原理图仿真
Protel99 SE可以对模拟和数字信号混合电路仿真。其仿真引擎使用的是伯克利分校的SPICE /XSPICE。它可以让我们精确地仿真由各种器件,比如TTL、CMOS、BJT等构成的电路。
Protel中支持的电路分析类型有:静态工作点分析,交流小信号分析,瞬态分析,付立叶分析,噪声分析,直流分析,参数扫描分析,温度扫描分析和蒙特卡罗分析。
可用于仿真的电路,必须满足以下条件:
1.首先,必须用仿真库中的器件(或用户自己建的器件仿真模型和器件符号)搭成电路,仿真库在\\Design Explorer 99 SE\Library\Sch\Sim.ddb文件中;
2.其次必须有激励源;
3.对所关心的节点建立网络标号;
4.如需要,设定初始条件。
一、仿真(Simulation)菜单项
1.Run
运行仿真命令,同工具条上的 按钮,如想终止仿真过程,( )按钮。
2.Sources
此子菜单罗列出了较常用的激励源。我们在搭电路时,可以从这里找到常用的直流信号源、正弦信号源、脉冲信号源。除了这些常用的信号源外,Protel99 SE还支持指数源、分段线性源、单频率调频源、多项式源。下面将分别介绍:
① 正弦源(Sin)
只要简单的双击激励源,就可以看到它的属性选项。
DC Magnitude DC幅度(忽略)
AC Magnitude AC幅度(交流小信号分析时,通常为1V)
AC Phase AC相位
Offset 偏置电压
Amplitude 振幅
Frequency 频率
Delay 延迟时间
Damping Factor 阻尼因子
Phase 初始相位
在Protel99 SE中正弦电压源的名称为VSIN,正弦电流源为ISIN。
② 脉冲源
DC Magnitude
DC幅度(忽略)
AC Magnitude
AC幅度(交流小信号分析时,通常为1V)
AC Phase
交流相位
Initial Value
初始电压
Pulsed Value
脉冲电压值
Time Delay
延迟时间
Rise Time
上升时间
Fall Time
下降时间
Pulse Width
脉冲宽度
Period
脉冲周期
Phase
脉冲相位
在Protel99 SE中,脉冲电压源为VPULSE,脉冲电流源为IPULSE。
③ 指数源
前面三个参数同上。
Initial Value 初始电压
Pulse Value 峰值电压
Rise Delay 上升延迟时间
Rise Time 上升时间常数
Fall Delay 下降延迟时间
Fall Time 下降时间常数
在Protel99 SE中,指数电压源的名称为VEXP,指数电流源为IEXP。
④ 分段线性源
分段线性源形中的每一点可由(Ti,Vi)描述,并且每一对值(Ti,Vi)表明信号源在时刻Ti的值。
在99SE中,分段线性电压源的名称为VPWL,分段线性电流源名称为IPWL。可在分段线性电压源属性对话框的Time/Voltage 区域中输入各时刻所对应的电压值。如是分段线性电流源则输入各时刻所对应的电流值。
File Name区域,用户也可以通过文件输入的方法给出分段线性电压源的波形数据。此法对波形复杂、数据量大时使用。用户只需把分段线性源的波形数据存于一个扩展名为.pwl的文件即可。
⑤ 单频调频源
Offiset
偏置电压
Amplitude
振幅电压
Carrier Frequency
载波频率
Modulation Index
调制系数
Signal Freqency
信号频率
在 Protel 99SE中,单频调频电压源的名称为VSFFM,单频调频电流源的名称为ISFFM。
⑥ 多项式源
在Protel99 SE中,也为用户提供了更加方便、更加复杂的函数运算信号源(自然包括了多项式源)。如下图所示是其符号和名称。图中(a)是函数运算电压源,名称为BVSRC;(b)为函数运算电流源,其名称为BISRC。这此两者都可以在Simulation Symbols.lib库中找到。
在PROTEL中,如果使用了函数运算信号源,则必须设置其属性,请打开其属性对话框并按要求完成设置工作即可。
Designator:设置函数运算电压源的名称;
Part Type:函数表达式,如V(IN)^2)或ABS(V(IN)*5)+1(^表示幂运算);
在此可使用的函数如下:
ABS(), LN(), SQRT(), LOG(), EXP(), SIN(), ASIN(), ASINH(), SINH(), COS(), ACOS(), ACOSH(), COSH(), TAN(), ATAN(), ATANH()。
同时可以使用运算符: +, - , * , / , ^(幂)等。
为了设置函数运算信号源,必须为相关节点设定网络标号,然后才能在属性对话框中指定,其语法是:
V(NetLabel):表明电压参考点在NetLabel ;
I(NetLabel):表明电流参考点在NetLabel ;
例如,电路中有个节点的网络标号为IN,那么就可以定义如下的表达式:
ABS(V(IN)*5)+1:表示节点IN电压的5倍的绝对值再加上1伏偏置电压。
V(IN)^3 :表示节点IN电压的三次方。
COS(V(IN)):节点IN电压的余弦。
⑦ 受控源
在Protel99 SE中电压控制电压源的名称为ESRC;电压控制电流源的名称为GSRC;电流控制电压源的名称为HSRC;电流控制电流源的名称为FSRC。它们的符号如右图所示。
Protel99 SE受控源器件在sim.ddb中的Simulation Symbols.lib里面可以找到。
3.Create SPICE Netlist
建立SPICE网表,Protel99 SE在仿真之前要生成网表文件,然后传递给 SPICE去仿真。
5.Setup
仿真设置。仿真设置是否合理,直接影响到仿真结果。下面我们将对仿真参数设置加以说明。
①静态工作点分析
静态工作点是在分析放大电路中提出来的,它是放大电路正常工作的重要条件。当把放大器的输入信号短路,则放大器处于无信号输入状态,称为静态。如果静态工作点选择不合适,则输出波形会失真,因此设置合适的静态工作点是放大电路正常工作的前提。
②直流扫描分析
直流扫描分析就是直流转移特性,当某输入在一定范围内步进变化时,计算电路直流输出变量的相应变化曲线。例如某个电压源从1V到20V变化,步长可由用户设定,在每一个相应的电压将计算出一套电路参数,并显示。
说明:在Source Name 域中选择一个欲对其扫描的独立电源;在 Start Value,域中设置扫描的开始值;在Stop Value 域中设置扫描结束值;在 Step Value 域中设置步长。
主独立源(primary source)是必须的,而次独立源(secondary source)是可选的(随需要而定)。若设置了次独立源,需输入其变量名和相应的起始、终止值和步长。通常第一个扫描变量(主独立源)所覆盖的区间是内循环,第二个(次独立源)扫描区间是外循环。
③交流小信号分析
交流分析是在一定的频率范围内计算电路和响应。如果电路中包含非线性器件或元件,在计算频率响应之前就应该得到此元器件的交流小信号参数。在进行交流分析之前,必须保证电路中至少有一个交流电源,也即在激励源中的AC 属性域中设置一个大于零的值(在本电路中,设为1V)。
说明:
在Start Frequency 域中指定起始频率(1.00Hz);在Stop Frequency 域中指定终止频率(150Meg);在Test Points域中指定扫描的点数(100);在Sweep Type框中指定扫描类型。扫描类型只能确定Linear、Octave或Decade中的一个。
Linear、Octave和Decade扫描类型特点如下:
l Linear为线性扫描,是从起始频率开始到终止频率的线性扫描。Linear适用于带宽较窄情况。
l Octave为倍频扫描,频率以倍频进行对数扫描。Octave用于带宽较宽的情形。
l Decade为十倍频扫描,它进行对数扫描。Decade用于带宽特别宽的情况。
对交流分析,Protel99 SE可以方便地查看单个输出变量的一个或两个交流分析Y轴输出类型,如输出的虚部、实部,幅值(幅度或分贝数),相位(度或弧度),缺省Y轴是幅度。X轴比例可以是线性的或对数的。同时Protel99 SE版本还提供了丰富的波形运算函数。
④温度扫描分析
温度扫描是指在一定的温度范围内进行电路参数计算,用以确定电路的温度漂移等性能指标。下面我们对simpleBJT的输出进行从-10℃到100℃温度扫描,步长为30℃观察此电路的特性。
由于显示比例太小,它们好象一重叠在一起曲线,几乎看不出它们的任何区别,因此请读者对其进行单独显示,并进行局部放大。
⑤瞬态分析和付立叶分析
瞬态响应分析是对时域中的输入信号确定时域中的输出。计算机瞬态偏置点的方法与直流偏置点不同。直流偏置点被看作固定偏置点。对于固定偏置点,电路节点的初始值对计算偏置点和非线性元件的小信号参数时节点初始值也考虑在内,因此有初始值的电容和电感也被看作是电路的一部分而保留下来。
瞬态分析的输出量可用离散形式表示,这些数据即用于计算付立叶级数的系数。一个周期波形可以用如下的付立叶级数表示:
,f是频率,以Hz为单位;C0直流分量;Cn为次谐波分量。利用瞬态分析结果进行付立叶分析计算直到九次谐波或十个系数。
说明:
l 在Transient Analysis 组中, Time Step 是时间步长;Stop Time 终止时间(或停止时间);Maximun Step 是时间步长的最大值,一般取两者相等。
l 瞬态分析总是从时间t=0开始,然而,可以从时间Start Time 开始打印结果。Start Time 是瞬态响应的初始时刻。事实上从t=0到t= Start Time 时间内也分析了电路,只是没有输出或存贮这些结果而已。
l 如果Use Initial Condition(使用初始条件)作为选择项在.TRAN命令结束时被指定,那么在瞬态分析开始前不计算瞬态分析的偏置点,而是直接使用电容上的初始电压和电感中的初始电流值。因此,如果指定使用初始条件,必须提供电容和电感的初始状值。
l 在Fourier 组中,Fun. Frequency 指定付立叶分析的基频,缺省值为信号源的频率。Harmonics指定付立叶分析的谐波次数,也即付立叶分析的系数个数,缺省值是10,也即是9次谐波(0~9)。
l 在Default Parameter组中,其前面有个检查框,当其被选中(前面有对勾号)时,所有参数都将不能修改(不能修改的区域显示为灰色),而必须使用缺省参数值。但用户可能通过此组中的参数Cycles Displayed 和Points Per Cycles来指定这些缺省参数值。Cycles Displayed用于指定波形中显示的信号周期个数;Points Per Cycles用于指定每个波形周期中显示的点数。设定完成后,单击 即可。如果用户觉得没必要使用缺省参数值,则去掉Default Parameter前面有对勾号(即让它为空)即可,同时会发现所有数据输入区域均变亮了,此时表明可以随意设定相应的参数值。在本例中,我们使用缺省参数,但只显示两个周期波形数据。
单击 按钮,就会得到瞬态分析和付立叶分析结果。
在给出波形的同时,Protel99 SE还产生了一大堆付立叶分析的相关数据,并存于.sim文件中。在此文件中,Protel99 SE为每个端口都列出了其相应的付立叶分析数据。
分析结果给出了直流分量为0伏,同时给出了基波和2到9次谐波的幅度、相位值以及归一化的幅度、相位值。同时还列出了总的失真系数THD,THD的计算公式如下:
其中, 是基波幅度,而 到 分别代表2到9次谐波的幅度。
⑥噪声分析
电阻和半导体器件等都能产生噪声,噪声电平取决于频率。电阻和半导体器件产生不同类型的噪声(注意:在噪声分析中,电容、电感和受控源视为无噪声元器件)。对交流分析的每一个频率,电路中每一个噪声源(电阻或晶体管)的噪声电平都被计算出来。它们以输出节点的电平通过将各均方根值相加得到。噪声分析在电路设计中较为常见,下面我们将对其详细讲解。
在Protel99 SE中,我们可以测量和分析以下噪声:
输出噪声:在某个特定输出端口上测量噪声。
输入噪声:从输入端口上测量得到的噪声。输入噪声可以通过输出噪声和电路的增益来求得。如,输出噪声为100p,电路的增益为100,那么等效的输入噪声为1p。
器件噪声:每个器件对输出噪声的贡献,输出噪声大小即为所有产生噪声的器件噪声的叠加。.
参数说明:
⑴ Noise Sources 区域:选择一个用于计算噪声的参考电源(独立电压源或独立电流源);
⑵ Start Frequency 区域:指定起始频率;
⑶ Stop Frequency 区域:指定终止频率;
⑷ Test Points区域:指定扫描的点数;
⑸ Points/Summary区域:指定计算噪声范围。在此区域中,输入0则只计算输入和输出噪声;如输入1则同时计算各个器件噪声。后者适用于用户想单独查看某个器件的噪声并进行相应的处理(比如某个器件的噪声较大,则考虑使用低噪声的器件换之)。
⑹ OutPut Node 区域:指定输出噪声节点;
⑺ Reference Node 区域:指定输出噪声参考节点,此节点一般为地(也即为0节点);
⑻ 在Sweep Type框中指定扫描类型,这些设置和交流分析差不多,在此只作简要说明。Linear为线性扫描,是从起始频率开始到终止频率的线性扫描,Test Points是扫描中的总点数,一个频率值由当前一个频率值加上一个常量得到。Linear适用于带宽较窄情况。Octave为倍频扫描,频率以倍频程进行对数扫描。Test Points是倍频程内的扫描点数。下一个频率值由当前值乘以一个大于1的常数产生。Octave用于带宽较宽的情形。Decade为十倍频扫描,它进行对数扫描。Test Points是十倍频程内的扫描点数。Decade用于带宽特别宽的情况。
⑦ 传递函数分析
传递函数分析用于计算电路的直流输入、输出电阻和直流增益。
以下是设置参数说明:
(1) Source Name 区域:指定参考的输入信号源。
(2) Reference Node区域:指定参考节点。
我们可方便地查看整个电路的直流输入、输出电阻和直流增益。
⑧ 参数扫描分析
参数扫描分析它可以与直流、交流或瞬态分析等分析类型配合使用,对电路所执行的分析进行参数扫描,对于研究电路参数变化对电路特性的影响提供了很大的方便。在分析功能上与蒙特卡罗分析和温度分析类似,它是按扫描变量对电路的所有分析参数扫描的,分析结果产生一个数据列表或一组曲线图。
同时用户还可以设置第二个参数扫描分析,但参数扫描分析所收集的数据不包括子电路中的器件。
以下是设置参数说明:
Parameter 域列表中选择欲对其扫描分析的参数,本例中选择了晶体管电流放大系数(BF)。
Relative Values 选择项:如果选择了此选项,则在Start Value和 Stop Value域中所输入的值是一个相对值,而不是绝对值,也即在器件参数或缺省的基础上变化。
不同的参数值所画出来的曲线不一样。曲线之间偏离的大小表明此参数对电路性能影响的程度。
⑨蒙特卡罗分析
蒙特卡罗分析是一种统计模拟方法,它是在给定电路元器件参数容差为统计分布规律的情况下,用一组组随机数求得元器件参数的随机抽样序列,对这些随机抽样的电路进行直流、交流小信号和瞬态分析,并通过多次分析结果估算出电路性能的统计分布规律。下面只简要地讲解其在PROTEL99 SE中设置步骤和方法。
以下是设置参数说明:
l 缺省容差
在PROTEL99 SE中,用户可对6种器件进行容差设置,即:电阻、电容、电感、晶体管、直流电源和数字器件的传播延迟(propagation delay for digital devices)。对这些器件的缺省容差为10%,用户可以更改。同时用户可以设置为百分比或绝对值。如一电阻器标称值为1K,那么当用户在电阻容差中输入15或15%均可,但表示的意义不一样,前者此电阻将在985和1015欧之间变化;而后者此电阻可在850欧和1150欧之间变化。
l 缺省容差分布
在蒙特卡罗分析中,有三种分布供选择:均匀分布(Uniform)、高斯分布(Gaussian)和最坏情况分布(Worst Case)。
l Simulation
在此用户可以设定随机数发生器的的种子数(通常设为-1)和设置运行次数。
l Specific Device Tolerance
可以为特定的器件单独设置容差。如想为特定的器件单独设置容差,则请进入下面的步骤:
单击 按钮,打开设置窗口。
以下是此窗口参数说明:
l Designator:在此下拉选框中选择所要特定设置容差的器件。
l Parameter:在必要时输入参数。电阻、电容、电感等不需要输入参数,但晶体管则需要输入参数。在本例中选择晶体管Q1,且参数为BF。
l Device:器件容差。
l Lot:批量容差。
l Distribution:容差分布。
l Tracking#:跟踪数(tracking number )用户可以为多个器件设定特定容差。此区域用来标明在设定多个器件特定容差的情况下,它们之间的变化情况。如果两个器件的特定容差的Tracking#一样,且分布一样,则在仿真时将产生同样的随机数并用于计算电路特性。
二、 仿真库
Protel99 SE的仿真库在Design Explorer 99SE\Library\Sch\Sim.ddb中,前面我们说过要想对原理图仿真,必须用仿真库中的器件,因为仿真库中的器件定义了仿真模型所在的路径和仿真的参数信息。Sim.ddb是仿真的符号库,Simulation Models.ddb是仿真的模型库,在Design Explorer 99SE\Library\Sim目录中。Protel99 SE的仿真兼容SPICE模型,因此,只要有SPICE模型,我们就可以对其仿真。
1.Sim.ddb
双击器件,我们看它的只读域:
¨ Field 1
Field 1包含的信息是类型和该器件在SPICE网表文件中的前缀字母,其语法为:
type=<DeviceType>
(<SPICE Prefix>)
Device Type是器件类型;SPICE Prefix代表该器件在SPICE网表文件中的前缀字母。例如: type=SUBCKT(X) 表示该器件所用的库是一个子电路,在SPICE网表文件其前缀字母为X。
¨ Field 2
在Field 2 中指明某些器件所用的模型名称(因为在一个库中可能会有多个模型),其语法如下:model=<model_name>。model_name 是模型名称,但如果在这里出现类似:model=<parttype>,它代表的意义为:其模型名由Part Type域中的字符串决定。
所有的模型定义都存放在以.mdl 或.ckt为扩展名的文件中,同时这些文件要要放在…\Library\Sim目录下。但对于标准器件,如电阻、电容、电感和电源等,这些模型已经内嵌在SPICE中,因而没有相应的模型名称,也就无需填写Field 2。
例如:model=CAPSEMI 意义:表示其模型名称为半导体电容。
model=<parttype> 意义:表示其模型名称由<parttype>中的字符串指定。
¨ Field 3
Field 3指定了模型文件所在的路径。语法为:
file={model_path}\<subpath>\<model_name>.<ext>
model_path
此参数在安装Protel99 SE时已经内定了,即为…\Library\Sim 文件夹(前面的…表示Protel99 SE安装时所选的驱动器和目录名。
subpath
此参数代表subpath是{model_path}目录下的一个子目录,该子目录将包含模型文件。
model_name
此参数代表模型名称,它和Field 2中model_name是一致的。
ext
此参数代表模型文件的扩展名,只能为.mdl (SPICE 模型)或.ckt (SPICE 子电路)。对于数字器件,将用一个模型文件去调用一个微代码文件(SimCode file)。
¨ Field 4
在Field 4中包含器件的引脚排列信息。语法为:
pins=<part_no>:[<pin1>,<pin2>,<pin3>,...]...
part_no
此参数代表器件编号,因为有时在一个封装中有多个同样的器件(如与非门集成块中有多个与非门)。
<pin1>,<pin2>,<pin3>,...
此参数代表该器件的引脚号。
例如:pins=1:[1,2,3] 意义:它表示该封装形式只有1个器件,其引脚有3个。双极型晶体管即为这样的管子。
pins=1:[3,2,4,11,1]2:[5,6,4,11,7]3:[10,9,4,11,8]4:[12,13,4,11,14]
意义:它表示该封装形式只有4个器件,每个器件引脚有5个。4-741运算放大器就是这样的封装形式。
¨ Field 5
Field 5包含了PROTEL99 SE自动生成网表文件时的信息。其语法为:
netlist=<SPICE Data>|<SPICE Data line 2>|...
用“|”线分开表示多行SPICE网表信息。
在这里将用到一些特殊的符号和参数。百分号(%)表示引用别的区域(Field)的信息。百分号(%)后面还跟有字母或数字,它们都代表不同的意义,请看下面具体说明。
%D
即在生成网表文件时,如果用户指它的器件名称不符合SPICE的前缀要求,那么这时PROTEL99将自动插入由Designator域指定内容。如Q表示晶体管,R表示电阻等。
%1, %2, %3, .. %n
列出了将被插入到网表文件中的引脚,这些引脚已经在Field 4中列出。
%F1, %F2... to %F16
在生成网表文件时,插入 Part Field 1到16 中的内容。
%M
在生成网表文件时,插入由Field 2指定的模型名称。
%R
在生成网表文件时,插入由Lib Ref域指定的库信息。
%V
在生成网表文件时,插入由Part Type 域指定的器件信息。
例如,一个4-741运算放大器(MC4741),它的名称为U1C (指第3个运算放大器),它的Field 4 和Field 5内容如下:
pins=1:[3,2,4,11,1]2:[5,6,4,11,7]3:[10,9,4,11,8]4:[12,13,4,11,14]
netlist=%D %1 %2 %3 %4 %5 %M
那么在生成网表文件时,它将被解释为:
1) %D 表示要插入SPICE前缀,假如为XU1C。
2) %1, %2, …,查找第1,2,3,…对应的引脚 ,但由于这是U1C 表示U1片子中的第3个运算放大器,因此它的引脚由Field 4内容可知为:10,9,4,11,8,所以在网表文件中将出现NetOnPin10, NetOnPin9,等。
3) %M 表示插入由由Field 2指定的模型名称,在此为MC4741。
最后生成的网表文件结果如下:
XU1C NetOnPin10 NetOnPin9 NetOnPin4 NetOnPin11 NetOnPin8 MC4741
上面详细讲解了Field1到Field5所包含的信息以及它的意义,Field6到Field8一般不常用,是为了以后扩展使用的。
2.Simulation Models.ddb
打开Simulation Models.ddb,我们可以看到Protel99 SE包含许多数字器件、模拟器件的仿真模型。有兴趣的设计者可以自己建立模型。
三、 仿真电路分析
下面我们以\\Design Explorer 99 SE \Examples\Circuit Simulation\Commom-Emmiter Amplifier.ddb为例,来加以说明。
1.静态工作点分析
静态工作点分析是其它各种仿真分析的基础,一般而言,在进行各种分析之前,应首先分析其静态工作点。此时,所有电感视为短路,所有电容视为开路,对于二极管或三极管的电路元件参数与其直流工作点有关,直流工作点也叫静态工作点或偏置点。我们要看它的静态工作点,只要运行仿真分析,点击仿真界面下面的Operating Point选项,就可谈出不同节点的静态工作点电压,在仿真界面的左侧“Waveforms”中,选择要看的节点,点击“Show”,仿真界面就会显示出选中点的静态工作点电压。
2.瞬态分析和付立叶分析
在瞬态分析中,被分析的变量是时间的函数,所得到的是电路时域分析响应。瞬态分析的仿真参数设置十分关键,如果设置不合理,将影响仿真分析,得不到仿真结果。
付立叶分析是利用瞬态分析的输出结果用离散形式表示出来。付立叶级数的系数可用前面提到的仿真设置中的公式计算得到。因此,付立叶分析要结合瞬态分析同时仿真,利用Protel99 SE就可轻松得到付立叶级数结果。
注意:在做付立叶分析时,主菜单设置界面中的“Collect Date For”选项中通常选择“Node Voltage and Supply Current”。
3.
直流扫描分析
直流扫描分析是使输入源电压从设定的初始值到终止值阶梯状改变,从而观察所关心节点的直流传输特性曲线,也就是电路的直流转移特性。
如果分析一个三极管限幅器的限幅特性,利用直流扫描分析即可获得。
在此电路中,我们设置V2为主独立源,在直流扫描对话框中输入起始电压,终止电压和步长,运行分析可以看到E、B、C三点的传输电㤀压。
4.交流小信号分析
交流小信号分析是在一定的工作频率范围内分析电路的频率响应,被分析的变量是频率的函数。在交流分析中,电路中必须有一个交流电源。在交流小信号设置菜单中设置起始频率终止频率(参考前面的仿真设置章节),运行分析就可得到频率响应曲线。在选中的波形上点击鼠标右键可以观看输出的虚部、实部,幅值(幅度或分贝数),相位(度或弧度)和群时延。同时,我们还可以利用Protel99 SE丰富的波形运算函数建立新的波形。可以利用左侧测量标尺A、B测量波形。X轴可以是线性的也可以是对数的,Y轴是幅度。在此电路中我们可以测量出交流小信号的主频大约在10MHZ。
5.噪声分析
任何电路都会产生内部噪声,电路中每个产生噪声的元件都视为一个噪声源。在噪声分析中,电容、电感和受控源视为无噪声元件。输出节点的总噪声用每个噪声源的噪声电压的均方根值相加得到。利用噪声分析可以计算出噪声增益及输入等效噪声电平。特别是对于设计微弱模拟信号放大器,噪声分析是很有意义的。
6.
6.蒙托卡洛分析
蒙托卡洛来自欧洲著名赌城Monte Carlo,后来就以通过随机模拟和统计实验来求解数学、物理和工程技术问题近似解的方法称作蒙托卡洛方法。
在电路中,电阻、电容、电感等器件都存在误差,碳膜电阻的相对误差通常为10%,半导体器件的模型参数误差达20%-25%。
在容差分析中,做法之一就是先规定元件、电源或温度的容差,计算电路的特性容差,以验证是否符合设计要求。容差统计分析的方法之一就是蒙托卡洛分析。
在Protel99 SE中可以用三种形式观看蒙托卡洛分析结果:均匀分布(Unifor)、高斯分布(Gaussian)、最坏情况分布(Worst Case)。参数设置请参照前面的仿真设置章节。
7.温度扫描
温度扫描分析用来确定温度漂移性能指标。我们只要简单的设置温度范围,运行分析就可得到仿真结果。如果波形重叠在一起不容易观测,可以调整X、Y轴比例,或用鼠标左键拉伸窗口放大显示。
8.参数扫描
参数扫描分析是在用户指定的参数变化范围内,分析对电路特性发生的影响。扫描的参数对于电阻是它的阻值变化范围,对于三级管可以是放大倍数(BF)。参数分析通常与直流、交流或瞬态分析结合使用。
9.传递函数
传递函数用于观测整个电路的直流输入、输出电阻和直流增益。