交流
分析
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交流分析又称AC分析,就是求电路的频域响应。当输入信号的频率变化时,它能够计算出电路的幅频响应和相频响应。作交流分析时,信号源应用交流源VAC或IAC。
1.交流分析举例
A. 用Capture软件画好电路图如下,
电路默认参数设置为:V2=3V, V1=820mV, I1=2uAV3=1Vac,0Vdc, C1=1p. W/L of NMOS =10u/1u.W/L of PMOS =10u/1u NMOS使用MbreakN3,PMOS使用MbreakP3.
B. 设置分析类型和参数。在如图所示的参数设置框中设置参数如下:
图2.3.22 AC分析参数设置
在Analysis type栏中选“AC Sweep/Noise”。
在Option栏中选“General Settings”。
在AC Sweep Type栏中选“Logarithmi:Decade”。 意思是以10倍频方式扫描。
在Start栏中填入“1k”。
在End栏中填入“10MEG”。
在Points/Decade栏中填入“10”。
意思是频率从1kHz变化到10MHz,每10倍频间隔计算10个点。
Noise Analysis栏是作噪声分析用的,这里可以不选。设置完后按“确定”键。
C. 运行Pspice。
D. 查看单端输出时电压增益的波特图。
① 在Probe窗口中,执行Trace/Add Trace命令,在“Trace Expression”文本框中键入DB(V(out)),即显示出电压增益的幅频特性曲线。
② 点选Trace/Add Y Axis ,增加一个纵轴。
③ 在“Trace Expression”文本框中键P(V(out)),即显示出电压增益的相频特性曲线
参数扫描分析
参数扫描分析就是当电路中某个参数在一定的范围变化时,对指定的每个参数值进行一次基本分析。每一种基本分析如DC分析、AC分析、TRAN分析都可与参数扫描分析配合使用。它在电路优化方面有着重要作用。
设置分析类型和参数:在如图所示的分析类型和参数设置框中设置好瞬态分析的参数后,在Options栏中再点选“Voltage source”,出现如图所示的参数分析对话框。
运行Pspice。查看分析结果。分析结束后出现如图所示的多批运行结果选择框,供你选择。选All并按OK键,出现Probe窗口。
在Probe窗口中,执行Trace/Add Trace命令,在“Trace Expression”文本框中键入DB(V(out)),即显示出电压增益的幅频特性曲线。
观察: 只有当V1=0.82V附近时,放大器的开环增益才最大。
在V1=0.82附件做dc sweep,观察输出特性。
结论:输出在Vdd/2附近时,放大器的开环增益才最大。
瞬态分析
瞬态分析又称TRAN分析,就是求电路的时域响应。它可在给定输入激励信号情况下,计算电路输出端的瞬态响应,也可在没有激励信号但有贮能元件(如C和L)的情况下,求振荡波形。
A. 用Capture软件画好电路图如下,
电路默认参数设置为:V2=3V, V1=1V, I1=2uAV4(voff=0,vampl=10m,freq=1k), C1=1p.R1=R2=1meg W/L of NMOS =10u/1u.W/L of PMOS =10u/1u NMOS使用MbreakN3,PMOS使用MbreakP3. V4是正弦信号vsin.
准备工作:①对V1做DC sweep 使输出V(out)偏置于Vdd/2附近。
②重新设置V1的值。
B. 设置分析类型和参数:完成模拟类型分组后,点击Create按钮,出现如图2.3.11所示的分析类型和参数设置框。
在Analysis type栏中选“Time Domain(Transient)”。
在Option栏中选“General Settings”。
在Run to栏中填入“2ms”。意思是瞬态分析的终止时间为2ms。
在Start saving data栏中填入“0”。意思是瞬态分析的起始时间为0。
在Maximum Step栏中填入“10us”。意思是瞬态分析的时间步长为10μs。
设置完后按“确定”键。
(5)运行Pspice。执行Pspice/Run命令。
查看结果:如图
附件:
NMOS 模型:
.MODEL Mbreakn NMOS LEVEL = 3
+ TOX = 200E-10 NSUB = 1E17 GAMMA = 0.5
+ PHI = 0.7 VTO = 0.8 DELTA = 3.0
+ UO = 650 ETA = 3.0E-6 THETA = 0.1
+ KP = 120E-6 VMAX = 1E5 KAPPA = 0.3
+ RSH = 0 NFS = 1E12 TPG = 1
+ XJ = 500E-9 LD = 100E-9
+ CGDO = 200E-12 CGSO = 200E-12 CGBO = 1E-10
+ CJ = 400E-6 PB = 1 MJ = 0.5
+ CJSW = 300E-12 MJSW = 0.5
PMOS 模型:
.MODEL Mbreakp PMOS LEVEL = 3
+ TOX = 200E-10 NSUB = 1E17 GAMMA = 0.6
+ PHI = 0.7 VTO = -0.9 DELTA = 0.1
+ UO = 250 ETA = 0 THETA = 0.1
+ KP = 40E-6 VMAX = 5E4 KAPPA = 1
+ RSH = 0 NFS = 1E12 TPG = -1
+ XJ = 500E-9 LD = 100E-9
+ CGDO = 200E-12 CGSO = 200E-12 CGBO = 1E-10
+ CJ = 400E-6 PB = 1 MJ = 0.5
+ CJSW = 300E-12 MJSW = 0.5