分析鼓励旌旗灯号源V3设置为AC=k如许

58、, 输岀旌旗灯号的幅度即为电路的增益。(b) 因为MC分析产生的材料量很大年夜，而分析中直接有效的 是输出电压，是以PROBE数据文件中只存放Marker符号所指向的 输出端电压旌旗灯号数据。(c) MC分析中要推敲电阻和电容参数容差的影响。电路中的电阻 和电容应分别采取BREAKOUT符号库中的Rbreak和Cbreak符号, 并将他们的模型设置为：.model RMOD RES (R=l DEV=1%).model CMOD CAP (C=l DEV=5%)(2)设置AC分析参数。推敲到滤波器的中间频率为10KH乙带 宽为1.5KH乙是以AC交换小旌旗灯号分析中的扫描频率范围设置为:Sta

59、rt Freg:100HZEnd Freg:1MEGHZPts/Decade: 50频率扫描类型选为Decadeo(3) 设置MC分析参数。根据请求，MC分析的参数设置如下图:(4) 进行仿真分析。设置好AC和MC分析参数后，运行PSpice, 进行MC分析。(5) 选定分析成果材料：因为MC分析中包含有多批次AC分析, 屏幕大将提示用户肯定选用那些批次的材料(见535节)。若要采取 所有批次的材料，选择“All”并单击OK按钮，则全部材料均调入 Probe,供分析。屏幕上为平日的Probe旌旗灯号波形显示窗口。MC分析参数设置(例)(6)绘制带宽直方图(a)进入直方图绘制状况:在PSpice

60、 A/D窗口中选择履行Plot/Axis Settings子敕令，并从屏幕上出现的x轴设置框内，选择Processing Options子框中的Perfonnance Analysis选项，然后单击OK按钮。 因为如今是在MC分析今后激活电路机能分析(Performance Analysis),是以屏幕显示就进入直方图绘制状况。Y轴坐标刻度变 为百分数。(b)绘制直方图。起首选择履行Trace/Add子敕令，并在屏幕上弹 出的Add Trace设置框中，按ldb带宽的分析请求，依次选择特点值 函数Bandwidth(l ,db-level)以及作为自变量的旌旗灯号变量名 V(Out),则设置框