《電子電路CAD》PPT課件.ppt

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電子電路CAD（二）,,電路圖繪制的流程,1、繪制元器件符號2、元器件間的電氣連接3、繪制電路圖中的輔助元素,節(jié)點名的設(shè)置（PlaceNetAlias）,例3.12,多看例題應(yīng)該會更好一點,,,PlaceNetAlias,輸入節(jié)點名稱,,,,放置在節(jié)點名的互連線或總線上,本節(jié)要求,掌握模擬電路分析的基本過程掌握直流、交流、瞬態(tài)特性分析的參數(shù)設(shè)置掌握模擬結(jié)果的顯示和分析。,PSpice分析匯總,標準分析復(fù)運行分析高級分析,DCSweep直流BiasPointACSweep交流TimeDomain,1、PSpice標準分析,2、復(fù)運行分析,3、高級分析,3.1模擬電路分析的基本過程,建立設(shè)計項目繪制電路圖特性分析類型確定和參數(shù)設(shè)置運行PSpiceA/D程序模擬結(jié)果的顯示和分析電路的優(yōu)化設(shè)計設(shè)計結(jié)果輸出,3.2直流特性分析,1）偏置點,計算電路的偏置點的時候，PSpice將電路中的電容開路、電感短路、信號源取其直流電平，然后用迭代的方法計算出電路中各節(jié)點的電壓、各回路的電流值及各元器件的功耗。,3.2.1直流工作點分析（Biaspoint）,直流偏置點直流靈敏度小信號增益,差分對電路的直流偏置點步驟,打開電路圖，選擇PSpice—NewSimulationProfile,,輸入PSpice仿真文件名稱后選擇“create”,仿真文件,仿真窗口,,選擇分析類型-BiasPoint,,OutputFileOptions,,直流偏置點細節(jié),直流靈敏度,小信號增益,,,RunPSpice,出錯提示,,出錯時的sessionlog,,PSpice運行界面,,輸出文件,輸出文件為“.out”文件，通過PSpice的view方式進行查看輸出文件包括：各節(jié)點電壓，流過各電壓源的電流，總功耗等。,在PSpice中view-outputfile,,輸出文件,,2）小信號增益,先計算直流偏置點，然后再這個偏置點處對電路元件進行線性化處理，然后計算出線性化電路的小信號增益、輸入電阻和輸出電阻。因此，需要指出輸入和輸出,,,直流偏置點細節(jié),直流靈敏度,小信號增益,差分對電路的局部放大,,輸入,輸出,指定輸入輸出,,輸出文件,,3）直流靈敏度,直流靈敏度是計算節(jié)點電壓對每個器件參數(shù)的靈敏度。這些器件包括電阻、獨立電壓源和電流源、電壓和電流控制開關(guān)、二極管、雙基型晶體管等。,PSpice中的靈敏度,PSpice采用元件靈敏度和相對靈敏度兩種方式定量表示直流靈敏度。元件靈敏度表示電路特性參數(shù)對元器件值絕對變化的靈敏度。相對靈敏度是指電路特性對元器件值相對變化1%情況下的靈敏度。,差分對電路中V(OUT2)的直流靈敏度,,3.2.2直流特性掃描分析,直流特性掃描分析是指電路中的自變量（某一參數(shù)）在一定范圍內(nèi)變化時，對自變量的每一個取值，計算電路的直流偏置特性（稱為輸出變量）。,直流掃描特性DCSweep,在分析過程中，電容開路、電感短路、各信號源取直流電平值。若電路中還包括邏輯單元，則將每個邏輯器件的延時取為0，邏輯信號激勵源取其t=0時的值。DCSweep可用于模擬二極管的伏安特性、晶體管的傳輸特性，分析放大器、比較器的轉(zhuǎn)移特性和邏輯門的電壓傳輸特性等。,例3.3,二極管伏安特性的測試實驗圖如圖所示。要求模擬二極管的V-I特性曲線，以及溫度為0、27、50、80C時的正向特性曲線。,V-I特性,二極管的伏安特性，指。。。,DCSweep參數(shù)設(shè)置,電壓源電壓從-110到10V掃描，步長為0.01V,Probe,,Trace-AddTrace添加曲線,,雙擊I(D1)即流過二極管的電流,,二極管的V-I特性曲線？,,改變X軸為V(D1),,二極管的V-I特性,,不同溫度下的正向特性曲線,,,,3.3交流特性分析,交流小信號頻率特性分析和噪聲分析,1)交流小信號頻率特性分析,分析傳遞函數(shù)的幅頻特性和相頻特性，即可得到電路的小信號電壓增益、電流增益、互阻增益、互導(dǎo)增益、輸入阻抗、輸出阻抗，分析和確定電路的上限和下限頻率、通頻帶寬度等。,交流小信號頻率特性分析,分析時，首先計算電路的直流工作點，并在工作點處對電路中各個非線性元件做線性化處理，得到線性化的交流小信號等效電路；然后使電路中交流信號源的頻率在一定范圍內(nèi)變化，并用交流小信號等效電路計算電路輸出交流信號的變化。,2）噪聲分析,a)計算所有的電阻和半導(dǎo)體器件的噪聲，選定一個節(jié)點作為輸出節(jié)點，將每個電阻的半導(dǎo)體的噪聲在指定的輸出節(jié)點處產(chǎn)生的噪聲電壓均方根（RMS）值疊加，得到總的輸出噪聲。b)選定一個獨立電壓源或獨立電流源，計算電路中從該獨立電壓源（電流源）到指定的輸出節(jié)點處的增益c)再將a步計算得到的輸出節(jié)點處總噪聲除以該增益就得到該獨立電壓源（電流源）處的等效輸入噪聲。,等效噪聲的物理意義,等效輸入噪聲就相當于是將電路中所有的噪聲都集中到選定的獨立電壓源（電流源）處，其作用相當于是在輸入獨立源出加上大小等于等效輸入噪聲的噪聲源，則在節(jié)點處產(chǎn)生的輸出噪聲大小正好等于實際電路中所有噪聲源在輸出節(jié)點處產(chǎn)生的噪聲。,PSpice的噪聲表示單位,電阻和半導(dǎo)體器件時以平方噪聲（V2/Hz）作為噪聲單位總的輸入噪聲和等效噪聲以平方根噪聲為單位（V/Hz）,,,,例3.8差分對放大電路的AC分析和噪聲分析,,將V1改為VAC，幅值為1V,,,ACSweep,,頻率從1KHz開始，按10倍頻變化，直到100MHz，每10倍頻取4個點,噪聲輸出節(jié)點、等效輸入噪聲源、輸出結(jié)果間隔,按每十倍頻或每數(shù)量級計算點數(shù),幅頻和相頻特性,Out2處的幅頻特性和相頻特性,幅頻特性：VDB(out2)相頻特性：VP(out2),,,輸入輸出噪聲,,輸出以*.out文件存在,,3.4瞬態(tài)分析,瞬態(tài)分析的目的和方法,瞬態(tài)分析的目的是在給定輸入激勵信號作用下，計算電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)。進行瞬態(tài)分析時，首先計算t=0時的電流初始狀態(tài)，然后從t=0到某一給定的時間范圍內(nèi)選取一定的步長，計算輸出端在不同時刻的輸出電平。,瞬態(tài)分析中的激勵源,在PSpice瞬態(tài)分析中，輸入激勵信號的波形可用采用脈沖信號、分段線性信號、正弦調(diào)制信號、調(diào)頻信號和指數(shù)信號5種不同形式的波形。,1）脈沖信號Pulse,V1：起始電壓V2：終止電壓TD：延遲時間TR：上升時間TF：下降時間PW：脈沖寬度PER：周期,2）分段線性信號PWL,只需給出線段轉(zhuǎn)折點的坐標數(shù)據(jù),3）調(diào)幅正弦信號SIN,Voff:偏置電壓Vampl:峰值幅值Freq：頻率Phase：相位Df：阻尼因子Td：延遲時間,4）調(diào)頻信號SFFM,VOFF：偏置電壓VAMPL：峰值振幅FC：載波頻率FM:調(diào)制頻率MOD：,5）指數(shù)信號,V1：起始電壓V2：峰值電壓TD1：上升（下降）延遲TC1：上升（下降）時常TD2：下降（上升）延遲TC2：下降（上升）延遲,瞬態(tài)分析的例子：,3.11差分對放大電路的瞬態(tài)分析和傅立葉分析將前述差分對電路中的V1改為正弦信號，且設(shè)置為等幅正弦信號：Vampl=0.05V,freq=10KHz,Voff=0V,TimeDomain（Transient）,,分析終止時間,數(shù)據(jù)存儲的開始時間,設(shè)置分析的最大步長,是否跳過初始偏置點,輸出文件選項OutputFileOption,,基波頻率,計算的諧波數(shù),傅立葉分析的輸出變量名,激勵源和輸出之間的對比,,查看輸出文件,,3.5設(shè)置激勵信號的另一種方式,前述方法都是直接刪除激勵源，然后用place——part的方式放置新型式的激勵源。,,3.12RC電路在脈沖信號作用下的瞬態(tài)響應(yīng),使用SOURCESTM里的電壓源,,在選中元器件的時候選擇Edit-PSpiceStimulus,,選擇信號類型,,設(shè)置脈沖信號的屬性,,輸入輸出波形,,StimulusEditor,,,Get：獲取波形的信息并顯示ChangeType：更改電源形式,