《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(hào)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(diǎn)名的設(shè)置（PlaceNetAlias）,例3.12,多看例題應(yīng)該會(huì)更好一點(diǎn),,,PlaceNetAlias,輸入節(jié)點(diǎn)名稱,,,,放置在節(jié)點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)分析復(fù)運(yùn)行分析高級(jí)分析,DCSweep直流BiasPointACSweep交流TimeDomain,1、PSpice標(biāo)準(zhǔn)分析,2、復(fù)運(yùn)行分析,3、高級(jí)分析,3.1模擬電路分析的基本過程,建立設(shè)計(jì)項(xiàng)目繪制電路圖特性分析類型確定和參數(shù)設(shè)置運(yùn)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(jì)設(shè)計(jì)結(jié)果輸出,3.2直流特性分析,1）偏置點(diǎn),計(jì)算電路的偏置點(diǎn)的時(shí)候，PSpice將電路中的電容開路、電感短路、信號(hào)源取其直流電平，然后用迭代的方法計(jì)算出電路中各節(jié)點(diǎn)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(diǎn)分析（Biaspoint）,直流偏置點(diǎn)直流靈敏度小信號(hào)增益,差分對(duì)電路的直流偏置點(diǎn)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(diǎn)細(xì)節(jié),直流靈敏度,小信號(hào)增益,,,RunPSpice,出錯(cuò)提示,,出錯(cuò)時(shí)的sessionlog,,PSpice運(yùn)行界面,,輸出文件,輸出文件為“.out”文件，通過PSpice的view方式進(jìn)行查看輸出文件包括：各節(jié)點(diǎn)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(hào)增益,先計(jì)算直流偏置點(diǎn)，然后再這個(gè)偏置點(diǎn)處對(duì)電路元件進(jìn)行線性化處理，然后計(jì)算出線性化電路的小信號(hào)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(diǎn)細(xì)節(jié),直流靈敏度,小信號(hào)增益,差分對(duì)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(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)每個(gè)器件參數(shù)的靈敏度。這些器件包括電阻、獨(dú)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(duì)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(duì)元器件值絕對(duì)變化的靈敏度。相對(duì)靈敏度是指電路特性對(duì)元器件值相對(duì)變化1%情況下的靈敏度。,差分對(duì)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(shí)，對(duì)自變量的每一個(gè)取值，計(jì)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(hào)源取直流電平值。若電路中還包括邏輯單元，則將每個(gè)邏輯器件的延時(shí)取為0，邏輯信號(hào)激勵(lì)源取其t=0時(shí)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(cè)試實(shí)驗(yàn)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(shí)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(hào)頻率特性分析和噪聲分析,1)交流小信號(hào)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(hào)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(hào)頻率特性分析,分析時(shí)，首先計(jì)算電路的直流工作點(diǎn)，并在工作點(diǎn)處對(duì)電路中各個(gè)非線性元件做線性化處理，得到線性化的交流小信號(hào)等效電路；然后使電路中交流信號(hào)源的頻率在一定范圍內(nèi)變化，并用交流小信號(hào)等效電路計(jì)算電路輸出交流信號(hào)的變化。,2）噪聲分析,a)計(jì)算所有的電阻和半導(dǎo)體器件的噪聲，選定一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為輸出節(jié)點(diǎn)，將每個(gè)電阻的半導(dǎo)體的噪聲在指定的輸出節(jié)點(diǎn)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(gè)獨(dú)立電壓源或獨(dú)立電流源，計(jì)算電路中從該獨(dú)立電壓源（電流源）到指定的輸出節(jié)點(diǎn)處的增益c)再將a步計(jì)算得到的輸出節(jié)點(diǎn)處總噪聲除以該增益就得到該獨(dú)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(dāng)于是將電路中所有的噪聲都集中到選定的獨(dú)立電壓源（電流源）處，其作用相當(dāng)于是在輸入獨(dú)立源出加上大小等于等效輸入噪聲的噪聲源，則在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的輸出噪聲大小正好等于實(shí)際電路中所有噪聲源在輸出節(jié)點(diǎn)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(shí)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(duì)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(gè)點(diǎn),噪聲輸出節(jié)點(diǎn)、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(jí)計(jì)算點(diǎn)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(lì)信號(hào)作用下，計(jì)算電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)。進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí)，首先計(jì)算t=0時(shí)的電流初始狀態(tài)，然后從t=0到某一給定的時(shí)間范圍內(nèi)選取一定的步長，計(jì)算輸出端在不同時(shí)刻的輸出電平。,瞬態(tài)分析中的激勵(lì)源,在PSpice瞬態(tài)分析中，輸入激勵(lì)信號(hào)的波形可用采用脈沖信號(hào)、分段線性信號(hào)、正弦調(diào)制信號(hào)、調(diào)頻信號(hào)和指數(shù)信號(hào)5種不同形式的波形。,1）脈沖信號(hào)Pulse,V1：起始電壓V2：終止電壓TD：延遲時(shí)間TR：上升時(shí)間TF：下降時(shí)間PW：脈沖寬度PER：周期,2）分段線性信號(hào)PWL,只需給出線段轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),3）調(diào)幅正弦信號(hào)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(shí)間,4）調(diào)頻信號(hào)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(hào),V1：起始電壓V2：峰值電壓TD1：上升（下降）延遲TC1：上升（下降）時(shí)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(duì)放大電路的瞬態(tài)分析和傅立葉分析將前述差分對(duì)電路中的V1改為正弦信號(hào)，且設(shè)置為等幅正弦信號(hào)：Vampl=0.05V,freq=10KHz,Voff=0V,TimeDomain（Transient）,,分析終止時(shí)間,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的開始時(shí)間,設(shè)置分析的最大步長,是否跳過初始偏置點(diǎn),輸出文件選項(xiàng)OutputFileOption,,基波頻率,計(jì)算的諧波數(shù),傅立葉分析的輸出變量名,激勵(lì)源和輸出之間的對(duì)比,,查看輸出文件,,3.5設(shè)置激勵(lì)信號(hào)的另一種方式,前述方法都是直接刪除激勵(lì)源，然后用place——part的方式放置新型式的激勵(lì)源。,,3.12RC電路在脈沖信號(hào)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(shí)候選擇Edit-PSpiceStimulus,,選擇信號(hào)類型,,設(shè)置脈沖信號(hào)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,