4-pspice交流分析、瞬态分析

参数分析与直流分析使用方法相似，但是为一项综 合分析工具。可以与其他分析结合使用。
可以在此对话框中选择 哪个参数得到的结果可 以显示出来
双击横轴下方的小颜色 块，可以查看此颜色曲 线是对应的哪组参数
输出信号 幅频特性随RL变化的曲线
交流分析综合实例： 项目exercise2，原理图ac-analyse
电源VSIN 幅度10v
频率1K
工作原理示意图
红线：输入正电压时 蓝线：输入负电压时
对比整流前后的波形图
改变X轴范围，使 得观察更清楚
整流前输入：V(V1:+)- V(V1:-)
整流后输出：V (Vo)
输出幅度减少多少？ 原因是什 么？
对整流后波形V(Vo)进行付立叶分析
傅里叶变换后的输出显示 （横轴变为频率）
交流分析含交流小信号分析及噪声分析
AC Sweep交流小信号分析（交流扫描分析）：
交流小信号分析是一种线性频域分析，用于分析电路的频率响 应。程序首先计算电路的直流工作点，以确定电路中非线性器 件的线性化模型参数，然后在用户指定的频率范围内，对此线 性化电路加不同频率的激励并记录各频率情况下电路的交流响 应。交流小信号分析能够计算出电路的幅频、相频响应和频域 传输函数（计算电路的增益），还可以计算输入阻抗和输出阻 抗。交流扫描时在设定的频带内按照设定的方式对电路。


瞬态分析是一种非线性时域分析，可以得 到信号的时域波形。此分析运行最为复杂， 最耗时。 对过渡过程的分析，譬如零状态响应，零 输入响应等。
瞬态分析



瞬态分析包括时域分析和傅立叶分析(类似示波器分析) 瞬态分析的对象是动态电路。动态电路的输出信号不 仅与输入信号有关，而且还与电路的初始状态有关。 在PSPICE 中，初始储能是通过电感和电容符号的IC 属性来定义的：电感的IC属性表示流经电感的初始电 流，电容的IC属性表示加在电容两端的初始电压。 过渡过程是由于激励信号的突然接入或改变，电路的 接通或开断，以及电路参数的突变等等所引起的。 将仅由电路初始储能引起的响应称为零输入响应，将 仅由输入激励产生的响应称为零状态响应。
计算结果（各次谐波的幅值和相位、归一化的幅度和相 位经及总的失真系数）放在“Examine Output”里，当用 户不设Fourier 可选项时，仍可在Probe 界面下观察到频 谱图，但各次谐波的幅值和相位没有记录。
查看仿真以后 的.out文件
和输出数据图形 分析结果一致
直流分量
谐波数 频率 幅度等
电子电路 设计与仿真
（四） -- 2013.6
nkjulan@
4.2 AC Sweep and Noise Analysis 交流扫描分析和噪声分析
AC Sweep Type/Sweep parameters： 其中参数的含义与DC Sweep 的Sweep Type 中的参数含义基本 一样，total pts：一共扫描分析多少个数据点。 Noise Analysis：噪声分析 Noise Enabled：在AC Sweep 的同时是否进行Noise Analysis。 Output Voltage:是指定节点的总的噪声输出电压。 I/V：是作为噪声输入基准的独立电压源名或独立电流名 Interval：输出结果的点频间隔。
VAC
VDC
基本共射放大电路的交流分析
交流分析：
输出信号的电压幅 度与频率的关系
输出相位与频率的关 系：稳定应为-180度， f过低有超前现象、过 高有滞后现象
增益幅度与频率的 关系：f过高过低都 影响放大倍数
输出信号信噪比与 频率的关系
V(Vs:+)/I(Vs)
计算输入阻抗与频率的关系
V(O)/(IC(Q1)-I(RL))
改变X轴坐标范围， 把图像局部放大 （0~10k）
可以看出，信号的主要能 量为直流分量以及2k、4k 等信号
下面看一下瞬态分析复选框里面的傅里叶分 析如何应用
Center Frequency：傅里叶分析中的基波频率， 其倒数即为基波周期。 Number of Harmonics：用于确定傅里叶分析时要 计算到多少次谐波。Pspice 的内定值是计算直流 分量和从基波一直到9 次谐波。 Output Vars：需进行傅里叶分析的输出变量名。
交流扫描分析 （高通滤波电路）
高通电路的特性： 对于高通电路，频率越低，衰减越大，相 移越大；只有当频率远远高于fL时，Uo才 约等于Ui。 fL为下限截止频率，在该频率下，增益幅 值降到70.7%，相移为+45度。
Noise Analysis 的输出节点 为Vo，等效噪声源的输入源 为V1，每隔5 个频率采样点 输出一次噪声分析结果。
噪声分析

噪声分析用于计算各个器件的噪声对输出节点 的影响并给出其均方根和的输出。它可完成 AC Sweep 中所规定的所有频率的计算。它与 AC 分析一起进行。先做AC分析，再做噪声 分析。 电路中所计算的噪声通常是电阻上产生的热噪 声，半导体器件产生的散粒噪声和闪烁噪声。 Pspice 程序在AC 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。输出、输入噪声电流 的单位为
查看输出信号相频响 应P(V(o))
查看输出信号交流增 益对频率的特性 V(o)/V(Vs:+)
输入阻抗频率特性曲线 V(Vs:+)/I(Vs)
等效输出噪声频率特性曲线 V(ONOISE) 信噪比频率特性曲线 V(O)/V(ONOISE)
下面分析负载RL对电路特性的影响：
首先对参数扫描分析复框中的参数进行设置
IC=0
添加仿真结果曲线，查 看输出信号V(Vo)瞬态 特性
例2. 建立原理图文件discharge并保存到项目 Transient，如图绘制电路图并设置仿真参数。
IC=1
电容放电过程
查看V(O)：放电 过程
例3.建立原理图文件commutate并保存到项目 Transient，如图绘制电路图并设置仿真参数。
相频特性曲线
添加仿真结果曲线，查看电路的交流增益对频率的特性
V(Vo)/V(Vi) 电路交流增益对频率的特性曲线
通过Plot/Add Y Axis命令增加纵 轴，使得多条曲线显示在同一横 轴上（同一个显示区域）
例2.建立原理图文件HPF并保存 到项目AC Sweep，如图绘制电 路图并设置仿真参数。
添加仿真结果曲线，查看输出信号噪声比对频率的特性
V(Vo)/V(ONOISE)
例3.建立原理图文件BPF并保存到项目AC-Sweep，如图 绘制电路图并设置仿真参数。
有源带通滤波器
注意运放的方向，使用 ctrl+F和ctrl+R可使器 件翻转到合适方向
输出信号 幅频响应
Sf le(70.7%)
通过此处 命令转换 到交流分 析界面 点击AC以后，出现 新的界面，其横轴为 频率
设置全局参数分析，分析不同R2值对于 输出的幅频特性的影响（1k，3k）
注意：直流中的R2扫描不能和全局参 数分析中的R2分析同时进行
查看幅频特性， 不同颜色的曲线 对应不同R值
4.3 Transient瞬态分析：

设计电路的时候，必须先了解信号的频率范围， 以便使所设计的电路具有适合于该信号频率范 围的通频带。
◎返回
数量使用单位：

Pspice8.0 规定了10 种比例因子。它们 用特殊符号表示不同的数量级。
T=1E+12 G=1E+9 MEG=1E+6 K=1E+3 MIL=25.4E-6 M=1E-3 U=1E-6 N=1E-9 P=1E-12 F=1E-15
接上滤波电容后，另存为commutate2，查看输出波形
0~20ms的Vo点输出图
通过光标快捷 按钮找波形的 最大最小值
傅立叶变换后 的图形：
把局部放大
（改变x轴范围0~10k）
可以分析出： 高频信号幅度明显减少
半波整流电路输出信号的瞬态分析
（原理图名称 half-commutate）
输出信号为原信号半波整 流后的波形
（1）频响特性的计算 通常可以设置输入信号幅度为单位1，相位为零，这 样输出变化量的幅值就代表了增益值，相位就是输出 与输入的相位差。
（2）输入阻抗的计算 输入阻抗 在AC 分析结束后，转换至Probe 绘图程序，输入Vi/Ii 即可得到输入阻抗特性。其中频 段之值即为输入电阻Ri 。
（3）输出阻抗的计算 电路输出阻抗可用外加电压法测出。在电路 图中，将负载电阻开路，输入电压源短路 （保留内阻），在输出端加一个电压源Vout ， Vout与输出端间串入隔直电容C，从而不会 影响电路原有的直流工作点的。则输出阻抗
支流分量明显较小
例4.文氏桥振荡电路震荡波形的瞬态分析 （原理图名称：wen’s）
输出一稳定震荡波形。幅度？
调整显示时间为4~8ms 通过找最大最小值，分析波形的幅度
谢 谢！
nkjulan@
频率响应

必要性：
在放大电路中，由于电抗元件（如电容、电感等）以 及晶体管极间电容的存在，当输入信号的频率过低或 者过高时，不但放大倍数的数值会变小，而且还将产 生超前或者滞后的相移。说明放大倍数是信号频率的 函数，这种函数关系称为频率(Vo)
幅频特性曲线
相频特性曲线 P(V(Vo))
添加Y轴，使不同曲线显示在同一横坐标轴下
通过命令准确定位 截止频率！ Sf le (0.707)即幅度 70.7%对应的点
添加仿真结果曲线，查看输出信号噪声对频率的特性
V(ONOISE)
同样，再加一条Y轴， 使三条曲线同时出现在 显示区 每条线条的名称前面的 数字表明了其所在的Y 轴
仿真参数设置：