第四章參數(shù)掃描分析和統(tǒng)計(jì)分析

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1、第四章參數(shù)掃描分析和統(tǒng)計(jì)分析上一章介紹了PSpice提供的8種基本電路特性分析功能，即計(jì)算電路中元器件取設(shè)計(jì)值（又稱為標(biāo)稱值）時電路輸出特性與輸入激勵信號間的關(guān)系。本章介紹PSpice的另一類分析功能，即分析計(jì)算電路中元器件參數(shù)值變化時對電路特性的影響，包括溫度的影響（4?1節(jié)）、參數(shù)變化的影響（4?2節(jié)）以及考慮參數(shù)統(tǒng)計(jì)變化對電路特性影響的兩種統(tǒng)計(jì)分析技術(shù),即蒙托卡諾分析（4?3節(jié)）和最壞情況分析（4-4節(jié)）。這4種分析的一個共同特點(diǎn)是，為了完成每種分析，元器件參數(shù)往往要發(fā)生多次變化，因此一般都涉及到多次進(jìn)行DC分析、AC分析或TRAN

2、分析。本章還介紹與電路特性分析密切相關(guān)的幾個問題，包括.OUT輸出文件的生成和輸出變量的格式規(guī)定（4-5節(jié)），偏置點(diǎn)的存儲和調(diào)入（4-6節(jié)），任選項(xiàng)設(shè)置（4-7節(jié)）等。并在此基礎(chǔ)上討論模擬電路分析計(jì)算過程屮的收斂性問題（4?8節(jié)）。4—1溫度分析（TemperatureAnalysis）4-1-1功能眾所周知，電阻阻值以及晶體管的許多模型參數(shù)值與溫度的關(guān)系非常密切。如果改變溫度，必然通過這些元器件參數(shù)值的變化導(dǎo)致電路特性的變化。PSpice+的各個元器件模型都考慮了模型參數(shù)與溫度的關(guān)系。進(jìn)行電路特性分析時，PSpice的內(nèi)定溫度為27°C

3、（見473節(jié)）。如杲要分析在其他溫度下電路特性的變化，可以采用本節(jié)介紹的溫度分析方法。4-1-2參數(shù)設(shè)置下面結(jié)合圖3-1所示差分對電路實(shí)例，說明溫度特性分析的基本方法。若要求在3?6節(jié)介紹的交流小信號特性分析基礎(chǔ)上,分析圖3?1所示差分對電路在0°C、25°C、50°C、75°C和100°C時的頻率特性，可以按下述步驟進(jìn)行。（1）繪制電路圖并設(shè)置基本特性分析參數(shù)：按第二章方法繪制好圖3-1所示差分對電路以后，按3?6節(jié)介紹的方法，設(shè)置好交流小信號特性分析參數(shù)，如圖3?18所示。（2）設(shè)置溫度特性分析參數(shù)：在圖3?18所示參數(shù)設(shè)置框中，選擇

4、Temperature（Sweep）,相應(yīng)的溫度分析參數(shù)設(shè)置框如圖3?2所示。圖4-1溫度分析的參數(shù)設(shè)置在圖4-1中選中“Repeatthesimulationforeachofthetemp”，并在其下方鍵入0255075100,不同溫度值Z間用空格隔開。若只要分析一個溫度下的電路特性，則應(yīng)選屮"Runthesimulationattemp”，并在其右側(cè)鍵入溫度值。(3)進(jìn)行溫度特性分析：在圖3-2所示PSpice命令菜單中選擇執(zhí)行Run子命令，則在每一個溫度下，PSpice首先按元器件模型計(jì)算該溫度下電路中的元器件參數(shù)值，然后按圖4?

5、1中AnalysisType一欄的設(shè)置(本例中為ACSweep/Noise)進(jìn)行指定的電路特性分析。有兒個溫度值，均要在每個溫度下分析電路特性。若在圖4?1中未鍵入溫度值，則按系統(tǒng)內(nèi)定溫度值(27°C)進(jìn)行電路分析。(4)多批模擬結(jié)果數(shù)據(jù)的選擇：模擬分析結(jié)束后，屏幕上出現(xiàn)圖4-2所示的多批結(jié)果數(shù)據(jù)選擇框，依次列出了溫度分析的批次，供用戶選用。其中All和None按鈕的作用分別是選用全部批次和一批也不選用。屏幕上剛出現(xiàn)圖4?2所示選擇框時，全部批次均處于選中狀態(tài)。若要選擇部分批次，可先按None按鈕，然后用單擊和Shift+單擊的方法，選擇

6、一批或多批數(shù)據(jù)，最后按OK按鈕。圖4-2多批模擬結(jié)果數(shù)據(jù)選擇框(5)模擬結(jié)果顯示和分析：選擇了待顯示和分析其結(jié)杲的批次后，即可按第五章和第六章介紹的方法，顯示和分析模擬結(jié)果。圖4-3為上述5個溫度下的交流小信號特性分析結(jié)果?！?▽△。U(0UT2)Frequency圖4?3差分對電路的交流小信號溫度特性4—2參數(shù)掃描分析(ParametricAnalysis)4-2-1功能上節(jié)介紹的溫度分析是在不同溫度下分析電路特性的變化。具體地說是在用戶指定的每個溫度下均進(jìn)行一次圖3-3設(shè)定的電路基本特性分析。本節(jié)介紹的參數(shù)掃描分析的作用與此類似，即對

7、指定的每個參數(shù)變化值，均執(zhí)行一次圖3?3設(shè)定的電路分析。但是在參數(shù)掃描分析中，可變化的參數(shù)從溫度一種擴(kuò)展為下面5種，即獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、溫度、模型參數(shù)和全局參數(shù)。并且還可以設(shè)置參數(shù)的變化方式，而不象溫度分析那樣只能指定幾個具體溫度值。顯然，溫度分析的任務(wù)也可以通過參數(shù)掃描分析來完成。參數(shù)掃描分析在電路優(yōu)化設(shè)計(jì)方面有重要的作用，將其與波形顯示處理模塊Probe的電路設(shè)計(jì)性能分析(PerformanceAnalysis)功能(見6-5節(jié))結(jié)合在一起，可用于優(yōu)化確定元器件參數(shù)設(shè)計(jì)值。4-2-2參數(shù)設(shè)置在圖3?3所示電路分析類型設(shè)置窗口選中

8、uParametricSweep屏幕上將tB現(xiàn)圖4?4所示設(shè)置窗口，用于設(shè)置變化參數(shù)的類型、名稱、變化方式及變化范圍。與圖3-9比較可見，圖4-4中要設(shè)置的項(xiàng)目內(nèi)容與圖3?9完全相同，具體設(shè)置