1、第4章 EWB的电路分析方法,4.1 直流工作点分析 4.2 交流频率分析 4.3 瞬态分析 4.4 傅里叶分析 4.5 噪声分析 4.6 噪声外形分析 4.7 失真分析 4.8 直流扫描分析 4.9 参数扫描分析 4.10 温度扫描分析,4.11 直流和交流灵敏度分析 4.12 零-极点分析 4.13 传递函数分析 4.14 最坏情况分析 4.15 蒙特卡罗分析 4.16 PCB 板轨迹宽度分析 4.17 批量分析 4.18 分析显示图表器 练习题,4.1 直流工作点分析,1直流工作点的分析步骤(1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。(2) 选定“选项/参数”栏中的“电路选项 (Sche
2、matic Options)”，选定“显示节点名 (Show Nodes Name)”，把电路的节点标志(ID)显示在电路图上。(3) 在“仿真/分析 (Analysis)”栏内选定“直流工作点(DC Operating Point)”，如图4.1-1所示。设置要仿真的节点，然后运行仿真(Simulate)，EWB会自动把电路中所选节点的电压数值和电源支路的电流数值显示在“分析图(Analysis Graph)”中。,图4.1-1 直流工作点分析设置对话框,2直流工作点的分析举例,图4.1-2 直流工作点分析的实例电路,图4.1-3 直流工作点分析的结果,4.2 交流频率分析,1交流频率分析步
3、骤 (数字器件将被视为高阻接地) (1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图，确定输入信号的幅度和相位，如图4.2-1所示。(2) 选择“仿真/分析 (Analysis)”中的“交流频率(AC Frequency)”。(3) 在对话框中，确定需分析的电路节点、分析的起始频率(FSTART)、终点频率扫描形式(Sweep type)、显示点数(Number of Points)和垂直比例形式(Vertical Scale)，如图4.2-2所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的频率特性波形。,图4.2-1 输入交流信号源的设置,图4.2-2 交流频率分析对
4、话框,2交流频率分析举例,图4.2-3 交流频率分析的实例电路,图4.2-4 交流频率分析的结果,4.3 瞬 态 分 析,1瞬态分析步骤 (1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。 (2) 选定“仿真/分析 (Analysis)”中的瞬态分析项。 (3) 根据对话框的要求，设置参数，如图4.3-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的瞬态波形。瞬态分析的结果，即电路中该节点的电压波形图，可以通过连至需分析的节点上的示波器观察。但采用瞬态分析方法，通过设置可以更仔细地观察到波形起始部分的波形。,图4.3-1 瞬态分析的参数设置,2. 瞬态分析举例,图4
5、.3-2 瞬态分析的实例电路,图4.3-3 进行瞬态分析的分析结果,4.4 傅 里 叶 分 析,1傅里叶分析步骤 (1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。 (2) 选定“仿真/分析(Analysis)”中的傅里叶分析项。 (3) 确定被分析的电路节点。 (4) 根据对话框的要求设置参数，如图4.4-1所示。(5) 按“仿真(Simulate)”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的离散傅里叶变换波形。 傅里叶分析结果可以显示被分析节点的电压幅频特性和相频特性，显示的幅度可以是离散条形，也可以是连续曲线型，默认为离散型。,图4.4-1 傅里叶分析的参数设置,2傅里叶分析举例,图4.4-2 傅里
6、叶分析的实例电路,图4.4-3 傅里叶分析的结果图表,4.5 噪 声 分 析,1噪声分析步骤 (1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。 (2) 选定“仿真/分析(Analysis)”中的噪声分析(Noise Analysis)。 (3) 确定被分析的电路节点和输入噪声源。 (4) 根据对话框的要求设置参数，如图4.5-1所示。(5) 按“仿真 (Simulate)”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的噪声分布曲线图。,图4.5-1 噪声分析参数设置,图4.5-2 噪声分析的实例电路,2噪声分析举例,图4.5-3 噪声分析的结果,4.6 噪声外形分析,图4.6-1 噪声外形分析的参数设置,图
7、4.6-2 噪声外形分析的实例电路,图4.6-3 噪声外形分析的结果,4.7 失 真 分 析,失真分析(Distortion Analysis)是分析电路中的谐波失真和内部调制失真的方法。若电路中有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节点的2次谐波和3次谐波的组合值。若电路有两个交流信号源，该分析能确定电路变量在3种不同频率处的组合值：频率和、频率差以及2倍频与另一个频率的差值。该分析方法主要用于观察在瞬态分析中无法看到的、比较小的失真，采用多维的“Volterra”分析法和多维“泰勒(Taylor)”级数来描述工作点处的非线性，系数通常展开到3阶以上。,1失真分析步骤(1) 在EWB上先
8、创建需进行分析的电路图。(2) 选定选择“仿真/分析 (Analysis)”中的失真分析(Distortion Analysis)。(3) 确定被分析的电路节点、输入交流信号源。(4) 根据对话框的要求，设置参数，如图4.7-1所示。(5) 按“仿真(Simulate)”按钮，即可在显示图上获得被分析节点的失真曲线图。,图4.7-1 失真分析的参数设置,2失真分析举例,图4.7-2 失真分析的实例电路,图4.7-3 失真分析的结果,4.8 直流扫描分析,1直流扫描分析步骤(1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。 (2) 选定“仿真/分析(Analysis)”中的直流扫描分析(DC Swee
9、p Analysis)。(3) 根据对话框的要求修改参数设置，设置输出节点，如图4.8-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮，即可在显示图上获得相应的曲线。,图4.8-1 直流扫描的参数设置,2直流扫描分析举例,图4.8-2 直流扫描分析的实例电路,图4.8-3 直流扫描分析的结果,4.9 参数扫描分析,1参数扫描分析步骤(1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。(2) 选定“仿真/分析 (Analysis)”中的参数扫描分析(Parameter Sweep)。(3) 选择扫描方式。(4) 根据对话框的要求修改参数设置，如图4.9-1所示。(5) 按“仿真(Simulate)”
10、按钮，即可在显示图上获得相应的曲线。,图4.9-1 参数扫描设置,2参数扫描分析举例,图4.9-2 参数扫描分析的实例电路,图4.9-3 参数扫描分析的结果,4.10 温度扫描分析,1温度扫描分析步骤(1) 确定电路被分析的节点和元件。(2) 选定“仿真/分析(Analysis)”中的温度扫描分析(Temperature Sweep)。(3) 修改温度扫描分析对话框中的分析参数设置，如图4.10-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮开始运行分析。,图4.10-1 温度扫描分析的参数设置,图4.10-2 温度扫描分析的实例电路,2温度扫描分析举例,图4.10-3 温度扫描分析的结果
11、,4.11 直流和交流灵敏度分析,灵敏度是指电路中任一节点的电压或支路电流对电路中元件参数变化的敏感程度，即电路中元件参数的变化引起电路中电压或电流发生变化的程度。设T(x)为网络函数，网络中某一个元件的参数为x，函数T对参数x的灵敏度STK定义为,1灵敏度分析步骤(1) 确定需分析的电路、支路电流或节点电压。对于输出电压，可以选择电路输出的任一端，输出电流需选择源电流。(2) 选择“仿真/分析(Analysis)”项中的“灵敏度分析(Sensitivity)”栏。(3) 修改灵敏度分析对话框的参数设置，如图4.11-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮开始分析。,图4.11-1
12、 灵敏度分析对话框的参数设置,2灵敏度分析举例,图4.11-2 直流灵敏度分析的实例电路,图4.11-3 直流灵敏度分析的结果,4.12 零极点分析,1零极点分析步骤(1) 确定电路和输入、输出节点，在电路中的输入节点“Input+”和“Input-”对应为传递函数的输入端，在电路中的输出节点“Output+”和“Output-”对应为传输函数的输出端。(2) 选择“仿真/分析项”中的“零极点分析(Pole-Zero Analysis)”栏。(3) 修改“零极点分析(Pole-Zero Analysis)”对话框的参数设置，如图4.12-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮开始分
13、析。,图4.12-1 零极点分析的参数设置,2零极点分析举例,图4.12-2 零极点分析的实例电路,图4.12-3 零极点分析的结果,4.13 传递函数分析传递函数分析(Transfer Function Analysis)可以分析一个输入源与两个输出节点的输出电压或与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数，还用于计算输入和输出阻抗。该分析首先将任何非线性模型在直流工作点基础上线性化，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。输出变量可以是任何节点电压，但输入必须是独立源。,1传递函数分析步骤(1) 确定电路的输出节点和参考节点以及输入源。(2) 选择“仿真/分析(Analysis)”项中的“
14、传递函数分析(Transfer Function Analysis)”栏。(3) 修改“传递函数分析”对话框的参数设置，如图4.13-1所示。(4) 按“仿真 (Simulate)”按钮开始分析。,图4.13-1 修改“传递函数分析”参数设置,2传递函数分析举例,图4.13-2 传递函数分析的实例电路,图4.13-3 传递函数分析的结果,4.14 最坏情况分析,1最坏情况分析步骤(1) 确定需分析的电路和被分析的节点。(2) 选择“仿真/分析”项中的“最坏情况分析(Worst Case Analysis)”栏。(3) 改变“最坏情况分析”的参数设置，如图4.14-1所示。(4) 按“Simul
15、ate”按钮开始分析。,图4.14-1 最坏情况分析的参数设置,2最坏情况分析举例,图4.14-2 最坏情况分析的实例电路,图4.14-3 最坏情况分析的结果,4.15 蒙特卡罗分析EWB为用户预测电路在批量生产时的成品率和生产成本提供了蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)功能。Monte Carlo 分析采用统计分析方法计算给定电路中的元件参数按某种误差分布类型在一定的范围内变化时对电路特性的影响，探察如何改变组件特性来影响电路性能。在进行分析时，它首先进行电路的标称数值分析，然后在该数值的基础上，加减一个值进行运行，该值取决于所选定的误差分布类型。Monte Carlo
16、分析中数字器件被视为高阻接地。Monte Carlo分析提供了两种分布类型：,(1) 均匀分布(Uniform)：是一种线性的分布形式，元件值在其容差的范围内以同一概率出现。(2) 正态高斯分布(Gaussian)：其分布概率为,式中：为参数标称值；x为独立变量；为标准偏差值，的值为,1蒙特卡罗分析步骤(1) 确定需分析的电路和被分析的节点。(2) 选择“仿真/分析”项中的“蒙特卡分析(Monte Carlo Analysis)”栏。(3) 改变“蒙特卡分析”的参数设置，如图4.15-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮开始分析。,图4.15-1 蒙特卡罗分析的参数设置,2蒙特卡
17、罗分析举例,图4.15-2 蒙特卡罗分析的实例电路,图4.15-3 蒙特卡罗分析的结果,4.16 PCB板轨迹宽度分析,1PCB板轨迹宽度分析(1) 选取“仿真/分析/PCB板轨迹宽度分析(Simulate/Analyses/Trace Width Analysis)”栏。(2) 选择“PCB板轨迹宽度分析”定位键，而且设定下列各项：超过环境温度的最大温度为10，电镀锡的重量为1盎斯/ft。)(3) 选择“分析参数”栏，并选择初始化方式，如图4.16-1所示。(4) 按“仿真(Simulate)”按钮开始分析。,图4.16-1 PCB 板轨迹宽度分析的参数设置,图4.16-2 PCB 板轨迹宽
18、度分析的实例电路,2PCB板轨迹宽度分析举例,图4.16-3 PCB板轨迹宽度分析的结果,4.17 批 量 分 析,1批量分析步骤(1) 在EWB上先创建需进行分析的电路图。(2) 选定“仿真/分析 (Analysis)”中的批量分析(Batch Analysis)栏。(3) 确定要使用的分析方法。根据批量分析对话框的要求设置参数，如图4.17-1所示。(4) 在对话框中有两种运行分析的方法：一种为运行所选分析，另一种为运行全部分析，用户可以根据需要进行选择。,图4.17-1 批量分析对话框,2批量分析(Batch Analysis)举例,图4.17-2 批量分析的实例电路,图4.17-3 批
19、量分析的结果(合成图),4.18 分析显示图表器的使用说明,分析显示图表器(Analysis Graph)是一个多任务显示工具，可以用来调整、保存、输出图和图表。它用来显示：(1) 所有的Multisim分析结果的图和图表。(2) 一些仪表的跟踪图。例如后处理器的结果，示波器波形图等。,1. 分析显示图表器的界面,图4.18-1 分析显示图表器的界面,2. 工具栏说明,图4.18-2 分析显示图表器工具栏,表4.18-1 分析显示图表器工具栏中各工具的说明,表4.18-1 分析显示图表器工具栏中各工具的说明,3页面属性的编辑,图4.18-3 页面属性的编辑,图4.18-3 页面属性的编辑,习 题,1创建一个放大电路，用直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、直流扫描分析、温度分析和参数扫描分析等分析方法分析该电路。2创建一个放大电路，用示波器观测输出波形，同时分析它的波特图。3掌握各种分析方法。,
