pspice灵敏度结果的分析.docx

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pspice灵敏度结果的分析

灵敏度结果的分析

　　Sensitivity工具运行后，可以在如图4-20所示的Sensitivity工具窗口查看相关的显示信息。

分析Sensitivity工具运行结果。

在此基础上，修改元器件参数设置，改进电路设计，并把生成的灵敏度信息结果传送给其他优化工具。

　　1.修改最灵敏的元器件参数

　　在Sensitivity工具窗口的Parameter表格区选中一个元器件名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行FindinDesign子命令，将使电路图中该元器件处于选中状态，同时窗口切换为电路图绘制软件Capture窗口。

在电路图中查找最灵敏的元器件，并修改它们的参数值大小，更好的适应电路设计要求。

如图4-23所示。

　　注解说明：

在Sensitivity工具窗口还可以执行Analysis/Sensitivity/FindinDesign子命令，其功能作用与执行快捷菜单中的FindinDesign子命令相同。

　　2.设置好的灵敏度信息结果传送给其他优化工具

　　在Sensitivity工具窗口的Parameter表格区选中要进行优化设计的元器件名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行SendtoOptimizer把元器件参数发送给Optimizer工具，进行元器件参数的优化设计分析。

如图4-24a所示。

　　同样,在Sensitivity工具窗口的Specification表格区选中要进行优化设计的电路特性函数名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行Sendto子命令把元器件参数发送给Optimizer/MonteCarlo工具。

如图4-24b所示。

　　若要查看灵敏度原始数据只要按如图4-25所示，在灵敏度分析窗口按下如图4-22所示命令即可调出Sensitivity分析结果清单。

　　调出的原始数据如图4-26所示，图中显示最后第18次运行结果。

　　4.7本章小结

　　本章在介绍灵敏度分析基本概念（定义、重要性等）的基础上重点介绍了如何使用Sensitivity工具对电路进行灵敏度分析。

OrCAD10.3版本PSpice–AA中的Sensitivity工具可以对多种电路特性进行直流、交流和瞬态灵敏度分析。

解决了早先版本中只局限于作直流灵敏度分析的问题。

针对电路中不同的元器件特性可以透过Sensitivity分析找出最关键的元器件。

这些最关键的元器件既指出容差类型及其参数值的大小又可作为Optimizer/MonteCarlo的候选角色。

同时也可以指出影响较小的关键元器件，在不影响设计的效率或品质率的前提下，做出较好选择，减少成本。

　　在Sensitivity工具窗口的Parameters及Specifications表格区可以查看相应的分析结果。

　　1.1.Parameter表格区每个列的内容会随Specification表格区里所指到的特性值，去显示对应的结果。

Parameter表格区行的内容显示组件的参数，在列里显示参数值及原始数据值等内容，并在Parameter表格区里用长条图显示，可以很容易的对比哪个组件对电路特性最敏感，并对此字段可做最大、小排序。

　　2.2.Specification表格区能够显示并启动Measurements（特性值）、仿真类型及最坏情况下的最大与最小值。

在Specification表格区所指到的特性值，相应的会显示最坏情况下计算出来的最大值与最小值和随着Parameter表格区里的组件参数所计算相对或绝对灵敏度。

　　综上所述，清晰可见灵敏度分析既是参数优化设计的前提和基础，又是容差分析的基础

在灵敏度分析工作流程图中：

1.调用Capture绘制电路；

2.调用PSpice进行电路特性模拟；

3.确定电路特性函数；

4.检验电路特性函数模拟结果；

5.调用PSpice10.3-AA，调入电路特性参数；

6.运行Sensitivity工具进行灵敏度分析；

7.电路是否满足设计要求？

有3项选择：

8.是，将关键元器件参数传送给Optimizer工具；

9.否，修改元器件参数或修改电路；

10.已满足，转10打印输出、11保存结果

　　下面以射频放大器电路为例加以说明。

　　4.3电路原理图设计及电路模拟仿真

　　调用Capture10.3进行电路原理图设计，仍以射频放大器为例，其图如4-3所示。

在上一章节已经对调入PSpice10.3-AA参数库绘制电路原理图进行过介绍，读者不用作任何修改就可以进行相关模拟分析。

　　对于电路图中元器件参数设置一般是要自行设计的，其中无源元件电阻R、电容C是最常用的元件。

将PSpice10.3-AA参数库的电阻R调出，将其符号连击2次就可以调出它的属性如图4-4所示。

　　图中，负容差（NEGTOL）：

虚拟变量（RTOL%）=10（见设计变量表）；

正容差（POSTOL）：

虚拟变量也用（RTOL%）=（也是）10（见设计变量表）。

　　4.3.2电路模拟仿真

　　调用PSpice对射频放大器电路进行瞬态、交流分析，并检查结果：

　　1.瞬态分析：

瞬态分析模拟仿真参数设置如图4-5所示,其波形比较理想，电压增益也满足设计要求。

瞬态分析结果及电路输出波形如图4-6所示。

　　2．交流分析:

交流分析模拟仿真参数设置如图4-7所示。

　　交流分析结果及电路输出波形如图4-8所示。

从图中可以看出增益、带宽均为适宜，对标称值设计业已理想。

下一步是有容差参数的优化。

　　4.4确定电路特性参数

　　为进行灵敏度分析将电路特性参数（带宽、增益）细化，在交流分析结果输出时，可在显示模拟分析结果的Probe窗口中，选择菜单Trace/EvaluateMeasurement子命令，如图4-9所示。

　　在出现的EvaluateMeasurement对话框中，选择电路特性函数3DB的带宽，具体设置如图4-10所示。

确定电路特性函数值（3DB带宽）结果如图4-11所示。

　　同理，可确定最大增益Max的DB值，确定的结果如图4-12所示。

　　从图中显示的结果可以确定电路特性函数值：

最大增益值为9.41807dB；带宽为150.57877meg（兆），基本符合设计要求。

　　4.5调入、运行Sensitivity工具

　　调入Sensitivity工具的方法如图4-13所示。

　　运行Sensitivity则出现Sensitivity工具窗口如图4-14所示。

　　图中，①区为Parameters元件数据显示区，此时尚未运行Sensitivity，所以只有标称值一列有数据。

②区为电路特性函数（Specifications）调整区。

先介绍②区。

　　4.5.1电路特性函数（Specification）调整区

　　由于用标准PSpice对电路特性函数作过严密准确的分析，结果显示理想，所以一般不要轻易改动。

　　为该区标志；为添加电路特性函数文件。

光标指向该文件并单击它，出现已调用过的Max和Bandwidth电路特性函数如图4-15所示。

　　对于需要选用未列在ImportMeasurement（s）对话框中的电路特性函数，可以执行Analysis/Sensitivity/CreateNewMeasurement子命令，添加相应的电路特性函数，如图4-16所示。

　　注解：

执行该子命令，与单击“”所在行的文件添加电路特性函数作用相同。

下面将分别介绍Sensitivity工具窗中电路特性函数调整区表格各列功能、用法：

　4.5.2Parameter元件数据区

　　先选定选择百分比（相对）、单位（绝对）灵敏度，具体操作如图4-19所示。

　　其次还要确定灵敏度大小比较时所用坐标是采用线性（Linear）比例的还是采用对数（Log）比例的，具体操作如图4-21所示。

　　以上各部分准备的越细致，后面的出现问题的几率就越少。

对于灵敏度分析类型和坐标系的选取同样可以在Parameters表格区的快捷菜单中执行相应的子命令程序，这与执行Analysis命令下的相关子命令程序的作用是一致的。

再看元件数据区如图4-22所示。

　　从图4-22可以看出中共分为8列，下面将分别介绍Sensitivity工具窗中元件数据显示区表格各列功能、用法：

4.6灵敏度结果的分析

　　Sensitivity工具运行后，可以在如图4-20所示的Sensitivity工具窗口查看相关的显示信息。

分析Sensitivity工具运行结果。

在此基础上，修改元器件参数设置，改进电路设计，并把生成的灵敏度信息结果传送给其他优化工具。

　　1.修改最灵敏的元器件参数

　　在Sensitivity工具窗口的Parameter表格区选中一个元器件名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行FindinDesign子命令，将使电路图中该元器件处于选中状态，同时窗口切换为电路图绘制软件Capture窗口。

在电路图中查找最灵敏的元器件，并修改它们的参数值大小，更好的适应电路设计要求。

如图4-23所示。

　　注解说明：

在Sensitivity工具窗口还可以执行Analysis/Sensitivity/FindinDesign子命令，其功能作用与执行快捷菜单中的FindinDesign子命令相同。

　　2.设置好的灵敏度信息结果传送给其他优化工具

　　在Sensitivity工具窗口的Parameter表格区选中要进行优化设计的元器件名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行SendtoOptimizer把元器件参数发送给Optimizer工具，进行元器件参数的优化设计分析。

如图4-24a所示。

　　同样,在Sensitivity工具窗口的Specification表格区选中要进行优化设计的电路特性函数名称，单击右键在出现的快捷菜单中，执行Sendto子命令把元器件参数发送给Optimizer/MonteCarlo工具。

如图4-24b所示。

　　若要查看灵敏度原始数据只要按如图4-25所示，在灵敏度分析窗口按下如图4-22所示命令即可调出Sensitivity分析结果清单。

　　调出的原始数据如图4-26所示，图中显示最后第18次运行结果。

　　4.7本章小结

　　本章在介绍灵敏度分析基本概念（定义、重要性等）的基础上重点介绍了如何使用Sensitivity工具对电路进行灵敏度分析。

OrCAD10.3版本PSpice–AA中的Sensitivity工具可以对多种电路特性进行直流、交流和瞬态灵敏度分析。

解决了早先版本中只局限于作直流灵敏度分析的问题。

针对电路中不同的元器件特性可以透过Sensitivity分析找出最关键的元器件。

这些最关键的元器件既指出容差类型及其参数值的大小又可作为Optimizer/MonteCarlo的候选角色。

同时也可以指出影响较小的关键元器件，在不影响设计的效率或品质率的前提下，做出较好选择，减少成本。

　　在Sensitivity工具窗口的Parameters及Specifications表格区可以查看相应的分析结果。

　　1.1.Parameter表格区每个列的内容会随Specification表格区里所指到的特性值，去显示对应的结果。

Parameter表格区行的内容显示组件的参数，在列里显示参数值及原始数据值等内容，并在Parameter表格区里用长条图显示，可以很容易的对比哪个组件对电路特性最敏感，并对此字段可做最大、小排序。

　　2.2.Specification表格区能够显示并启动Measurements（特性值）、仿真类型及最坏情况下的最大与最小值。

在Specification表格区所指到的特性值，相应的会显示最坏情况下计算出来的最大值与最小值和随着Parameter表格区里的组件参数所计算相对或绝对灵敏度。

　　综上所述，清晰可见灵敏度分析既是参数优化设计的前提和基础，又是容差分析的基础。

下一章:

从实例中学习OrCAD-PSpice10.3-AA（优化1）