直流特性扫描分析与PROBE.ppt

PSpice分析过程: 绘制原理图设置仿真参数运行仿真 观测并分析仿真结果 直流工作点分析 (Bias Point Detail): 主要包括： 各个节点电压； 流过电压源的电流； 总功耗； 半导体器件的线性化参数； 直流灵敏度分析 (DC Sensitivity) 节点直流电压: 电阻、 独立源、 控制开关、 二极管、 双极晶体管参数 直流传输特性分析 (TransferFunction) 直流工作点 处作线性化处理， 输出端和输入端直流电压之比 输入电阻 输出电阻 功能: 直流特性扫描分析的作用是分析电路对直流信号的响应。 参数设置： 指定自变量和参变量并设置其变化情况. 选择DC分析，出现直流特性扫描分析参数设 置框，如下图： 直流特性扫描分析（DC分析） Sweep variable：直流扫描自变量类型 Increment、Points/Decade、Points/Octave：参数线性变化时的增量，以对数变化时倍频的采样点。 注意： 1. 自变量必须为直流变量； 2. 仿真时对自变量在电路中具体取值不起作用 3. 选择Octave或者Decade方式变化，Start必须 大于0； 4. options选项可以实现参变量的设置，但一定 要选中； 5.正确加载输出结果为波形。 l 1. 绘制原理图 增强型场效应管在PWRMOS库中的M2N665，或 者选取BREAKOUT库中的Mbreak元件。 l2. 基本参数(自变量)设置 l3. 参变量参数设置 4. 输出结果 电源Vi默认的DC元件属性为0，不去改变它。因为它只在偏压点分析（Bias Point )作用 OrCAD/PSpice9直流扫描分析的应用 二极管V-I特性曲线 步骤一：设置DC Sweep 直流扫描分析参数 设置主扫描变量为电压源Vi,由-110V开始扫描直 到10V，每隔0.01V记录一点。 步骤二：存档并启动PSpice执行仿真 1、在打开的Probe窗口空图，先调整X轴变量Vi为-110- 10V。可以直接在X轴位置双击鼠标左键或是用PlotAxis 2、选择TraceAdd 左边选项 Simulation Output Variables栏内 的“I（D1）” 3、调整横轴与纵轴坐标以便观察门坎电压值。 选PLotAxis Settings.功能选项或直接X轴坐标刻度上双 击左键来打开Axis Settings对话框。 X Axis页内Data Rangs栏下的User Defined值设为0-2V， Y Axis页内Data Rangs栏下的User Defined值设为0-5A。 结果：门坎电压约为0.7V。 4、 再将X轴坐标刻度值设为-101V到-99V， 将纵轴坐标调整为-5A到1A， 结果：其雪崩电压约为100V。 步骤一 绘出电路图 元件 元件库 元件编号 元件种类 元件设定 Q1 eval.olb Q2N2222 三极管 Vcesource.olbVdc直流电压源DC = 0V Ib Source.olb Idc 直流电流源 DC = 0A 0 Capsym.olb GND 接地元件 直流扫描分析的应用 晶体三极管的输出特性曲线 电压源Vce和电流源Idc的元件属性默认都为0 步骤二 设置直流扫描分析和直流嵌套扫描的参数 主扫描变量为Vce，副扫描变量为Ib。 Options栏 内勾选 Primary Sweep 选 项 设置副扫描参数 在Options栏内勾选 Secondary Sweep选项， 除了X轴变量Vce已经在DC Sweep的设置设为0-4V之外， Y轴变量则等待着输入选择。 步骤三 存档并执行PSpice仿真 选择TraceAdd 在Add Traces在对话框左Simulation Output Variables 栏内的“Ic（Q1）”处单击鼠标左键， PSpice窗口的输出波形区出项如图所示五条曲 线。 Ib将在0mA、0.1mA、0.2mA、0.3mA、0.4mA和0.5mA各扫出一线 。 当Ib为0.1mA时，Ic为17.8mA，所以为17.8/0.1=178。 例：以自变量为Model parameter为例，对于下示电路，对模型 Q2N2222的参数BF进行DC Sweep，参数设置如上图所示，对BF 的值从200分析到300，自变量以线性增长，增量为10。 Model parameter：以模型参数为自变量 对于使用Global parameter参数，必须在原理图中调用一个器件： CaptureLibraryPSpiceSpecial库中的PARAM器件。然后对PARAM器件添加 新属性，新属性即为一个Global parameter参数。如新建一个RES属性。调用 Global parameter参数采用在PART的VALUE属性值中输入RES进行调用。 点击 或PSpiceRun运行PSpice，自动调用Probe模块 ，分析完成后，你将可以看到如下波形： 结论：输出电压V(OUT1)随管子的正向放大倍数的增大而有所减小 PROBE的功能 1.基本功能“示波器”作用 以交互方式直接在屏幕上显示不同节点电压和支路电 流的波形曲线. 可以在屏幕上打开多个窗口,在每个窗口中可同时显示 多个信号波形, 2.信号波形的运算处理 对信号进行多种运算处理,并显示运算处理后的结果波 形,可直接得到多种参数的计算结果(如功率、相位等） 1. 对数模混合电路，可以用同一条时间坐标轴表示模 拟和数字波形。 3.关于电路设计的性能分析 Probe电路性能分析功能可以得到电路基本特性（如 带宽和增益）与电路某些元器件参数取值之间的关系 ，可以根据电路特性的要求，确定元器件参数的最佳 取值。 4.绘制直方图 在MC分析以后调用Probe，可以用直方图显示电路特 性参数的具体分布。 5.信号波形数据的显示和处理 在用Probe显示和分析信号波形的过程中，可以根据需 要将窗口中显示的一条或多条波形曲线转化为数据描 述的形式。这是窗口自动转化为文本工作模式，可以 对这些数据进行编辑处理并存入文件。 当.DAT文件打开的时候才显示波形 分析的过程中显示波形 分析完成后才显示波形 显示所有在原理图中标注位置的波形 显示上一次观测点的波形 不显示波形 Probe调用和运行模式的设置 在Capture/PSpice/Edit Simulation Setting 命令调出特性分析设置框,即 Probe程序的直接调用 1.在绘图软件环境下调用Probe 完成电路模拟分析后,在电路图绘制软件PSpice命 令菜单中选择执行View Simulation Result子命令,即 可调用Probe模块并以电路模拟中产生的Probe数据文 件为输入文件. 在Pspice/AD窗口中调用Probe 在不自动调用Probe的情况下,电路模拟结束时PSpice A/D窗口如下图: (1)在右图种选择执行 File命令菜单中Open子 命令,打开一个DAT文 件,同时自动调用Probe 模块. (2)在右图中选择执行 View命令菜单中的 Simulation Result子 命令,也可调用Probe模 块 Probe模块的窗口界面 对X轴坐标在对数或线 性变化之间互相转换 对Y轴坐标在对数或线性 变化之间互相转换 对波形进行 傅立叶变换 添加波 形 添加性能分 析波形显示 窗口 计算全 局函数 值 显示出波 形计算点 标尺查 找波形 上的点 查找波形上的最大值 查找波形上的最小值 查找下一个波谷 查找拐点 查找下一个波峰 标注当前点的坐标 查找下一个波形数据点 显显示波形的基本步骤骤 一般情况下,Probe会自动显示电路模拟分析所得的波形,但 是,如果调用方式设置时没有选中 “Display Probe Windows”,然后 用Probe中的File/Open命令打开一个.DAT文件,或者你要对模拟的 结果进行运算关系式运算,就必须按以下步骤调出信号波形: 1.执行Trace/Add Trace命令(或者用工具按钮,或 按快捷键insert), 弹出如下设置框: 2.在上图右侧选择变 量名,左侧选择 运算符号(或直接输 入),可得到你所需要的信号变量名 3.点击上图中的OK按钮,即可显示你所需要的信号波形 。 在Probe窗口中用光标指向某一条波形曲线后点击鼠 标右键,屏幕上弹出 Information和Properties 波形曲线显示属性设置和信号显示 Information: 信号显示框给出了 该波形 曲线的名称 、模拟批次、模拟 中采用的温度、模 拟日期和时间以及 该条 波形曲 线上包括的 数据点个数。 Properties: 将弹出波形曲线显示属性设置 框，可设置四 种参数： Color:可从下拉列表中给出 的黑、红、蓝、紫4种颜色中选 择一种显示波形曲线。 Patterm:其下拉列表里包括 实线、长虚线、短虚线、点划 线和双点划线五种线型,供用户 选定显示该波形曲线时采用的 线型。 Width:可从下拉列表中包 括的九种不同线宽中选择一种 用于显示波形曲线。 Symbol:下拉时列表中包 括正方形、菱形、三角形、圆形 、星号等十种符号供选用. Show Symbol:选中本项 ，将在波形曲线上显示选中的 Symbol符号. 信号波形的编辑编辑 修改 1.添加波形 见显示信号波形的基本步骤。 2.删删除波形 在信号名列表区中选中某一条信号波形，按DEL 即可删除。 要删除全部波形，只需选择执 行Trace/Delete All即可。 选择执 行Trace/Undelete即可恢复已删除的 信号波形。 3.替换显换显示的信号波形 在信号名列表区选中一个信号名, Trace/Add Trace设 置框,在文本框中将原信号变量名改为新的信号变量名即可 Probe中的运算符 符号 +-*/() 含义加减乘除分组 指定模拟批 次或文件名 Probe提供的函数 函数含义 Pspice中是否采用 ABS(x)X的绝对值 是 ARCTAN(x)X的反正切 是 ATAN(x)X的反正切 是 AVG(x) 在X轴的范围内对变量x求平均 否 AVGX(X,d) 在X轴上从(x-d)到(x)的范围内对变量x求平均 否 COS(x)x的余弦 是 d(x) 求x变量对X轴的导数 否 DB(x) x模的分贝数 否 EXP(x)以e为底数的x次方 是 G(x) x的群延迟(单位为秒) 否 IMG(x)x的虚部 是 LOG(x)x的自然对数 是 LOG10(x) x的常用对数 是 M(x) x的模值 是 MAX(x) x实部的最大值 否 MIN(x)x实部的最小值 否 P(x)x的相位(单位为度) 是 PWR(x,y)|x|y 是 R(x)x的实部 是 RMS(x)在X轴的范围内求变量x的均方根值 否 s(x)在X轴的范围内对变量x求积分 否 SGN(x)1(X0时);0(X=0时); -1(X0时) 是 SIN(x)x的正弦 是 SQRT(x)x开平方 是 TAN(x)x的正切 是 Probe中的数字和单位 1.Probe中的数字表示 Probe中表示数字的方式与PSpice基本相同,但在表 示方式上有以下几点区别: (1)Probe中