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PSpice 仿真分析介绍(一)

随着科技越来越快速的发展,电子自动化设计也越来越趋向于复杂化,高速化和小型化,在设计中也会遇到越来越多的问题,比如说纹波,噪声, 输入电压/负载调整率, 设计功率,稳定性,EMI,电路耐压、耐流、耐热要求等等,随之而来的便是大量的计算,计算精确度和产品可靠度的无法保证,时间成本大大提高等各种问题。

Cadence PSpice 电路仿真优化技术提供了一个全功能的模拟仿真器,并支持数字元件帮助解决几乎所有的设计挑战——从高频系统到低功耗IC设计。这个强大的仿真引擎可以容易地与Cadence 原理图输入工具、PCB 设计工具结合,加速上市时间并控制了运作成本。本文,我们就从各个方面简单介绍一下PSpice数模电路仿真与自动优化技术。

一、PSpice电路功能仿真验证

PSpice电路功能仿真分析中,包括了以下几种分析:

直流分析

直流扫描分析是指在电路上附加直流信号源,使输入变量(电压源、电流源、全局参数、模型参数、温度参数)在一定范围内变化时,计算电路的输出特性值如何变化。



交流分析


AC分析用于进行频率响应分析。AC 分析是以小信号分析为基础,在输入十分小振幅信号的情况下考察电路的增益和相对相位;因此,更确切地说AC分析是在无需考虑电路的非线形性的范围内验证电路的频率响应。



噪声分析


噪声分析是针对电路中固有噪声(如电阻和半导体的工作噪声)所做的分析,它的计算结果时所求节点相对于输入独立源的等效噪声。PSpice可以分析每个频率点上指定节点的等效输出噪声电压和指定输入端的等效输入噪声电压。



直流偏执点分析


直流偏置点分析,是将电感短路、电容开路时,计算出电路中静态工作点,在瞬态分析与交流扫描分析之前,系统都会自动计算直流偏置点,以确定仿真分析的初始条件。



瞬态分析


电路瞬态分析即电路的时域分析,是最常用的电路分析形式,它可以在给定激励源的情况下求电路输出的时间响应、延迟特性。



参数扫描分析


参数分析是分析电路中某一个参数(如电阻值、电容值等)在一定范围内的改变对整个电路的影响。



温度扫描分析


温度分析是对电路在不同温度条件下的工作状态进行分析。



灵敏度分析


灵敏度的显示方式可选择用绝对灵敏度和相对灵敏度,图形取值可依据线性或对数两种方式。



蒙特卡洛分析


由于生产工艺的不同或老化等原因,元件值与理想元件值(标称值)之间,都存在一定的偏差。比如,标称值为1KΩ,如果偏差为10%,那么实际元件值可能是1.1k900Ω之间的某一值。设计者不仅需要分析电路元件为标称值的电路性能,还需要分析当电路元件值在一定范围内变动时电路性能所发生的变化这就是Monte-Carlo分析的意义所在,蒙特卡罗分析实际上就是良品率分析。

由于元件参数的不确定性,蒙特卡罗分析的分析方法为概率统计分析,应用Monte-Carlo分析工具进行电路性能特性分析、预测生产成品率是否满足批量生产的要求。




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