PCB抄板常見的仿真分析

靜態工作點分析

靜態工作點分析 (Operating Point Analysis)：把放大器的輸人信號短路時﹐放大器處在無信號輸人狀態﹐即靜態。由于靜態工作點選擇不合適﹐輸出波形會失真﹐因此設置合適的靜態工作點是放大電路正常工作的前提。一般電容被看成開路﹐電感被看成短路。

瞬態特性分析

瞬態特性分析 (Transient Analysis)：規定起始和終止時間﹐觀察一段時間內仿真波形的變化。

Transient Start Time(仿真的起始時間)、Transient Stop Time (仿真的終止時間)、Transient Step Time(仿真的時間步長)、Transient Max Step Time (仿真的最大時間步長)、Use Initial Conditions(使用初始設置條件)、Use Transient Defaults(采用系統默認設置)、Defaults Cycles Displayed (默認顯示的波形周期數)、Defaults Points Per Cycles(默認每一周期的點數)、Enable Fourier (傅里葉分析有效)、Fourier Fundamental Frequency(傅里葉分析中的基波頻率)。

直流傳輸特性分析

直流掃描分析 (DC Sweep Analysis)就是直流傳輸特性分析﹐當輸人在一定范圍內變化時﹐輸出一個曲線軌跡。通過執行一系列直流工作點分析﹐修改選定的源信號電壓﹐從而得到一個直流傳輸曲線。

Primary Source (電路中獨立電源的名稱)、Primary Start(主電源起始電壓值)、Primary Stop(主電源停止電壓值)、Primary Step(在掃描范圍內指定的增量值)。

交流小信號分析

交流分析 (AC Analysis)是在一定的頻率范圍內分析電路的響應。交流小信號分析 (AC Small Signal Analysis)。

1.Linear：全部測試點均勻地分布在線性化的測試范圍內﹐是從起始頻率開始到終止頻率的線性掃描。Linear類型適用于帶寬較窄的情況。

2.Decade：測試點以10的對數形式排列。Decade類型適用于帶寬特別寬的情況。

3.Octave：測試點以8個2的對數形式排列。頻率以倍頻程進行對數掃描。Octave類型適用于帶寬較寬的情況。

4.Test Points(測試點)：在掃描范圍內﹐依據選擇的掃描類型定義增量值。

5.Total Test Point(全部測試點)：顯示全部測試點的數量。

噪聲分析

噪聲分析 (Noise Analysis)：利用噪聲譜密度測量電阻和半導體器件的噪聲影響﹐通常用V2∕Hz表征測量噪聲值。電阻和半導體器件都能產生噪聲﹐噪聲電平取決于頻率。電阻和半導體器件產生不同類型的噪聲 (注意﹐在噪聲分析中﹐電容、電感和受控源被視為無噪聲元件)。對交流分析的每一個頻率﹐電路中每一個噪聲源 (電阻或晶體管)的噪聲電平都被計算出來。具體是將各節點的電平值通過均方值相加的方法得到。

1.Noise Source：獨立的電壓、電流源﹐計算噪聲時作參考電源。

2.Start Frequency：起始頻率。

3.Stop Frequency：終止頻率。

4.Test Points：掃描的點數。

5.Point Per Summary(點范圍)：計算噪聲范圍。在此區域中﹐輸人0﹐只計算輸人、輸出噪聲﹔如輸人1﹐同時計算各個器件噪聲。

6.Out Put Node(輸出節點)：輸出噪聲節點。

7.Reference Node(參考點)：輸出噪聲參考節點。

8.線性掃描Liner﹐適用于帶寬較窄的情況。

9.Octave為倍頻掃描。

極點‐零點分析

極點‐零點分析 (Pole‐Zero Analysis)又稱臨界點分析﹐在單輸人∕輸出的線性系統中﹐利用電路的小信號交流傳輸函數﹐對極點或零點的計算用Pole‐Zero進行穩定性分析﹔將電路的直流工作點線性化﹐對所有非線性器件匹配小信號模型。傳輸函數可以是電壓增益 (輸出電壓與收人電壓之比)或阻抗 (輸出電壓與收人電流之比)中的任意一個。

參數含義如下：

1.Input Node：正的輸人節點。

2.Input Reference Node：輸人端的參考節點<默認為0(GND)>。

3.Output Node：正的輸出節點。

4.Output Reference Node：輸人端的參考節點<默認為0(GND)>。

5.Transfer Function Type：設定交流小信號傳輸函數的類型。V(output)∕V(input)—電壓增益傳輸函數﹔V(output)∕I(input)—電阻傳輸函數。

6.Analysis Type：分析類型﹐更精確地提煉分析極點。

傳遞函數分析

傳遞函數分析 (Transfer Function Analysis)也稱為直流小信號分析。傳遞函數分析計算每個電壓節點上的直流輸人電阻、直流輸出電阻和直流增益值。

參數含義如下：

1.Source Name：指定輸人參考的小信號輸人源。

2.Reference Node：計算每個電壓節點的電路節點。

利用傳遞函數分析可以計算整個電路中的直流輸人電阻、輸出電阻和直流增益三個小信號的值。

溫度掃描分析

溫度掃描分析 (Temperature Sweep)，溫度掃描是指在一定的溫度范圍內進行電路參數計算﹐用以確定電路的溫度漂移等性能指標。

參數含義如下：

1.Start Temperature：起始溫度 (單位：℃)。

2.Stop Temperature：截止溫度 (單位：℃)。

3.Step Temperature：在溫度變化區間內遞增變化的溫度大小。

參數掃描分析

參數掃描分析 (Parameters Sweep)是按掃描變量對電路所有風險參數掃描的﹐分析結果是產生一個數據列表或一組曲線圖。

參數含義如下：

1.Primary Sweep Variable(掃描值)：希望掃描的電路參數或元件值。

2.Primary Start Value(主初始值)：掃描變量的初始值。

3.Primary Stop Value(主截止值)：掃描變量的截止值。

4.Primary Step Value(主步長)：掃描變量的步長。

5.Primary Sweep Type(掃描類型)：設置步長的絕對值或相對值。

6.Enable Secondary(第二變量)：在分析時需要確定第二個掃描變量。

7.Secondary Sweep Variable(從掃描值)：希望掃描的電路參數或元件的第二變量的值。

8.Secondary Start Value(從初始值)：第二變量的初始值。

9.Secondary Stop Value(從截止值)：第二變量的截止值。

10.Secondary Step Value(從步長)：第二變量的步長。

11.Secondary Sweep Type(從步長類型)：設置掃描第二變量步長的絕對值或相對值。

蒙特卡羅分析

蒙特卡羅分析 (Monte Carlo Analysis)是一種統計模擬方法﹐它是在給定電路元件參數容差服從統計分布規律的情況下﹐用一組組偽隨機數求得元件參數的隨機抽樣序列﹐對這些隨機抽樣的電路進行直流掃描、直流工作點、傳遞函數、噪聲、交流小信號和瞬態分析﹐并通過多次分析結果估算出電路性能的統計分布規律。蒙特卡羅分析可以進行最壞情況分析﹐它在進行最壞情況分析時有著強大且完備的功能。

參數含義如下：

1.Seed：該值是仿真中隨機產生的。如果用隨機數的不同序列執行一個仿真﹐需要改變該值 (默認值為-1)。

2.Distribution：容差分布參數。Uniform (默認值)表示單調分布﹐在超過指定的容差范圍后仍然保持單調變化。

3.Number of Runs(元件數)：在指定的容差范圍內執行仿真﹐運用不同元件值 (默認值：5)。

4.Default Resistor Tolerance：電阻公差。

5.Default Capacitor Tolerance：電容公差。

6.Default Inductor Tolerance：電感公差。

7.Default Transistor Tolerance：晶體管公差。

8.Default DC Source Tolerance：直流源公差。

9.Default Digital Tp Tolerance：數字器件公差。

10.Specific Tolerances：用戶特定容差。