第三章PSPCIE基本电路特性分析

第三章基本电路特性分析一、模拟电路分析计算的基本过程绘制右图半波整流电路，电阻R1为500Ω，R2为1kΩ，电容为220μ，电源为5V交流，观察电阻R1两端的电压波形。按右图进行分析设置，出现如右设置界面。四种基本分析类型（Analysistype）：1、TimeDomain（Transient)：瞬态分析；2、DCSweep：直流分析（扫描）；3、ACSweep/Noise：交流分析（扫描）；4、BiasPoint：直流工作点分析。点击PSpice下拉菜单中的“Run”或点击工具栏中的按钮“”得如下结果：二、直流工作点分析（BiasPointDetail）：电路中如含有非线性元件，其参数决定于直流工作点，这个工作点称为偏置点或静态工作点，分析时将电路中的电容开路，电感短路。显示细节灵敏度分析计算小信号增益指定输出源指定输入源三、直流灵敏度分析：直流灵敏度分析是分析指定节点电压或支路电流对电路中电阻、独立电压源和独立电流源、电压控制开关和电流控制开关、二极管、双极晶体管共五类元件参数的灵敏度，并将计算结果自动存入OUT输出文件中。1、元件灵敏度S(T，X)S指电路特性T（电压或电流）相对于元器件值X的变化。单位为(V或A/Unit)如:2、相对灵敏度SNSN指电路特性T对元器件值X相对变化为1％情况下的灵敏度单位为(V或A/Percent)XTXTXTS),(100100100SXXTXXXTSN11)()),((ROutVROutVS四、直流传输特性分析：也称小信号转移函数，进行直流小信号增益、输入阻抗、输出阻抗的计算。或若输出为电流，则要在输出端串接一个电压为0伏的直流电压源。1)(VOutVAu12)(VVIAi五、直流特性扫描分析（DCSweep)功能：当电路中某一参数（称为自变量）在一定范围内变化时,对参数的每一个取值，计算电路的直流输出特性。另外，可以指定一个参变量并确定其变化范围，对参变量的每一个取值，均使自变量在其变化范围内进行扫描取值，计算电路的直流输出特性，称为双重扫描。DC分析的参数设置：分析类型选择“DCSweep”，确定扫描变量（Sweepvariable)；扫描方式（Sweeptype），设置界面见下图。功能：当电路中交流信号源的频率在一定范围内变化时，AC分析用于计算电路输出交流信号的频率响应特性。AC分析的参数设置：分析类型选择“ACSweep/Noise”开始频率终止频率扫描点数六、交流小信号频率特性分析（ACSweep)七、噪声分析功能：定量计算电路中每个电阻和半导体器件产生的噪声。具体过程如下：（1）选定一个节点作为输出节点，将每个噪声源在该节点产生的噪声电压均方根叠加，得到总噪声；（2）选定一个独立电压源或电流源，计算电路从该独立源到上述输出节点的增益，再将总噪声除以增益就得到该独立源处的等效噪声。参数设置：指定输出节点指定等效输入噪声源输出结果间隔八、瞬态特性分析(TransientAnalysis)功能：在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。参数设置：分析类型选择“TimeDomain(transient)”结束分析的时间开始存储数据的时间最小分析步长跳过初时偏置点的计算进入傅立叶分析设置九、用于瞬态分析的六种常用激励信号1、正弦信号（VSIN或ISIN）：有6个设置参数VOFF——偏置值；（1V）VAMPL——振幅；（5V）FREQ——频率；（50Hz）PHASE——相位；（180°）DF——阻尼因子；（20）TD——延迟时间。（2ms)数学表达式如下：])(2sin[)(dttAOttfeVVVd2、脉冲信号（VPULSE）：有7个设置参数V1——初始电压；（1V）V2——脉冲电压；（5V）TD——延迟时间；（3ms)TR——上升时间；（2ms）TF——下降时间；（1ms）PW——脉冲宽度；（6ms）PER——周期；（15ms)3、分段线性（折线）信号（VPWL）设置一组坐标（Ti，Vi）（i＝1~10），每个坐标对应一个点，T是时间，V是电压或电流。如：（0，0）、（2m，2）、（5m，4）、（10m，5）、（15m，1）、（20m，0）4、周期性分段线性信号（VPWL-ENH）主要用于产生锯齿波，设置3个点及重复次数，即：（Ti，Vi）（i＝1~3），T是时间，V是电压或电流，重复次数任意。如：（0，0）、（5m，5）、（10m，0），重复5次5、单频调频信号（VSFFM）：有5个设置参数：Voff——直流偏置值；（1V）VAmpl——幅值；（5V）FC——载波信号频率；（3kHz)MOD——调制系数；（5）FM——被调制信号频率。（500Hz)数学表达式如下：)]2(2[tfSinModtfSinVVVMcAmploff6、指数信号（VEXP）有6个设置参数：V1——起始值；（1V）V2——峰值；（5V）TD1——延迟时间；（0.5ms）TC1——上升时间常数；（0.8ms)TD2——结束上升时间；（3ms)TC2——下降时间常数。（0.6ms）2)()(12121)(1212211211)]1)(([)1)((dttttttddttttteeVVVttteVVVVcdcddcd　　十、傅里叶分析功能：在瞬态分析完成后，傅里叶分析用来计算输出波形的直流、基波以及各次谐波分量。参数设置：输出结果开始的时间中心频率计算谐波的次数指定计算输出的节点显示直流工作点的细节对于半波整流电路，傅里叶分析的结果如下表：十一、激励信号波形设置的第二种方式