Orcad交流分析.ppt

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1、第第8章章 交流分析（交流分析（.AC）8.1 8.1 交流分析交流分析8.2 8.2 交流的输出格式交流的输出格式8.3 8.3 游标的功能游标的功能8.4 8.4 噪声分析噪声分析(.NOISE)(.NOISE)18.1交流分析n n图图 8-1 RLC串联电路串联电路28.1交流分析n n（1 1）电路图的绘制。输入电路图名称（如）电路图的绘制。输入电路图名称（如ACAC），绘制电），绘制电路图。对于交流分析必须具有路图。对于交流分析必须具有ACAC激励源。产生激励源。产生ACAC激励源激励源的方法有以下两种：的方法有以下两种：调用调用VACVAC或或IACIAC激励源；激励源；在已有在

2、已有的激励源（如的激励源（如VSINVSIN）的属性中加入属性）的属性中加入属性“AC”AC”，并输入它，并输入它的幅值。注意：信号源的幅值。注意：信号源V1V1使用使用Source.olbSource.olb库中的库中的VACVAC模型，模型，幅值取幅值取1V1V、幅角为零度。这样做，、幅角为零度。这样做，V V（R1R1）/VAC=F/VAC=F（即为（即为增益或放大倍数）。增益或放大倍数）。n n在电路图中设置电流探针。单击在电路图中设置电流探针。单击 图标，在欲测电流的元图标，在欲测电流的元器件（如器件（如R R）支路上单击，放置电流探针，如图）支路上单击，放置电流探针，如图 8-18

3、-1所示。所示。这样做在执行这样做在执行PSpicePSpice分析程序后不需要呼叫波形，探针测分析程序后不需要呼叫波形，探针测试的电流便自动出现在波形输出窗口，支路电压、节点电试的电流便自动出现在波形输出窗口，支路电压、节点电压和元器件功率也可类似地设置探针。压和元器件功率也可类似地设置探针。38.1交流分析n n（2 2）创建新仿真文件，名称为）创建新仿真文件，名称为“AC”AC”。注意交流分析参。注意交流分析参数设置方法，如图数设置方法，如图 8-28-2所示。所示。n n1)1)在仿真设置对话框中选择分析标签在仿真设置对话框中选择分析标签“Analysis”Analysis”；n n2

4、)2)在在“Analysis type”Analysis type”的下拉列表框中点选的下拉列表框中点选“AC AC Sweep/Noise”Sweep/Noise”进行交流分析；进行交流分析；n n3)3)在在“Options”Options”中点击中点击“General Settings”General Settings”；n n4)4)在在“AC Sweep Type”AC Sweep Type”中点选中点选“Linear”Linear”，且在，且在“Start”Start”（起始频率）空白中键入（起始频率）空白中键入“1000”1000”，表示信号，表示信号源源V1V1从从1000Hz

5、1000Hz开始扫描。在开始扫描。在“End”End”空白中键入空白中键入“15000”15000”，表示到，表示到15kHz15kHz结束扫描。在结束扫描。在“Total”Total”空白中键入空白中键入“100”100”，表示扫描，表示扫描100100个点。高频时多用对数扫描点选个点。高频时多用对数扫描点选“Logarithmic”Logarithmic”，此时在，此时在“Total”Total”空白中如键入空白中如键入“10”10”，是表示对数间隔点之间扫描数，是表示对数间隔点之间扫描数(注意这个值不可以为零注意这个值不可以为零)；458.1交流分析n n5)5)对于其他选项说明如下：对

6、于其他选项说明如下：对于其他选项说明如下：对于其他选项说明如下：n nLogarithmic DecadeLogarithmic Decade（以（以（以（以1010倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）n nLogarithmicOctaveLogarithmicOctave（以（以（以（以8 8倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）倍频对数方式扫描）n nNoise AnalysisNoise Analysis：噪声分析：噪声分析：噪声分析：噪声分析n n（3 3）执行）执行PSpicePSpice分析程序，其结果波形见图分析程序，其结果波

7、形见图 8-38-3所所示。波形显示了电路中电流示。波形显示了电路中电流“I I（R1R1）”与信号源与信号源V1V1的工作频率的关系曲线。结果从曲线可以看出，的工作频率的关系曲线。结果从曲线可以看出，电路电流在电路电流在7kHz7kHz附近发生串联谐振，谐振时电路附近发生串联谐振，谐振时电路中电流值等于中电流值等于33mA33mA（1V/301V/30），也可以用波形），也可以用波形窗口上面的图标直接得出。曲线形状与串联谐振窗口上面的图标直接得出。曲线形状与串联谐振电路实验绘制的曲线相同。电路实验绘制的曲线相同。678.1交流分析其结果波形也是可调的，如：其结果波形也是可调的，如：其结果波形

8、也是可调的，如：其结果波形也是可调的，如：1 1）设置）设置）设置）设置X X、Y Y轴坐标范围。若读者对于电路仿真波形的轴坐标范围。若读者对于电路仿真波形的轴坐标范围。若读者对于电路仿真波形的轴坐标范围。若读者对于电路仿真波形的X X轴轴轴轴或或或或Y Y轴范围不满意，可以在轴范围不满意，可以在轴范围不满意，可以在轴范围不满意，可以在X X轴或轴或轴或轴或Y Y轴位置直接双击鼠标左轴位置直接双击鼠标左轴位置直接双击鼠标左轴位置直接双击鼠标左键，或者执行键，或者执行键，或者执行键，或者执行Plot/Axis SettingPlot/Axis Setting子命令打开如图子命令打开如图子命令打开

9、如图子命令打开如图8-48-4所示所示所示所示的轴线设置对话框，分别选择的轴线设置对话框，分别选择的轴线设置对话框，分别选择的轴线设置对话框，分别选择X AxisX Axis、Y AxisY Axis标签页来设标签页来设标签页来设标签页来设置置置置X X、Y Y轴坐标范围，设置完毕点击轴坐标范围，设置完毕点击轴坐标范围，设置完毕点击轴坐标范围，设置完毕点击 OKOK，调整后的，调整后的，调整后的，调整后的X X轴、轴、轴、轴、Y Y轴轴轴轴ProbeProbe窗口如图窗口如图窗口如图窗口如图8-58-5所示。所示。所示。所示。2)2)增加一条增加一条增加一条增加一条Y Y轴坐标轴坐标轴坐标轴坐

10、标 采用采用PoltPolt/Add Y Axis(/Add Y Axis(或或【Ctrl+YCtrl+Y】组合键组合键)，多开启，多开启一个纵轴，然后选择执行一个纵轴，然后选择执行Trace/Add TraceTrace/Add Trace命令，或者命令，或者单击常用工具栏的图标单击常用工具栏的图标 按钮，添加按钮，添加DB(I(R1),DB(I(R1),出现如出现如图图8-68-6所示的图形。所示的图形。891011128.1交流分析n n3）调整网格线刻度范围）调整网格线刻度范围n n选择执行选择执行选择执行选择执行Plot/Axis SettingPlot/Axis Setting子命

11、令中（如图子命令中（如图子命令中（如图子命令中（如图8-48-4所示）的轴线设置对话框，分别选择所示）的轴线设置对话框，分别选择所示）的轴线设置对话框，分别选择所示）的轴线设置对话框，分别选择X GridX Grid、YGridYGrid标签页来设置标签页来设置标签页来设置标签页来设置X X、Y Y轴网格线刻度范围，轴网格线刻度范围，轴网格线刻度范围，轴网格线刻度范围，如图如图如图如图8-78-7所示，设置完毕点击所示，设置完毕点击所示，设置完毕点击所示，设置完毕点击OKOK，调整后的，调整后的，调整后的，调整后的X X轴、轴、轴、轴、Y Y轴轴轴轴ProbeProbe窗口如图窗口如图窗口如图

12、窗口如图8-88-8所示。所示。所示。所示。1314158.2 交流的输出格式n n交流分析完成后，交流的电压、电流输出格式通常交流分析完成后，交流的电压、电流输出格式通常交流分析完成后，交流的电压、电流输出格式通常交流分析完成后，交流的电压、电流输出格式通常用有效值。用户也可根据需要，将输出变量按表用有效值。用户也可根据需要，将输出变量按表用有效值。用户也可根据需要，将输出变量按表用有效值。用户也可根据需要，将输出变量按表8-8-1 1中所列的格式输出。中所列的格式输出。中所列的格式输出。中所列的格式输出。n n表表表表8-1 8-1 8-1 8-1 交流输出变量的格式交流输出变量的格式交流

13、输出变量的格式交流输出变量的格式交流输出变量 表示方式 举 例电压或电流幅值MVM（R1：1）可表示为V1M（R1）。1为R1正参考节点的电压幅值。2为R1的负参考节点电压或电流幅角（相位角）PVP（R1）为R1两端的电压幅角电压或电流实部RIRCE（Q1）为晶体管Q1的集电极和发射极的电压实部电压或电流虚部III（RL）为负载RL电流的虚部电压或电流幅值/dBDBIDB(Q2:C)或ICDB（2）为Q2的集电极电压分贝值电压或电流的群时延GVG（OUT）为OUT节点的电压的群时延168.3 游标的功能n n上述的例题分析结果，如图上述的例题分析结果，如图 8-8所示，它虽所示，它虽然直观，但

14、要想从图形中得到精确的数值然直观，但要想从图形中得到精确的数值关系还需借助下面要介绍的游标关系还需借助下面要介绍的游标（Cursors）的功能。其对应的菜单如图）的功能。其对应的菜单如图 8-9所示。所示。1718表8-2 各游标（快捷方式）的功能 19例如探测波形最高点的位置，可启动例如探测波形最高点的位置，可启动 ，图形与数值如图所示，图形与数值如图所示。208.3 游标的功能n n在用网表文件输入交流分析时其控制语句为：在用网表文件输入交流分析时其控制语句为：在用网表文件输入交流分析时其控制语句为：在用网表文件输入交流分析时其控制语句为：n n.AC LIN/OCT/DEC.AC LIN

15、/OCT/DECn n其中，选择项其中，选择项其中，选择项其中，选择项LIN/OCT/DECLIN/OCT/DEC为频率扫描点的取样方式：为频率扫描点的取样方式：为频率扫描点的取样方式：为频率扫描点的取样方式：LINLIN为线性扫描；为线性扫描；为线性扫描；为线性扫描；OCTOCT为倍频程（为倍频程（为倍频程（为倍频程（8dB8dB）扫描；）扫描；）扫描；）扫描；DECDEC为为为为数量级（数量级（数量级（数量级（10dB10dB）扫描。）扫描。）扫描。）扫描。LINLIN用于较窄的频域分析，而用于较窄的频域分析，而用于较窄的频域分析，而用于较窄的频域分析，而DECDEC常用于宽频带分析。常用

16、于宽频带分析。常用于宽频带分析。常用于宽频带分析。频率间隔点之间频率间隔点之间频率间隔点之间频率间隔点之间的扫描点数。的扫描点数。的扫描点数。的扫描点数。和和和和分别为起始频率分别为起始频率分别为起始频率分别为起始频率和终止频率。和终止频率。和终止频率。和终止频率。n n举例：举例：举例：举例：n n.AC LIN 101 10HZ 200HZ.AC LIN 101 10HZ 200HZn n.ACDEC 10 1K 100MEG.ACDEC 10 1K 100MEGn n.AC.AC语句前的语句前的语句前的语句前的“.”.”不能少。为强调这点，有人称其为不能少。为强调这点，有人称其为不能少。

17、为强调这点，有人称其为不能少。为强调这点，有人称其为点语句。介绍这些的目的是对网表文件输入方式有个点语句。介绍这些的目的是对网表文件输入方式有个点语句。介绍这些的目的是对网表文件输入方式有个点语句。介绍这些的目的是对网表文件输入方式有个了解，同时也为了看懂了解，同时也为了看懂了解，同时也为了看懂了解，同时也为了看懂OUTPUTOUTPUT文件。文件。文件。文件。218.4 噪声分析(.NOISE)n n噪声分析就是针对电路中无法避免的噪声所做的噪声分析就是针对电路中无法避免的噪声所做的分析。它是与交流分析一起使用的。电路中所计分析。它是与交流分析一起使用的。电路中所计算的噪声通常是电阻上产生的

18、热噪声、半导体元算的噪声通常是电阻上产生的热噪声、半导体元器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。PSpicePSpice程序程序ACAC分析的每个频率点上对指定输出端计算出等效输分析的每个频率点上对指定输出端计算出等效输出噪声，同时对指定输入端计算出等效输入噪声。出噪声，同时对指定输入端计算出等效输入噪声。输出和输入噪声电平都对噪声带宽的平方根进行输出和输入噪声电平都对噪声带宽的平方根进行归一化，噪声电压的单位是归一化，噪声电压的单位是 ，噪声电流的单，噪声电流的单位是位是 。本小节以共射极。本小节以共射极BJTBJT放大电路为例，如放大电路为例，如图图8-128-12所

19、示，说明如何进行噪声分析。所示，说明如何进行噪声分析。228.4 噪声分析(.NOISE)（1）电路图的绘制）电路图的绘制 1 1）绘制电路图、元器件符号的呼叫与属性的设置。）绘制电路图、元器件符号的呼叫与属性的设置。）绘制电路图、元器件符号的呼叫与属性的设置。）绘制电路图、元器件符号的呼叫与属性的设置。2 2）得到如图）得到如图）得到如图）得到如图8-128-12所示的共射极所示的共射极所示的共射极所示的共射极BJTBJT放大电路图。放大电路图。放大电路图。放大电路图。238.4 噪声分析(.NOISE)（2）分析参数的设定 n n点选菜单点选菜单点选菜单点选菜单PSpice/Edit Si

20、mulation SettingPSpice/Edit Simulation Setting，或其，或其，或其，或其对应的图标。出现设定分析的画面。对应的图标。出现设定分析的画面。对应的图标。出现设定分析的画面。对应的图标。出现设定分析的画面。n n进入模拟设置画面中。进入模拟设置画面中。进入模拟设置画面中。进入模拟设置画面中。n n Analysis TypeAnalysis Type设置为交流分析。频率范围从设置为交流分析。频率范围从设置为交流分析。频率范围从设置为交流分析。频率范围从1K1K100M100M。n n 噪声分析噪声分析噪声分析噪声分析248.4 噪声分析(.NOISE)n

21、n噪声分析 n n点选点选EnabledEnabled的小方框的小方框 ，选中噪声分析。，选中噪声分析。n nOutputOutput的空格中填入的空格中填入的空格中填入的空格中填入V(Vout)V(Vout)，表示针对此节点，表示针对此节点，表示针对此节点，表示针对此节点电压做噪声分析。电压做噪声分析。电压做噪声分析。电压做噪声分析。n nI/VI/V的空格中填入的空格中填入的空格中填入的空格中填入V1V1，表示每一噪声源以均方，表示每一噪声源以均方，表示每一噪声源以均方，表示每一噪声源以均方根值等效移至此电源处。根值等效移至此电源处。根值等效移至此电源处。根值等效移至此电源处。n nInt

22、ervalInterval的空格中填入的空格中填入的空格中填入的空格中填入2020，表示每隔，表示每隔，表示每隔，表示每隔2020个频率点个频率点个频率点个频率点便在文字输出档中输出一份噪声出资料便在文字输出档中输出一份噪声出资料便在文字输出档中输出一份噪声出资料便在文字输出档中输出一份噪声出资料,如图如图如图如图8-8-1313所示。所示。所示。所示。n n点选点选点选点选“确定确定确定确定”结束结束结束结束噪声分析噪声分析噪声分析噪声分析的设置。的设置。的设置。的设置。25 26 8.4 噪声分析(.NOISE)n n（3 3）执行）执行PSpicePSpice程序程序n n点选点选PSp

23、icePSpice/Run/Run，进行，进行PSpicePSpice程序分析。呼叫以下波形：程序分析。呼叫以下波形：V(INOISE)V(INOISE)、V(ONOISE)V(ONOISE)、DB(V(INOISE)DB(V(INOISE)、DB(V(ONOISE),DB(V(ONOISE),结果如图结果如图8-148-14所示。所示。278.4 噪声分析(.NOISE)n n（4 4）查看输出文档）查看输出文档）查看输出文档）查看输出文档 n n点选点选点选点选View/Output FileView/Output File可以看到噪声分析文字输出结果，可以看到噪声分析文字输出结果，可以看到噪声分析文字输出结果，可以看到噪声分析文字输出结果，如图如图如图如图8-158-15所示。所示。所示。所示。28图8-15 噪声分析文字输出结果29