实验三交流(AC)仿真

1、实验四、交流（ AC ）仿真概述该实验继续 amp_1900 任务并与上一实验使用相同子电路。这个练习教交流 （AC）仿真的基础，包括小信号增益和噪声，也给出了许多数据显示中控制和 操作数据的许多细节特性。任务进行交流（AC）小信号和噪声仿真调整引脚 /导线符号 变量扫描和建立方程 控制图表，曲线，数据组和交流（AC ）源目录1. 从一个设计到另一个设计的复制 &粘贴（Ctrl+C/ Ctrl+V ）操作 562. 对复制的电路和引脚符号进行改正 563. 层次（push and pop操作验证子电路 584. 设置带噪声的 AC仿真 585. 对噪声数据仿真并列表 606. 控制方程和节点电

2、压的输出 617. 无噪声仿真 638. 用测量方程写出数据显示方程 639. 使用测量和数据显示子方程 6310. 对AC分析数据绘出相位和群时延图6511. 变量信息和 what函数 6812. 选学 Vcc扫描（如同电源电压在减小） 6873步骤1从一个设计到另一个设计的复制 &粘贴(Ctrl+C/ Ctrl+V )操作a. 打开上一设计(dc_net),并通过在周围区域拖动鼠标复制变亮的电路，这 被称为橡皮条(rubber banding)。当该项目变亮时，通过 Ctrl+C键或 EditCopy命令复制。推荐使用Ctrl+C，这样可以省去鼠标点击。b. 用FileNew Design

3、命令创建一个新原理图，命名为：ac_sim。然后，用Ctrl+V键或EditPaste并通过点击新原理图插入(ghost镜像)复制内容。c. 保存ac_sim设计。你必须保存它，否则它不会被写入数据库。d. 点击Windowdesign Open命令。这个命令可以让你进入那些在内存中但在窗口中未显示或未存在记录中的设计。出现对话框后，选择dc_net并点击0K，然后用FileClose Design命令关闭dc_net设计(不需要保存改变 的设置)。e. 在空的原理图窗口中，用FileOpen Design图标重新打开设计ac_sim。它 可给出该任务中的设计列表。如果一个设计创建了但最初并未

4、保存，则不 会在列表中。你需要用Win dowdesign Open命令打开并进入它。2对复制的电路和引脚符号进行改正删除引线，插入新的元件，并按需要重新连线。步骤如下：a. 断开DC源，并把它和地线移到边上。b. 从集总元件面板中或用元件历史栏中插入两个理想的DC_Block电容。c. 从频域源(Sources-Freq Domair)面板中插入一个V_AC源，接地。然后, 在输出端添加一接地的50Q负载电阻。d.修正引脚/导线（节点）符号。点击Name图标，同时对RC和DC源添加 一个Vcc符号，它们以电气而不是导线连结。/BER=5WOfimR=5Wire/Pin LabelRemove

5、 Wire/Pin Label.人W1A引脚名关于 Wire/Pin LabelAttributes （属性）的备注：你可通过拖动这些符号来移动它们，并双击它们或用命令 EditWire/PinLabelWire/Pin LabelAttributes 进行属性(attributes)编辑。3. 层次(push and pop )操作验证子电路a.在设计ac_sim窗口点击图标|樓|,然后选中bjt_pkg，并进入子电路(见下图)。1 ,(5.DC Bi0C_BlEklVMe=pdT(1.0) VFreqMi*FShR=56 k&hnnlB = 1bOI IR RcRi5W OhmVcc1SR

6、C1 Vdc-5 OV2-胡DC BckDCBtoClL2- -b.检查后跳出子电路。仁进入子 电蘇虫击此图标 跳山卡眈Vif-50 h-0rQ2-12L* 1.0 flHe* C=1.0* BFbjtTUad?l=BJrTi/l14. 设置带噪声的AC仿真a.插入一个AC仿真控制器。iiiiulitiurpAC橘入AC仿 真控制器AC1Start = 1.0 二HiStap=lOO GHzStep=1.0 GHz对AC仿真控制器的开始、停止频率和步长进行编辑：100MHz至U40GHz，步长 100MHzb.在噪声(Noise)标签栏中。对噪声计算进行检验，并添加 Vout节点。 对每个噪声

7、设置模式，按名分类(Sort by Name);对于大电路使用按值 分类(Sort by Value),可以首先更好的查看最大影响。当然，如果没有 设置动态范围(门限值)，则所有的噪声都会被仿真。C.对所示的每个参数打开显示，如图所示5. 对噪声数据仿真并列表a仿真（F7）b.在数据显示中，用Ctrl键可同时选择插入名称（Name）与VnC （电压噪声 影响）的列表（list）（图标）。如图所示，在每个频率点 Q1.BJT1代表了元 件的全部噪声电压，包括：Q1.BJT1.ibe和Q1.BJT1.ice，但是，它们并非相 关电压，按下式被加起来作为噪声功率：（Vtotal ）2 （Vibe）2

8、 （Viee）2。整个VnC与Vout噪声相同C保存原理图与显示数据（实验报告）6. 控制方程和节点电压输出a.在ac_sim原理图中，从任一原理图仿真控制面板中插入一MeasEqn,或者你可以从元件历史栏中输入MeasEqnSiniiiMtirn-jAC通迂传直 扌空制直机0忖円二曰1b.直接在原理图屏幕中编辑方程，用节点（引脚）符号Vin和Vout计算电压增益。用键盘上的方向键移动相等（=）符号。|懦| MaasEqnMeaslgain_vcltage=nfiag（you1）/mag（yin）c编辑AC仿真控制器并进入Output标签，默认值在数据组中给出的所有符 号节点电压（引脚/导线符

9、号）和所有的测量方程。在接下来的步骤你要改 变这些设置。d. 不勾节点电压框，点 Add/Remove按钮。e. 从有效输出端列表选择 Vin和Vout，如图所示添加（Add）它们，然后点Apply。在仿真后只有这些节点电压会被写进数据组，而Vcc则不会。这些操作对测量方程是一样的。f. 点击OK关闭对话框 你现在可以进行仿真了。（实验报告）Display标签中勾上关于显示节点名备注：你可以显示节点名（在 Node name框），但这并非必需。7. 无噪声仿真（选做）a在原理图中，如下图所示通过把 Yes变为no （键盘输入亦可）关闭噪声计 算。仿真时间和记录会保存下来，特别是对大电路。当然，

10、这会使你的数据 组列表（名称和vnc）无效。AC IZiTL右卜心陀*叽“ JT it u 机 er m Quitpiit厂 Cieuldfenmt去掉廿算噪击选项AC1 $tart=100 MHz Stop=4 GHz Stp=100MHz Noi5eNod91=Voufb 保存原理图，并仿真（F7）8. 用测量方程写出数据显示子方程a. 在数据显示子窗口中，删除（delete）无效噪声列表。b插入一个数据显示方程式（使用图标）gsii n_dlB=20*log(Q5 invoftiage)c在对话框中，如下所示以 dB为单位写出增益方程。注意你是把原理图中 的测量方程插入你的数据显示方程，

11、完成后点击0K:3、点击 QK蒔3|1、点击关于方程备注：如果电压增益的测量方程没有计算出来， 你就要对所有需 要值写出数据显示子方程。例如：gain_dB=20*log（mag（Vout）/mag（Vin）,但是如 果电压增益已计算出来，就只需简单地扌插入方程即可。9. 使用测量和数据显示子方程（实验报告）a.插入测量方程gain_voltage和你刚才写的DDS方程gain_dB的列表。原理 图测量方程会再次自动写入数据组，如下所示。但是你在数据显示中写的 方程则不同，它们进入数据显示子方程记录。点击箭头框（如下所示）可 显示你的数据组方程gain_dB,然后选择它并加上它，点击 Ok，两

12、个方程 则都会出现在列表中。Uh Tit* | K.MTim vr“，点击 列夜褪4.输岀列春mi LbuimeTnt二1-J头壻SO滅JOB 到精岀N辭加廉J叭加呻到拾出b. 向下拖动列表值于1900MHz附近，使用如下所示的箭头按钮。1,点 SScroll Data*Jhfli“曲 letivhUnITeq1 900 G*42 000 GH73 1(K 仙 r 2 烘也 2 MO GHZ2 4WWZ3 WOlzr-n-2 7&Cg3in dB3 00：2502鸿2 7572722 5W2522J 15SN点击该犍 韦功列表7湘7 587r讯7 19?7 1?4 e 36$d.点击数据显示u

13、ndo （回到上一步）命令，返回并撤销 dB函数。e编辑（双击）列表，选择图标变为矩形图形。（实验报告）dB单位不同于S参数分析中的dB 50Q源阻抗。关于dB值的备注一一把AC电压转变为 格式，后者以功率为准（电压和电流）并含有10对AC数据分析并绘出相位和群时延图（选做）a.插入 Vin和Vout相位的矩形图并在1900MHz处标记。反相不是180 是由于bjt_pkg的产生参数造成的。增加标记你就会发现相位在更低频率 点处更接近180,如果你想设置热键来插入标记，可用命令OptionsHot key，与原理图中类似。CTBT3-Eisseud60?p -an已七血cflCIJqclWD-

14、阿一130-W0_60mlfreql.SOOGHz |phaseyoutj=15020egm2treq=300.0MHzm2freq, GHzb .插入一个新的方程计算群时延，如图所示。使用Vout相位和diff函数,然后对方程函数绘图。diff函数用于计算在下降曲线上不同点之间的斜 率差别。其中的负号表明结果 为下降值。在曲线上放置标记并注意到因 diff 函数在1900MHz( +/-50MHz)两边都会有标记。Eqri5.0E-114.5&114.0&H-3.DB112.5112.DE-11DOgroup_deilay = (1/360) * (- diff(phase (Vout)(r

15、eq. GHzc.回到原理图，改变步长（step ）到10MHz重新仿真，并观察更新的曲线。步长为10MHz时的仿真结果yruUjj_iJt!liiy - (1/360) (-Eqrid.编辑（双击）标记（Marker）。在readout标签栏中，把 Format设置为 Engineering，重要数字（SignificantDigits ）为2,如图所示。你会看到Y轴的值变到PS （皮秒）,X轴能分辨到1.9GHz吉倉dnQa1group_delay = (1/36D)* (- difftphase (Vout)4.DE-113.5E-113.0E-H2.5E-112 .DE-114.5E-

16、11e选学一一尝试对群时延方程和曲线进行合并，则当移动时，它们会在一起移动。方法是用Shift键选择方程和曲线，然后点击EditGroup，现在 它们在数据显示窗口中就应在一起移动了。11.变量信息和what函数（选做）a .插入一个新列表（数据组仍为 ac_sim）,添加Vout并选中，点Advaneed 按钮。出现对话框后，点 Variable Info按钮，这时会出现另一对话框如 右图所示。选择Vout数据，你会发现Vout依赖于391个频率点。数据组 中所有项目的操作与此相似，因为只对频率进行扫描。b.关闭对话框，点OK回到Vout列表，在Vout栏中插入光标，如下输入 what函数：

17、what（ Vout），你就会得到与之相同的变量信息。随后你将 用此函数决定在多路扫描或有混频产物的条件下如何检索数据组表格。what(VLJt)Dependericy freqNum, Points: f381)UatrbcscalarType : Cowl exJ2、输出野旱信息tWVDLtU：r hl k 丿肌BTH I柑阳 r 173 JJC 贡叫1丄kIT! 39cIf IT1 7 Simulation Setup 改变数据组名（dataset name 并仿真。DDS打开，出现一个对话框询问你是否要改变数据组一一回 步长的一仿真完成后，GnoAFnlE答NO然后对Vout的幅度（m

18、ag绘图。这时会出现对应每 组曲线，如图所示。e.在Trace Option 标签栏中对轨迹进行编辑，并勾上 Display Label 框, 以显示Vbias的轨迹线。6 0-MlCOD| 1.900GHz伽jl)=5 22& *Vbia5=5 OOODOOvr 期 Vt a=4 75D Wi聊7 SJD Vtia=4 25DVE -3.750Vts33=3 MDWi而打25D 帧小刚fteq=1 iTiagfV0Lit)=1 4B7 rtna 5-2.0 MOMf .根据需要插入标记。g.保存(Save)你所有的操作附加练习：1.在一个新的设计中，进行带端口噪声和端口的仿真。为达此目的，以P_AC源为端口 1 (Num=1,并在输出端放置一个终端负载作为端口 2 (Num=2，这 两个与其端口号如下所示。P0RT1NunrlZ=rQ OhmPac=poljr(dbmt