1、电子电路CAD（二）,电路图绘制的流程,1、绘制元器件符号 2、元器件间的电气连接 3、绘制电路图中的辅助元素,节点名的设置（Place Net Alias）,例3.12,多看例题应该会更好一点,Place Net Alias,输入节点名称,放置在节点名的互连线 或总线上,本节要求,掌握模拟电路分析的基本过程 掌握直流、交流、瞬态特性分析的参数设置 掌握模拟结果的显示和分析。,PSpice 分析汇总,标准分析 复运行分析 高级分析,DC Sweep直流 Bias Point AC Sweep交流 Time Domain,1、PSpice标准分析,2、复运行分析,3、高级分析,3.1 模拟电路分
2、析的基本过程,建立设计项目 绘制电路图 特性分析类型确定和参数设置 运行PSpice A/D程序 模拟结果的显示和分析 电路的优化设计 设计结果输出,3.2 直流特性分析,1）偏置点,计算电路的偏置点的时候，PSpice将电路中的电容开路、电感短路、信号源取其直流电平，然后用迭代的方法计算出电路中各节点的电压、各回路的电流值及各元器件的功耗。,3.2.1 直流工作点分析 （Bias point）,直流偏置点 直流灵敏度 小信号增益,差分对电路的直流偏置点步骤,打开电路图，选择PSpiceNew Simulation Profile,输入PSpice仿真文件名称后选择“create”,仿真文件,
3、仿真窗口,选择分析类型-Bias Point,Output File Options,直流偏置点细节,直流灵敏度,小信号增益,Run PSpice,出错提示,出错时的session log,PSpice 运行界面,输出文件,输出文件为“.out”文件，通过PSpice的view方式进行查看 输出文件包括：各节点电压，流过各电压源的电流，总功耗等。,在PSpice中view-output file,输出文件,2）小信号增益,先计算直流偏置点，然后再这个偏置点处对电路元件进行线性化处理，然后计算出线性化电路的小信号增益、输入电阻和输出电阻。 因此，需要指出输入和输出,直流偏置点细节,直流灵敏度,小
4、信号增益,差分对电路的局部放大,输入,输出,指定输入输出,输出文件,3）直流灵敏度,直流灵敏度是计算节点电压对每个器件参数的灵敏度。这些器件包括电阻、独立电压源和电流源、电压和电流控制开关、二极管、双基型晶体管等。,PSpice中的灵敏度,PSpice采用元件灵敏度和相对灵敏度两种方式定量表示直流灵敏度。 元件灵敏度表示电路特性参数对元器件值绝对变化的灵敏度。 相对灵敏度是指电路特性对元器件值相对变化1%情况下的灵敏度。,差分对电路中V(OUT2)的直流灵敏度,3.2.2 直流特性扫描分析,直流特性扫描分析是指电路中的自变量（某一参数）在一定范围内变化时，对自变量的每一个取值，计算电路的直流偏
5、置特性（称为输出变量）。,直流扫描特性DC Sweep,在分析过程中，电容开路、电感短路、各信号源取直流电平值。若电路中还包括逻辑单元，则将每个逻辑器件的延时取为0，逻辑信号激励源取其t=0时的值。 DC Sweep可用于模拟二极管的伏安特性、晶体管的传输特性，分析放大器、比较器的转移特性和逻辑门的电压传输特性等。,例3.3,二极管伏安特性的测试实验图如图所示。要求模拟二极管的V-I特性曲线，以及温度为0、27、50、80C时的正向特性曲线。,V-I特性,二极管的伏安特性，指。,DC Sweep参数设置,电压源电压从-110到10V扫描，步长为0.01V,Probe,Trace-Add Tra
6、ce添加曲线,双击I(D1)即流过二极管的电流,二极管的V-I特性曲线？,改变X轴为V(D1),二极管的V-I特性,不同温度下的正向特性曲线,3.3 交流特性分析,交流小信号频率特性分析和噪声分析,1)交流小信号频率特性分析,分析传递函数的幅频特性和相频特性，即可得到电路的小信号电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗，分析和确定电路的上限和下限频率、通频带宽度等。,交流小信号频率特性分析,分析时，首先计算电路的直流工作点，并在工作点处对电路中各个非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路；然后使电路中交流信号源的频率在一定范围内变化，并用交流小信号等效电路计算电
7、路输出交流信号的变化。,2）噪声分析,a)计算所有的电阻和半导体器件的噪声，选定一个节点作为输出节点，将每个电阻的半导体的噪声在指定的输出节点处产生的噪声电压均方根（RMS）值叠加，得到总的输出噪声。 b)选定一个独立电压源或独立电流源，计算电路中从该独立电压源（电流源）到指定的输出节点处的增益 c)再将a步计算得到的输出节点处总噪声除以该增益就得到该独立电压源（电流源）处的等效输入噪声。,等效噪声的物理意义,等效输入噪声就相当于是将电路中所有的噪声都集中到选定的独立电压源（电流源）处，其作用相当于是在输入独立源出加上大小等于等效输入噪声的噪声源，则在节点处产生的输出噪声大小正好等于实际电路中
8、所有噪声源在输出节点处产生的噪声。,PSpice的噪声表示单位,电阻和半导体器件时以平方噪声（V2/Hz）作为噪声单位 总的输入噪声和等效噪声以平方根噪声为单位（ V/ Hz ）,例3.8 差分对放大电路的AC分析和噪声分析,将V1改为VAC，幅值为1V,AC Sweep,频率从1KHz开始，按10倍频变化，直到100MHz，每10倍频取4个点,噪声输出节点、等效输入噪声源、输出结果间隔,按每十倍频或每数量级计算点数,幅频和相频特性,Out2处的幅频特性和相频特性,幅频特性：VDB(out2) 相频特性：VP(out2),输入输出噪声,输出以*.out文件存在,3.4 瞬态分析,瞬态分析的目的
9、和方法,瞬态分析的目的是在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。 进行瞬态分析时，首先计算t=0时的电流初始状态，然后从t=0到某一给定的时间范围内选取一定的步长，计算输出端在不同时刻的输出电平。,瞬态分析中的激励源,在PSpice瞬态分析中，输入激励信号的波形可用采用脉冲信号、分段线性信号、正弦调制信号、调频信号和指数信号5种不同形式的波形。,1）脉冲信号Pulse,V1：起始电压 V2：终止电压 TD：延迟时间 TR：上升时间 TF：下降时间 PW：脉冲宽度 PER：周期,2）分段线性信号PWL,只需给出线段转折点的坐标数据,3）调幅正弦信号SIN,Voff:偏置电压 Vamp
10、l:峰值幅值 Freq：频率 Phase：相位 Df：阻尼因子 Td：延迟时间,4）调频信号SFFM,VOFF：偏置电压 VAMPL：峰值振幅 FC：载波频率 FM:调制频率 MOD：,5）指数信号,V1：起始电压 V2：峰值电压 TD1：上升（下降）延迟 TC1：上升（下降）时常 TD2：下降（上升）延迟 TC2：下降（上升）延迟,瞬态分析的例子：,3.11 差分对放大电路的瞬态分析和傅立叶分析 将前述差分对电路中的V1改为正弦信号，且设置为等幅正弦信号： Vampl=0.05V,freq=10KHz,Voff=0V,Time Domain（Transient）,分析终止时间,数据存储的开始时间,设置分析的最大步长,是否跳过初始偏置点,输出文件选项 Output File Option,基波频率,计算的谐波数,傅立叶分析的输出变量名,激励源和输出之间的对比,查看输出文件,3.5 设置激励信号的另一种方式,前述方法都是直接删除激励源，然后用placepart的方式放置新型式的激励源。,3.12 RC电路在脉冲信号作用下的瞬态响应,使用SOURCESTM里的电压源,在选中元器件的时候选择Edit-PSpice Stimulus,选择信号类型,设置脉冲信号的属性,输入输出波形,Stimulus Editor,Get：获取波形的信息并显示 Change Type：更改电源形式,
