第四章參數掃描分析和統計分析

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1、第四章参数扫描分析和统计分析上一章介绍了PSpice提供的8种基本电路特性分析功能，即计算电路中元器件取设计值（又称为标称值）时电路输出特性与输入激励信号间的关系。本章介绍PSpice的另一类分析功能，即分析计算电路中元器件参数值变化时对电路特性的影响，包括温度的影响（4・1节）、参数变化的影响（4・2节）以及考虑参数统计变化对电路特性影响的两种统计分析技术,即蒙托卡诺分析（4・3节）和最坏情况分析（4-4节）。这4种分析的一个共同特点是，为了完成每种分析，元器件参数往往要发生多次变化，因此一般都涉及到多次进行DC分析、AC分析或TRAN

2、分析。本章还介绍与电路特性分析密切相关的几个问题，包括.OUT输出文件的生成和输出变量的格式规定（4-5节），偏置点的存储和调入（4-6节），任选项设置（4-7节）等。并在此基础上讨论模拟电路分析计算过程屮的收敛性问题（4・8节）。4—1温度分析（TemperatureAnalysis）4-1-1功能众所周知，电阻阻值以及晶体管的许多模型参数值与温度的关系非常密切。如果改变温度，必然通过这些元器件参数值的变化导致电路特性的变化。PSpice+的各个元器件模型都考虑了模型参数与温度的关系。进行电路特性分析时，PSpice的内定温度为27°C

3、（见473节）。如杲要分析在其他温度下电路特性的变化，可以采用本节介绍的温度分析方法。4-1-2参数设置下面结合图3-1所示差分对电路实例，说明温度特性分析的基本方法。若要求在3・6节介绍的交流小信号特性分析基础上,分析图3・1所示差分对电路在0°C、25°C、50°C、75°C和100°C时的频率特性，可以按下述步骤进行。（1）绘制电路图并设置基本特性分析参数：按第二章方法绘制好图3-1所示差分对电路以后，按3・6节介绍的方法，设置好交流小信号特性分析参数，如图3・18所示。（2）设置温度特性分析参数：在图3・18所示参数设置框中，选择

4、Temperature（Sweep）,相应的温度分析参数设置框如图3・2所示。图4-1温度分析的参数设置在图4-1中选中“Repeatthesimulationforeachofthetemp”，并在其下方键入0255075100,不同温度值Z间用空格隔开。若只要分析一个温度下的电路特性，则应选屮"Runthesimulationattemp”，并在其右侧键入温度值。(3)进行温度特性分析：在图3-2所示PSpice命令菜单中选择执行Run子命令，则在每一个温度下，PSpice首先按元器件模型计算该温度下电路中的元器件参数值，然后按图4・

5、1中AnalysisType一栏的设置(本例中为ACSweep/Noise)进行指定的电路特性分析。有儿个温度值，均要在每个温度下分析电路特性。若在图4・1中未键入温度值，则按系统内定温度值(27°C)进行电路分析。(4)多批模拟结果数据的选择：模拟分析结束后，屏幕上出现图4-2所示的多批结果数据选择框，依次列出了温度分析的批次，供用户选用。其中All和None按钮的作用分别是选用全部批次和一批也不选用。屏幕上刚出现图4・2所示选择框时，全部批次均处于选中状态。若要选择部分批次，可先按None按钮，然后用单击和Shift+单击的方法，选择

6、一批或多批数据，最后按OK按钮。图4-2多批模拟结果数据选择框(5)模拟结果显示和分析：选择了待显示和分析其结杲的批次后，即可按第五章和第六章介绍的方法，显示和分析模拟结果。图4-3为上述5个温度下的交流小信号特性分析结果。□◊▽△。U(0UT2)Frequency图4・3差分对电路的交流小信号温度特性4—2参数扫描分析(ParametricAnalysis)4-2-1功能上节介绍的温度分析是在不同温度下分析电路特性的变化。具体地说是在用户指定的每个温度下均进行一次图3-3设定的电路基本特性分析。本节介绍的参数扫描分析的作用与此类似，即对

7、指定的每个参数变化值，均执行一次图3・3设定的电路分析。但是在参数扫描分析中，可变化的参数从温度一种扩展为下面5种，即独立电压源、独立电流源、温度、模型参数和全局参数。并且还可以设置参数的变化方式，而不象温度分析那样只能指定几个具体温度值。显然，温度分析的任务也可以通过参数扫描分析来完成。参数扫描分析在电路优化设计方面有重要的作用，将其与波形显示处理模块Probe的电路设计性能分析(PerformanceAnalysis)功能(见6-5节)结合在一起，可用于优化确定元器件参数设计值。4-2-2参数设置在图3・3所示电路分析类型设置窗口选中

8、uParametricSweep屏幕上将tB现图4・4所示设置窗口，用于设置变化参数的类型、名称、变化方式及变化范围。与图3-9比较可见，图4-4中要设置的项目内容与图3・9完全相同，具体设置