PSpice软件优化设计课件.ppt

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1、第五讲优化设计PSpice应柏青第五讲1.优化设计的定义2.优化设计的过程3.优化设计的步骤4.优化设计举例5.优化程序的几个命令6.综合实例7.Pspice扩展名小结PSpice第五讲PSpice1．优化设计的定义电路的优化设计是指在电路设计已经基本满足功能和特性指标的基础上，根据要求的电路特性约束条件（例如：要求电路的延迟时间不能大于某一值），调整电路中的元器件参数，使电路指标（又称目标参数）为某一数值。第五讲PSpice2．优化设计的过程电路优化设计，实际上是在约束条件限制下，不断调整电路中元器件参数，进行电路模拟迭代，直到目标参

2、数满足优化要求。因此，进行一次优化将包括多次电路模拟。优化过程中，调整元器件参数以及迭代过程中模拟程序的调用和结果判断，都是由优化程序自动进行的。对电路进行优化设计时，可以同时调整电路中8个元器件的参数，以满足最多8个目标参数的要求。第五讲3．优化设计的步骤（1）新建设计目标，完成电路原理图设计。其中关键问题是在电路图中放置OPTPARAM符号，用于设置电路优化设计过程中需调整的元器件名称及有关参数值。（2）根据待优化的特性参数类别调用Pspice进行电路模拟检验，确保电路设计能正常工作，基本满足功能和特性要求。（3）调用PspiceO

3、ptimizer模块，设置可调整的电路元器件参数和待优化的目标参数。启动优化迭代过程，输出优化结果。PSpice第五讲PSpice4．优化设计举例（1）二极管电路优化设计：如图是一个简单的二极管电路。已知直流电源电压为5V，二极管型号为D1N914。问：如何优化确定电阻R1的阻值，使通过二极管的电流为1mA(±5µA)。由于二极管是一种非线性器件，因此采用手工计算方法将很复杂，而且很难得到最优解。双击待调整元器件参数的设置点击设置目标参数点击指定优化目标来自何处重权因子指定优化指标的定量计算公式指定电路特性分析类型文件未选中表示是目标参

4、数选中表示是约束条件优化进度指示器当优化指标满足时指示器由红变绿第五讲电路优化设计的目的是通过调整元器件参数值，使优化指标得到满足。因此要求能将优化指标定量表示为待调整元器件参数的“函数”，即根据元器件参数值，可以定量计算出优化指标。在上面的二极管电路优化设计中，我们将电阻功耗也作为一个约束条件，再来看看在电路中是如何设置参数的。PSpice优化指标的定量计算方法：电路功耗W：<=5mW±0.01功耗的表达式：I(D1)*V(R1:1,R1:2)点击优化进度指示器有三种分别对应于约束条件的“等于”、“大于”、“小于”第五讲PSpice5

5、.优化程序的几个命令File/Report：显示当前优化设计的有关信息和计算结果。Edit/Parameters：待调整元器件参数的设置。Edit/Specifications：约束条件或目标参数的设置。Edit/StoreValues：保存优化过程的中间结果。Edit/ResetValues：恢复优化前的设置。Edit/RoundNearest：将优化得到的最佳元器件值取为最接近的元器件系列标称值。Edit/RoundCalculated：按最近一次优化结果确定元器件的优化值。Edit/UpdateSchematic：用优化结果得到的

6、元器件最佳值更新电路上相应元器件的取值。第五讲PSpice5.优化程序的几个命令Tune/Performance：根据当前设置模拟分析电路特性。电路优化设计的前提是待优化电路的设计已基本满足功能和特性要求，并且已选择了比较合适的初值。在开始优化设计时，首先执行此命令，对电路设计和初值的选定是否合适进行检验。系统分别采用元器件参数的初值和当前值，计算每个优化指标。第五讲PSpiceTune/UpdateDerivatives：根据当前设置，分别计算每一个优化指标对每一个元器件的导数。Tune/ShowDerivatives：显示导数计算值

7、。注意：导数的强调与优化过程中采用的是有限差分法的计算方法有关。第五讲PSpiceOptions/Defaults：设置与优化过程有关的任选项参数。步长相对值设置最大迭代次数优化过程中信号波形显示的控制第五讲PSpiceOptions/Recalculate：检查、分析优化参数变化时对优化结果的影响。计算模式设置根据新的优化指标，计算的元器件参数当前值根据新的元器件参数，优化指标的当前值实例2:目标参数:中心频率为1KHz约束条件:3db带宽小于50Hz目标参数约束条件执行:Tunet/Updataperformance计算初始值第五讲

8、PSpice6．综合实例（1）有源滤波器的优化设计a.要求的设计指标：中心频率（Fc）为10Hz±1%。3dB带宽（BW）为1Hz±10%。增益（Gain）为10Hz±10%。电路中可调元件为3个电位Rga