《Multisim电子电路仿真教程》课件第4章

第4章

Multisim基本分析方法

4.1直流工作点分析

4.2交流分析

4.3瞬态分析

4.4傅里叶分析

4.5噪声分析

4.6失真分析

4.7直流扫描分析

4.8灵敏度分析

4.9参数扫描分析

4.10温度扫描分析

4.11极点-零点分析

4.12传递函数分析

4.14蒙特卡罗分析

4.15批处理分析

4.16Multisim的后处理器

图4-1仿真分析功能菜单

4.1直流工作点分析

直流工作点分析(DCOperatingPointAnalysis)就是在电路中的电感短路，电容开路的情况下计算电路的静态工作点。选择分析菜单中DCOperatingPoint...菜单命令，进入图4-2所示的DCOperatingPointAnalysis参数设置窗口。该对话框包括Outputvariables页、MiscellaneousOptions页及Summary页。注意：这3页在其他分析的对话框中也会出现。

图4-2直流工作点分析Outputvariables页

1．Outputvariables页

这页的主要作用是选定所要分析的节点。左边窗口列出了电路中存在的变量，右边窗口列出了电路要分析的变量。

图4-3变量选择下拉列表

(1)VariablesinCircuit区：列出电路中可用于分析的节点以及流过电压源的电流等变量。

点击下拉列表 右边的箭头，出现图4-3所示的变量类型选择列表。

>Voltageandcurrent：只显示电压和电流的变量。

>Voltage：仅显示电压变量。

>Current：仅显示电流变量。

>Device/ModelParameters：显示的是元件/模型参数变量。

>Allvariables：显示软件自动给出的全部变量。

图4-4Filternodes对话框

如果还要显示其他参数变量，可点击FilterUnselectedVariables按钮，出现图4-4所示的对话框，在此可对软件没有选择的变量进行增减。

>Displayinternalnode：显示内部节点。

>Displaysubmodules：显示子模型的节点。

>Displayopenpins：显示开路的引脚。

(2)Selectedvariablesfor区：确定需要分析的变量。

该区默认状态为空，需要用户从VariablesinCircuit中选取，方法是：首先选择左边窗口中需要分析的一个或多个变量，再点击Plotduringsimulation按钮，则选中的变量就移到右边窗口中。如果不想分析某个已选中的变量，则在右边窗口中先选择该变量，再点击Remove按钮，又可以将其移回左边的窗口。

(3)More区：点击按钮，则在该页下面增加一个MoreOptions区，如图4-5所示。

>Adddevice/modelparameter：在左边可用于分析的变量窗口中增加某个元件/模型的参数。

>Deleteselectedvariables：删除左边窗口某个变量。先选择变量，再按该按钮删除。

>FilterSelectedVariables：挑选由FilterUnselectedVariables选择的变量。图4-5MoreOptions区

2．MiscellaneousOptions页

MiscellaneousOptions页如图4-6所示，其主要功能是设定分析参数，一般采取默认值。如果要自行设定，则先选中某个分析选项，再选中Usethiscustomanalysisoptions选项，在其右边出现一个栏位，可在该栏内指定新的参数。如果要恢复程序预设置值，按Resetoptiontodefault按钮即可。图4-6直流工作点分析MiscellaneousOptions页

这一页左下角也有一个按钮，点击该按钮，出现MoreOptions对话框，如图4-7所示。

>PerformConsistencycheckbeforestartinganalysis：选择前面的复选框，则表示在进行分析之前要先进行一致性检查。

>Maximumnumberof：设置最多的取样点数。

>Titlefor：输入所要进行分析的名称。

图4-7MoreOptions对话框

3．Summary页

在Summary页，程序可将所有设置和参数都显示出来，用户可以检查所有的设置是否正确。如果不再修改则点击Simulate按钮立即进行分析；如果不想立即分析，则按Accept按钮存储设置，稍后分析；如果要放弃设定则按Cancel按钮。注意：这3个按钮也出现在其他页中，功能是一致的。点击Help按钮可进入帮助文件。

4．直流工作点分析举例

【例4-1】

分析图4-8单管放大电路的直流工作点。

首先在电路窗口中构建电路图4-8，然后在Options/Prefrences/Circuit/Show区域中将Shownodename项选中，在电路图中就会显示各节点的编号。

选取分析菜单中的DCOperatingPoint...选项，在Outputvariables页将所有变量移到左边窗口。在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“直流工作点分析”，点击Simulate按钮开始仿真分析。完成分析后，出现AnalysisGraphs窗口，显示各变量的值，如图4-9所示。由图4-8可知：三极管的基极是节点4，集电极是节点6，发射极是节点0，根据分析结果知道Vb=0.61670348V，Vc=5.00594V，Ve=0V，三极管工作在放大状态。

图4-8单管放大电路

图4-9直流工作点分析结果

4.2交

流

分

析

交流分析(ACAnalysis)是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析，是一种线性分析方法。通过分析可以得到电路的幅频特性和相频特性。Multisim在进行交流分析时，首先分析电路的直流工作点，并在直流工作点处对各个非线性元件做线性化处理，得到线性化的交流小信号等效电路，然后使电路中的交流信号源的频率在一定范围内变化，并用交流小信号的等效电路计算电路输出交流信号的变化。

选择分析菜单中的ACAnalysis...菜单命令，进入图4-10所示的ACAnalysis参数设置对话框，该对话框包括FrequencyParameters页、Outputvariables页、MiscellaneousOptions页及Summary页。后三页在直流工作点分析中已详细讲过，图4-10所示的是ACAnalysis参数设置对话框中的FrequencyParameters页。

图4-10交流分析FrequencyParameters页

1．FrequencyParameters页

FrequencyParameters页各部分功能介绍如下：

>Startfrequency：设置分析起始频率。

>Stopfrequency(FSTOP)：设置分析终止频率。

>Sweeptype：设置分析频率轴(水平轴)的变化类型，可选项有Decade(十倍频)、Octave(八倍频)、Linear(线性)。

>Numberofpointsperdecade：设置每十倍频的分析采样点数。

>Verticalscale：设置垂直轴的刻度，可选项有Linear(线性)、Logarithmic(对数)、Decibel(分贝)、Octave(八倍频)。

>Resettodefault按钮：将数据恢复为程序预置值。

2．交流分析举例

【例4-2】

对图4-11所示电路进行交流分析。

图4-11串联谐振电路

首先按图4-11在电路窗口中构建电路，元件参数如图中所示。选取分析菜单中的ACAnalysis...选项，在出现的对话框中的FrequencyParameters页设置StartFrequency为1Hz，StopFrequency为10GHz，SweepType选择Decade，Numberofpointsperdecade设置为10，Verticalscale选择Linear；在Outputvariables页选定分析节点3；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区Titlefor栏输入“交流分析”。点击Simulate按钮开始仿真分析。完成分析后，出现AnalysisGraphs窗口，显示电路的幅频特性曲线和相频特性曲线，如图4-12所示。

图4-12交流分析结果

点击幅频特性曲线，红色的小三角形对准幅频特性曲线，再点击按钮，出现数轴以及数轴对应的值，x1是数轴1横坐标的值，y1是数轴1纵坐标的值；x2是数轴2横坐标的值，y2是数轴2纵坐标的值；dx是数轴2和数轴1横坐标之间的值，dy是数轴2和数轴1纵坐标的值；将数轴1移到幅频曲线的峰值处，数轴1横坐标的值就是谐振电路的谐振频率，由图4-12可知，图4-11串联谐振电路的谐振频率为5.0119kHz。

4.3瞬

态

分

析

图4-13瞬态分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

该页有4个参数设置区。

(1)InitialConditions区：设定初始条件。

>Automaticallydetermineinitialconditions：程序自动设定初始值。

>Settozero：设定初始值为0。

>Userdefined：由用户自定义初始值。

>CalculateDCoperatingpoint：根据直流工作点计算初始值。

(2)Parameters区：参数设置。

>Starttime：设置开始分析的时间。

>Endtime：设置终止分析的时间。

>Maximumtimestepsettings：设置分析的最大时间步长，其中包括Minimumnumberoftimepoints(单位时间内的取样点数)、Maximumtimestep(最大的取样时间间距)和Generatetimestepsautomatically(程序自动设定分析取样时间间距)3种方式。

(3)Resettodefault：将数据恢复为默认值。

(4)Moreoptions区：点击More按钮，出现该区域，点击Less按钮可关闭该区域。

>Setinitialtimestep：选择用户是否自定义初始时间步长。

>Estimatemaximumtimestepbasedonnetlist：选择是否根据网表估算最大时间步长。

2．瞬态分析举例

【例4-3】

对图4-14所示单管放大电路进行瞬态分析。

图4-14单管放大电路

按图连接电路，元件参数如图中所示，信号发生器选择正弦信号，频率为1kHz，幅度为10mV。选取分析菜单中的TransientAnalysis...选项，在AnalysisParameters页设置起始时间为0，终止时间为0.01s，最大时间步长选择程序自动设定分析取样时间间距；在Outputvariables页选择节点4和6进行分析；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“瞬态分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果出现在AnalysisGraphs窗口中，如图4-15所示。

图4-15瞬态分析结果

节点6的曲线是输入信号波形，节点4的曲线是输出信号的波形，为了在同一窗口中同时清晰地显示输入、输出波形，下面采用双纵轴的方式显示波形。点击按钮，出现图4-16所示属性对话框。选择RightAxis页，按图中所示设定各参数。选择Traces页，按图4-17所示设置参数。点击确定按钮，瞬态分析的结果显示为图4-18所示波形。

图4-16GraphProperties对话框

图4-17Traces页参数设置

图4-18瞬态分析结果

4.4傅

里

叶

分

析

傅里叶分析(FourierAnalysis)方法是一种常用的分析周期性信号的方法。傅里叶分析

是在瞬态分析结束后，对时域分析结果进行傅里叶变换，得到信号的频谱函数。Multisim在进行傅里叶分析时，先自动进行瞬态分析，再进行傅里叶分析，最终得到傅里叶分析

结果。

当需要进行傅里叶分析时，选择分析菜单中FourierAnalysis...菜单命令，进入图4-19所示的FourierAnalysis对话框，该对话框也有4页，除AnalysisParameters页外，其余页与直流工作点分析的设置相同。图4-19所示为FourierAnalysis参数设置对话框中的AnalysisParameters页。

图4-19傅里叶分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

该页包括3个区，具体参数设置如下。

(1)Samplingoptions：设置傅里叶分析基本参数区。

>Frequencyresolution(Fundamentalfrequency)：设置基频，如果在电路中有多个信号源，则取各信号源频率的最小公倍数。按右边的Estimate按钮程序会自动设置。

>Numberofharmonics：设置需要分析的谐波次数。

>Stoppingtimeforsampling：设置停止取样的时间，按右边的Estimate按钮程序会自动设置。

>Edittransientanalysis按钮：按此按钮可弹出与瞬态分析中AnalysisParameters页一样的对话框，有关参数的设置与瞬态分析相同。

(2)Results区：设置结果显示。

>Displayphase：选择显示相位图。

>Displayasbargraph：选择绘制棒状频谱图，如不选择本选项，将绘制连续图。

>Normalizegraphs：选择绘制归一化频谱图。

>Display：设置显示方式，包括Chart(表格方式)、Graph(图形方式)、ChartandGraph(同时显示表格和图形)。

>Verticalscale：设置垂直轴的刻度，包括Linear(线性刻度)、Logarithmic(对数刻度)、Decibel(分贝刻度)、Octave(八倍刻度)。

(3)More区：进行其他参数设置。

>Degreeofpolynomialforinterpolation：设置内插多项式维数。

>Samplingfrequency：设置采样频率。

2．傅里叶分析举例

【例4-4】

用傅里叶分析方法分析图4-20所示的555谐振电路输出信号的频谱图。

图4-20555谐振电路

按图4-20连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的FourierAnalysis...选项，在AnalysisParameters页设置基频为500Hz，需要分析的谐波次数设为9次，停止取样的时间设为0.1s，Results区的3个显示复选框全选上，即采用归一化方式棒状图形显示分析信号的频谱图，Display选项选择ChartandGraph即可以图表方式同时显示结果。垂直刻度选择Linear线性刻度。More区保持默认值；在Outputvariables页选择节点4进行分析；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“傅里叶分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果出现在AnalysisGraphs窗口中，如图4-21所示。

图4-21傅里叶分析结果

4.5噪

声

分

析

当要进行噪声分析时，应启动分析菜单中的NoiseAnalysis命令，出现NoiseAnalysis对话框，如图4-22所示。该对话框中包括5页，除AnalysisParameters和FrequencyParameters页外，另外3页与直流工作点分析的设置相同。

图4-22噪声分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

该页用来设置噪声分析的有关参数。

>Inputnoisereferencesource：设置噪声从哪个信号源加入(必须是交流信号源)。

>Outputnode：选择噪声输出节点，并在此节点将所有噪声求和。

>Referencenode：设置参考节点，通常是以接地端为参考点，即0节点。

>Setpointpersummary：选择是否输出噪声分布的频谱图，本栏右边须输入频谱图频率步进数。

2．FrequencyParameters页

该页如图4-23所示，主要用于对扫描频率进行设置。该页与交流分析中的FrequencyParameters页基本相同，仅仅多了一个ResettomainACvalues按钮，相同的项与交流分析中的设置参数意义是一样的。

图4-23噪声分析FrequencyParameters页

>ResettomainACvalues：用来将所有设置恢复为与交流分析相同的设置值。

3．噪声分析举例

【例4-5】

分析图4-24所示简单BJT放大电路在输出端的噪声。

图4-24简单BJT放大电路

按图4-24连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的NoiseAnalysis...选项，在AnalysisParameters页的Inputnoisereferencesource栏内选择vv1，在Outputnode栏内选择节点1，Setpointpersummary栏仍设为0，选中Setpointpersummary；FrequencyParameters页采用默认值；

在Outputvariables页选择innoise_spectrum和onoise_spectrum为分析变量；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“噪声分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果出现在AnalysisGraphs窗口中，如图4-25所示。

图4-25噪声分析结果

4.6失

真

分

析

当需要进行失真分析时，应选择分析菜单中的DistortionAnalysis...菜单命令，进入图4-26所示的DistortionAnalysis对话框，该对话框有四页，除AnalysisParameters页外，其余页的设置与直流工作点分析的设置相同。

图4-26失真分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

该页用来设置失真分析的有关参数。

>Startfrequency：设置分析起始频率。

>Stopfrequency(FSTOP)：设置分析终止频率。

>Sweeptype：设置分析频率轴(水平轴)的变化类型，可选项有Decade(十倍频)、Octave(八倍频)和Linear(线性)。

>Numberofpointsperdecade：设置每十倍频的分析采样点数。

>Verticalscale：设置垂直轴的刻度，可选项有Linear(线性)和Logarithmic(对数)、Decibel(分贝)、Octave(八倍频)。

>F2/F1ratio：在进行电路内部互调失真分析时，设置F2与F1的比值。当不选该项时，分析结果为F1作用时产生的二次谐波、三次谐波失真。当选择该项时，分析结果为

(F1+F2)、(F1-F2)、(2F1-F2)相对于频率F1的互调失真。

>ResettomainACvalues：用来将所有设置恢复为与交流分析相同的设置值。

>Resettodefault：将本页所有设置恢复为默认值。

2．失真分析举例

【例4-6】

对图4-27所示单管放大电路进行失真分析。

图4-27单管放大电路

按图4-27连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的DistortionAnalysis...选项，AnalysisParameters页采用默认值；在Outputvariables页选择节点5为分析变量；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“失真分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果出现在AnalysisGraphs窗口中，如图4-28所示。

图4-28失真分析结果

4.7直流扫描分析

直流扫描分析(DCSweepAnalysis)是计算电路中某一节点上的直流工作点随电路中一个或两个直流电源的数值变化的情况。直流电源的数值每变动一次，则对电路做几次不同的仿真。

当要进行直流扫描分析时，启动分析菜单中的DCSweepAnalysis命令，出现DCSweepAnalysis对话框，如图4-29所示。该对话框中包括4页，除AnalysisParameters外，另外3页与直流工作点分析的设置相同。

图4-29直流扫描分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

该页包括Source1区和Source2区，每个区各有下列各项：

>Source：选择要扫描的直流电源。

>Startvalue：设置开始扫描的值。

>Stopvalue：设置结束扫描的值。

>Increment：设置扫描的增量值。

>ChangeFilter：选择Source表中过滤的内容。

2．直流扫描分析举例

【例4-7】采用直流扫描分析的方法测量三极管的特性曲线。

按图4-30连接电路。选取分析菜单中的DCSweep选项，AnalysisParameters页中Source1选择vv1，变动范围设为0～3V，增量设为0.01V；选择使用第二个电源Source2为ii1，变动范围设为0～0.5A，增量设为0.1A；在Outputvariables页选择分析变量vv1#branch(注意：这个电流的参考方向是从电源的正极流向负极，与极电极的参考方向相反，所以ic=-vv1#branch)，在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“直流扫描分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果出现在AnalysisGraphs窗口中，如图4-31示。

图4-30测量三极管特性曲线电路

在图4-31所示的扫描结果中，整簇曲线是向负的方向变化的，而不是向正方向变化，这个原因在于分析变量选择的是vv1#branch，而ic=-vv1#branch，这个问题可通过软件提供的后处理功能进行解决。具体解决方法将在4.16节详细讲解，处理以后的曲线图如图4-32所示。

图4-31直流扫描结果

图4-32经后处理功能处理后的曲线

4.8灵

敏

度

分

析

图4-33灵敏度仿真分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

图4-33所示是灵敏度仿真分析参数设置对话框中的AnalysisParameters页，该页各项说明如下。

(1)Outputnodes/currents区：输出分析节点电压或电流设置。

>Voltage：选中进行电压灵敏度分析，在Outputnode栏指定所要分析的输出节点；在Outputreference栏设定参考节点，通常以0节点为参考点，即以接地端为参考点。

>Current：选中则进行电流灵敏度分析。电流灵敏度分析只能对信号源的电流进行分析，在Outputsource栏内选择要分析的信号源。

>ChangeFilter按钮：可以选择被过滤的内部节点、外部引脚及子电路中的输出变量。

>Outputscaling：选择灵敏度输出格式，包括Absolute(绝对灵敏度)和Relative(相对灵敏度)两个选项。

(2)AnalysisType区：设置分析类型。

>DCSensitivity：选择进行直流灵敏度分析，分析结果将产生一个表格。

>ACSensitivity：选择进行交流灵敏度分析，分析结果将产生一个分析图。

图4-34灵敏度仿真电路

2．灵敏度分析举例

【例4-8】对图4-34所示电路进行灵敏度分析。

按图4-34连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的Sensitivity...选项，在灵敏度分析AnalysisParameters页选择进行电压灵敏度分析，选择要分析的节点4，参考节点设为节点0，选择直流灵敏度分析；在Outputvariables页选择全部变量；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“直流灵敏度分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-35所示。

图4-35直流灵敏度分析结果

若选择交流灵敏度分析，则应在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“交流灵敏度分析”，其余设置和直流灵敏度分析一样，分析结果如图4-36所示。

图4-36交流灵敏度分析结果

4.9参数扫描分析

参数扫描分析(ParameterSweepAnalysis)是指在电路中某些元件的参数在一定范围内变化时，对电路直流工作点、瞬态特性以及交流频率特性的影响进行分析，以便对电路的某些性能指标进行优化。

当要进行参数扫描分析时，启动分析菜单中的ParameterSweep...命令，出现图4-37所示ParameterSweep对话框。该对话框中包括4页，除了AnalysisParameters页外，其余3页均与直流工作点分析的设置相同。

图4-37参数扫描分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

图4-37是参数扫描分析参数设置对话框中AnalysisParameters页，该页各项说明如下：

(1)SweepParameters区：选择扫描的元件及参数。

>SweepParameter：选择扫描参数类型，可选项有DeviceParameter(元件参数)和ModeParameter(模型参数)。

>DeviceType：元件/模型类别，包括BJT(三极管类)、Capacitor(电容类)、Diode(二极管类)、Resistor(电阻类)、Vsource(电压源类)等。

>Name：选择元件/模型序号。

>Parameter：指定参数类型。

>PresentValue：显示该参数当前设定值。

>Description：显示该参数说明。

(2)Pointstosweep区：设置扫描的点数。

>SweepVariationType：设置扫描的方式，包括Decade(十倍刻度扫描)、Octave(八倍刻度扫描)、Linear(线性刻度扫描)、List(按列表扫描)。如果选择按列表扫描，需在右边栏内输入要扫描的各参数值。若选择其他扫描方式，则在右边出现Start(扫描起始值)、Stop(扫描终止值)、#ofpoints(设置扫描点数)和Increment(设置扫描间距)，扫描点数和扫描间距两者设其一即可。

(3)More区：若没有打开，可按More按钮打开。

>Analysisto：选择分析类型，包括DCOperatingPointAnalysis(直流工作点分析)、ACAnalysis(交流分析)和TransientAnalysis(瞬态分析)。点击EditAnalysis按钮可以进一步编辑设置。

>Groupalltracesononeplot：选中则将所有分析的曲线放置在同一个分析图中显示。

2．参数扫描分析举例

【例4-9】分析图4-38所示电路中电阻R1对输出信号的影响。

按图4-38连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的ParameterSweep...命令，在ParameterSweep对话框中的AnalysisParameters页中各选项设置如下：

>SweepParameter：Deviceparameter；

>Device：Resistor；

>Name：rr1；

>Parameter：Resistance；

>SweepVariationType：Linear；

>Start：4000(单位：Ω)；

>Stop：12000；

>＃of：5；

>Analysisto：TransientAnalysis，并点击EditAnalysis按钮，将Endtime修改为0.02；

>选中GroupalltracesononePlot选项。

图4-38单管放大电路

在Outputvariables页选择节点3为分析变量；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“参数扫描分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-39所示。从图4-39所示的分析结果可以看出：当R1电阻为12000Ω时，输出信号波形没有放大，电路工作于接近截止状态；当R1电阻为4000Ω时，输出信号波形开始出现饱和失真，电路工作于饱和状态。R1在6000～10000?之间取值，电路处于放大状态。

图4-39参数扫描分析结果

4.10温度扫描分析

温度扫描分析(TemperatureSweepAnalysis)用于研究温度变化对电路性能的影响。通常电路的仿真都是假设在27℃下进行的，由于许多电子器件与温度有关，当温度变动时，电路的特性也会产生一些改变。该分析相当于在不同的工作温度下多次对电路进行仿真。注意：Multisim中的温度扫描分析只对元件模型中具有温度特性的元件有效。

当要进行温度扫描分析时，启动分析菜单中的TemperatureSweep...命令，出现图4-40所示的TemperatureSweepAnalysis对话框。该对话框中包括4页，除了AnalysisParameters页外，其余3页均与直流工作点分析的设置相同。

图4-40温度扫描分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

图4-40所示为温度扫描分析对话框中的AnalysisParameters页。在SweepParameters区只有一个选项Temperature。Pointstosweep区和MoreOptions区与参数扫描设置一样。具体设置方法参考参数扫描分析中AnalysisParameters页的设置。

2．温度扫描分析举例

【例4-10】分析温度对图4-41所示电路静态工作点的影响。

图4-41单管放大电路

按图4-41所示连接电路，元件参数如图所示。选取分析菜单中的TemperatureSweep...命令，在TemperatureSweepAnalysis对话框AnalysisParameters页中各选项设置如下：SweepVariationType栏选择List选项，然后在右边Value栏内输入要扫描的温列表0，27，100，温度后面不用带单位；在More区选择分析类型为直流工作点分析；在Outputvariables页选择节点4和6为分析变量；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区Titlefor栏输入“温度扫描分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-42所示。

图4-42温度扫描分析结果

从分析结果可以看到：4号节点电压(即三极管B、E之间的电压VBE)随着温度的增加而减小。6号节点的电压随着温度的增加也减小，因为V6=Vcc-IcRc，说明静态电流Ic随着温度的增加而增加。

4.11极点-零点分析

极点-零点分析(Pole-ZeroAnalysis)用来确定电路的小信号交流传输函数的零点和极点。在进行极点-零点分析时，首先计算电路的直流工作点，进而确定非线性元件在交流小信号条件下的线性化模型，再由模型化电路求传输函数的极点和零点。

当要进行极点零点分析时，选择Simulat/Analysis/PoleZero...命令，出现图4-43所示的Pole-ZeroAnalysis对话框。该对话框中有3页，除了AnalysisParameters页外，其余2页与直流工作点分析中对应页的设置相同。

图4-43极点-零点分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

图4-43所示为极点-零点分析对话框中AnalysisParameters页。

(1)AnalysisType区：选择分析传递函数类型，有4个可选项。

>GainAnalysis(outputvoltage/inputVoltage)：选中进行电路的增益分析(即输出电压与输入电压之比)。

>ImpedanceAnalysis(outputvoltage/inputcurrent)：选中进行电路的互阻抗分析(即输出电压与输入电流之比)。

>InputImpedance：选中分析电路的输入阻抗。

>OutputImpedance：选中分析电路的输出阻抗。

(2)Nodes区：设定网络的输入、输出端。

>Input(+)：设定输入信号正端点的节点编号。

>Input(-)：设定输入信号负端点的节点编号，通常选择0号节点。

>Output(+)：设定输出信号正端点的节点编号。

>Output(-)：设定输出信号负端点的节点编号，通常选择0号节点。

(3)Analysisperformed：选择所要执行的分析项目，可选项有PoleAndZeroAnalysis(极点与零点分析)、PoleAnalysis(极点分析)和ZeroAnalysis(零点分析)。

2．极点-零点分析举例

【例4-11】

分析图4-44所示二阶动态电路的极点-零点。

图4-44二阶动态电路

按图4-44连接电路，元件参数如图所示。选择Simulat/Analysis/PoleZero...命令，在Pole-ZeroAnalysis对话框

AnalysisParameters页中选择进行电路的增益分析，输入信号正端点的节点编号设为3，输出信号正端点的节点编号设为4，负端点的节点都选0号节点，选择分析极点和零点；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“极点-零点分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-45所示。

图4-45极点-零点分析结果

4.12传递函数分析

传递函数分析(TransferFunctionAnalysis)是分析计算在交流小信号条件下，电路的输出变量与作为输入变量的独立电源之间的比值，同时计算出相应的输入阻抗和输出阻抗。

当要进行传递函数分析时，选择Simulate/Analysis/TransferFunction...命令，出现图4-46所示的TransferFunctionAnalysis对话框。该对话框中有3页，除了AnalysisParameters页外，其余2页与直流工作点分析中对应页的设置相同。

图4-46传递函数分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

AnalysisParameters页各项说明如下：

>Inputsource：选择所要分析的输入电源。

>Outputnodes/source：输出节点/信号设置。

>Voltage：选择作为输出电压的变量。在Outputnode栏中指定分析的节点，在Outputreference栏中指定参考节点。

>Current：选择电流为输出变量。

>ChangeFilter：选择被过滤的内部节点、外部引脚及子电路中的输出变量。

2．传递函数分析举例

【例4-12】

分析图4-47所示单级BJT放大电路的微变等效电路的传输函数。

图4-47单级BJT放大电路的微变等效电路

按图4-47所示连接电路。选择分析菜单中的TransferFunction...命令，在TransferFunctionAnalysis对话框AnalysisParameters页中的Inputsource项选择vv1；选中Voltage，在Outputnode栏选择节点3为输出节点，在Outputreference栏选择节点0为参考节点；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区Titlefor栏输入“传递函数分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-48所示。

图4-48传递函数分析结果

4.13最坏情况分析

最坏情况分析(WorstCaseAnalysis)是一种统计分析，所谓最坏情况是指电路中的元件参数在其容差域边界点上取某种组合时所引起的电路性能的最大偏差。最坏情况分析是在给定电路元件参数容差的情况下，估算出电路性能相对于标称值时的最大偏差。

当要进行最坏情况分析时，选择分析菜单中的WorstCase...命令选项，出现图4-49所示的WorstCaseAnalysis参数设置对话框。该对话框中有4页，除Modeltolerancelist页和AnalysisParameters页外，其余2页与直流工作点分析中对应页的设置相同。

图4-49最坏情况分析Modeltolerancelist页

1．Modeltolerancelist页

>Currentlistoftolerances：目前设置的元件模型容差列表。点击下方的Addanewtolerance按钮，进入图4-50所示的Tolerance对话框，在此添加容差设置项目。

图4-50Tolerance对话框

>ParameterType：选择所要设置的参数类型，可选项有DeviceParameter(元件参数)和ModeParameter(模型参数)。

>Parameter区：参数设置区

>DeviceType：元件/模型类别，包括有BJT(三极管类)、Capacitor(电容器类)、Diode(二极管类)、Resistor(电阻类)、Vsource(电压源类)等。

>Name：选择元件/模型序号。

>Parameter：选择所要设定的参数，不同的元件有不同的参数。

>PresentValue：当前该参数的设定值(不可更改)。

>Description：Parameter栏中所选参数的说明(不可更改)。

(2)Tolerance区：设定容差区

>Distribution：选择元件参数容差的分布，可选项有Guassian(高斯分布)和Uniform(均匀分布)。

>Lotnumber：选择容差随机数出现方式，可选项有Lot和Unique。选择Lot表示各种元件参数都有相同的随机产生的容差率，较适用于集成电路；选择Unique表示每一个元件参数随机产生的容差率各不相同，较适用于离散元件电路。

>ToleranceType：选择容差的形式，可选项有Absolute(绝对值)和Percent(百分比)。

>Tolerancevalue：根据所选的容差形式设置容差值。

设定完后，点击Accept按钮即可添加到图4-49所示的容差列表中。若要在列表中选择某个容差项目，点击Editselectedtolerance按钮，可再次开启图4-50所示的对话框，在此可编辑选择的容差设置；若在列表中选择某个容差项目，可点击Deletetoleranceentry按钮，删除选取的容差项目。

2．AnalysisParameters页

AnalysisParameters页如图4-51所示，各项说明如下：

>Analysis：选择所要进行的分析，可选项有DCoperatingpoint和ACanalysis。

>Output：选择所要分析的输出节点。右边的ChangeFilter可选择被过滤的内部节点、外部引脚及子电路中的输出变量。

>Function：选择函数，设定分析方式，包括MAX(最大值分析)、MIN(最小值分析)、RISEEDGE(上升沿分析)、FALLEDGE(下降沿分析)。当选定边沿分析时，Threshold栏中设定边沿分析的门限电压。

>Direction：设定容差变化方向，可选项有Default、Low和High。

>Restricttorange：选择X轴的显示范围，选取本选项后，在左X栏设定X轴的最低值，在右X栏设定X轴的最高值。

>Groupalltracesononeplot：选中此项，将所有仿真分析结果在一个图形中显示出来，否则，将分别输出显示。

图4-51最坏情况分析AnalysisParameters页

3．最坏情况分析举例

【例4-13】

对图4-52所示差动放大电路进行最坏情况分析。

图4-52差动放大电路

按图4-52所示连接电路，选择分析菜单中的WorstCase...命令，在WorstCaseAnalysis参数设置对话框Modeltolerancelist页中点击下方的Addanewtolerance按钮，进入图4-50所示的Tolerance对话框添加容差设置项目。

对于本例，假设BJT三极管的bf值容差为20％，电阻R5的容差为15％，直流电源VCC和VEE的容差为10％，该页的设置如下。

(1)BJT容差的设置。

>ParameterType：ModelParameter；

>DeviceType：BJT；

>Name：2n2222a_bjt_npn_471；

>Parameter：bf；

>Distribution：Guassian；

>Lotnumber：Unique；

>ToleranceType：Percent；

>Tolerancevalue：20。

(2)R5容差设置。

>ParameterType：DeviceParameter；

>DeviceType：Resistor；

>Name：rr5；

>Parameter：Resistance；

>Distribution：Guassian；

>Lotnumber：Unique；

>ToleranceType：Percent；

>Tolerancevalue：15。

(3)VCC电源的容差设置。

>ParameterType：DeviceParameter；

>DeviceType：Vsource；

>Name：vccvcc；

>Parameter：dc；

>Distribution：Guassian；

>Lotnumber：Unique；

>ToleranceType：Percent；

>Tolerancevalue：10。

(4)VEE电源的容差设置。

与VCC相同，只要在Name栏中选vccvee即可。在AnalysisParameter页中的设置

如下：

>Analysis：DCoperatingpoint；

>Output：4；

>Function：MAX；

>Direction：Default；

>选中Groupalltracesononeplot。

在MiscellaneousOptions页MoreOptions区Titlefor栏输入“最坏情况分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-53所示。

图4-53最坏情况分析结果

4.14蒙特卡罗分析

蒙特卡罗分析(MonteCarloAnalysis)用于电路统计分析，对于电路中一批元器件的误差或者一个元件的误差对电路性能的影响，通过随机抽查，误差方向的叠加是随机的(最坏情况分析的误差叠加方向是一致的)。若几次抽查的结果(分析曲线)是吻合的，说明误差对电路的影响不大，若是分离的，则说明电路性能受影响。图4-54是MonteCarloAnalysis参数设置对话框。

图4-54蒙特卡罗分析AnalysisParameters页

1．AnalysisParameters页

蒙特卡罗分析的参数设置与最坏情况分析的参数设置基本相同，其差别是在AnalysisParameters页增加了运行次数参数设置，分析项目增加了瞬态分析，减少了一个变化方向设置栏。

>Rumberofruns：设置运行次数。

2．蒙特卡罗分析举例

【例4-14】对图4-52所示差动放大电路进行蒙特卡罗分析。

选择分析菜单中的MonteCarlo...命令，在MonteCarloAnalysis参数设置对话框Modeltolerancelist页中的设置与例4-12中的设置完全相同；在AnalysisParameters页中Numberofruns栏设置5，其余同例4-12；在MiscellaneousOptions页MoreOptions区的Titlefor栏输入“蒙特卡罗分析”。点击Simulate按钮进行分析，分析结果如图4-55所示。

图4-55蒙特卡罗分析结果

4.15批处理分析

批处理分析(BatchedAnalysis)是将一些指定的分析功能依次执行，批处理分析是各种分析功能的组合。

当要执行批处理分析时，选取分析功能菜单中的BatchedAnalysis...选项，电路窗口中出现图4-56所示的对话框。

1．批处理分析简介

首先在左侧Available区域中选取所要执行的分析功能，再按按钮，即可打开选定的分析功能参数设置对话框。该对话框与原分析功能参数设置对话框基本相同，其操作也一样，所不同的是Simulate按钮换成了Addtolist按钮。在该对话框中设置各种参数后，点击Addtolist按钮，即回到BatchedAnalysis对话框，选定的分析功能出现在对话框右边的AnalysisTo区中。

图4-56批处理分析对话框

继续选定所希望的分析，设定参数后加到右边的区域中。全部选定后，点击RunAllAnalysis按钮即可执行全部选定在AnalysisTo区中的分析功能，仿真结果全部出现在AnalysisGraphs中。图4-56中各按钮的功能介绍如下：

>EditAnalysis按钮：选取AnalysisTo区中某个分析功能，对其参数进行修改。

>RunSelectedAnalysis按钮：能进行仿真分析。

>DeleteAnalysis按钮：选取AnalysisTo区中某个分析，将其删除。

>RemoveallAnalysis按钮：将AnalysisTo区中所有分析功能删除。

>Accept：保留BatchedAnalysis对话框中的所有选择设置，待以后使用。

2．批处理分析举例

【例4-15】

对图4-57所示单管放大电路同时进行直流工作点分析、交流分析和瞬态分析。

图4-57单管放大电路

按图