PSPICE电路仿真与应用4.2

.MC 蒙特卡罗分析


需要指定元器件的容差值和容差分布，一 般在模型参数中进行容差说明。 例： R1 2 3 RMOD 1K R2 4 5 RMOD 1K .MODEL RMOD RES (R=1 +DEV/GAUSS=4% LOT/GAUSS=10% .MC 10 DC V(12) YMAX
.MC 分析举例
仿真结果
30mA
20mA
10mA
0A 0V I(D1) VI 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V
.STEP 通用参数扫描分析


功能：可以与任何一种分析类型(DC、 AC、TRAN)配合起来使用。对电路执行 的分析进行参数或变量的扫描（主要是 对PVT的扫描） 待扫描的参数或变量包括：电源电压、 温度、模型参数、自定义的参数或变量。
R
I
实部
虚部
噪声分析中的输出变量
输出变量 INOISE ONOISE 含 意 输入节点的等效输入噪声
输出节点的总的均方根噪声和。 即总的输出噪声 DB(INOISE) 按分贝为单位的等效输入噪声 DB(ONOISE) 按分贝为单位的总的输出噪声
举例：



V(2,1) 节点2和节点1的电压幅度 VM(2) 节点2与参考节点(地)间的电压幅度 VDB(R1) R1上电压幅度的分贝(dB)数 VBEP(Q5) 三极管Q5的基极与发射极间电压的 相位 IAG(T2) 传输线T2的A端口电流的群延迟 IR(VIN) 流过电压源VIN电流的实部 II(R1) 流过电阻R1上电流的虚部 IGG(M3) MOSFET M3栅极电流的群延迟
.TEMP 分析举例
求二极管 伏安特性 的温度特 性

PSpice网表

DIODE R1 2 0 100 D1 1 2 DMOD VI 1 0 DC 1 .MODEL DMOD D .DC VI 0 2.5 0.01 .TEMP -100 2 100 200 .PROBE .END
.WCASE 分析举例
右图为带通滤波 器，网络中三个 电容的容差为 ±20%，电感的 容差为±20%，对 电路频率响应进 行最坏情况分析
PSpice网表文件





WCASE R1 1 2 100 RL 3 0 100 C1 2 0 CMOD 0.0039U C2 2 3 CMOD 0.0039U C3 3 0 CMOD 0.0039U L1 2 3 LMOD 10 VI 1 0 AC 1 .MODEL CMOD CAP (C=2 DEV=20%) .MODEL LMOD IND (L=1 DEV=20%) .AC DEC 10 1K 100MEG *.MC 10 AC VM(3) MAX OUTPUT FIRST 5 .WCASE AC VM(3) YMAX .PROBE VM(3) .END
仿真结果1
300mV
200mV
100mV
0V 1.0KHz V(3)
10KHz
100KHz Frequency
1.0MHz
10MHz
100MHz
.TEMP 温度设置


功能：在不同的环境温度下对电路进行DC、 AC、TRAN等性能分析 命令格式：

.TEMP T1 <T2 T3…....> T1，T2…是指定的模拟温度(单位为℃)。若给了几 个温度，则对每个温度，都要做一遍所有的分析。 当温度低于-273℃时不能模拟。模型参数是在温度 为标称温度TNOM下的值，若无.TEMP语句，则程 序将在温度TNOM＝27℃下进行模拟。
4.3 通用控制语句

.LIB 元件参数库调用语句
.FUNC 函数定义语句 .INC 文件包含语句



.MC 蒙特卡罗分析


功能：是一种统计模拟方法，它是对选 择的分析类型(DC、AC、TRAN)多次运行 后进行的统计分析，得出由于元器件的 容差而引起的电路性能的偏离 在大规模集成电路设计中，可以用来预 测成品率或良率。
.MC 蒙特卡罗分析

语句格式和参数设置




.MC (runs value) (analysis) <output variable> +<function> <options> Runs value：必须指定的运行次数 Analysis : 必须指定的分析类型(DC、AC、 TRAN) 仿真结果输出：由<output variable> <function> <options>等选项设置
.STEP 通用参数扫描分析

命令格式与参数设置：
.STEP (LIN) SVAR SSTART SSTOP SINCR .STEP (OCT) SVAR SSTART SSTOP ND .STEP (DEC) SVAR SSTART SSTOP ND .STEP SVAR LIST ＜VAL1 VAL2….＞ 该命令语法格式与.DC语句类似，在分析功 能上与.MC和.TEMP类似，不要对同一个变 量值，同时使用.STEP、.DC、.MC、.TEMP 否则会报错
name元器件x端的电压 name元器件X和Y两端的电压 传输线一终端的电压 通过name元器件的电流 进入name元器件x端的电流 name传输线的一终端电流
D (name)
名为name的数字节点的数字值。该值仅在 DC和瞬态分析有效．
交流分析中的输出变量
AC分析中，在输出电压v和电流I的变量之后再加上附加项， 就可得到适当的输出，各附加项含意如下； 附加项 不加 M P DB G 幅度 幅度 相位 单位为分贝的幅度 群延迟 含 意
4.2 输出控制语句



.PRINT 文本打印。结果在*.out .PLOT 文本绘图。结果在*.out .PROBE 数据存放在*.dat调用绘图程序 绘图
输出控制命令格式：



.PRINT (PRTYPE) OUTVAR1<OUTVAR2…OUTVAR8> 例：.PRINT TRAN V(4) V(2,8) I(VIN) I(VCC) .PLOT (PRTYPE) OUTVAR1<(low,high)><OUTVAR2 <(low,high)> …OUTVAR8> 例： .PLOT DC I(D8) I(VCC)(-20mA，20mA) 该语句规定l到8个输出变量的绘图输出， PRTYPE 是输 出的分析类型(DC，AC，TRAN，NOISE ）。 (low,high) 的可选项是表示对任何输出变量规定作图的 下限(low)和上限(high) 。如没有规定绘图限制，PSpice 将自动地决定所有绘图的输出变量的最小值和最大值， 并换算合适的作图比例。
瞬态仿真结果
27mV
26mV
25mV
24mV 0s 1.0ms V(3) 2.0ms 3.0ms Time 4.0ms 5.0ms 6.0ms
谐波仿真结果




FOUR\STEP\PARAM **** FOURIER ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C **** CURRENT STEP PARAM AMP = 0.03 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 4.988052E+00 PERCENT
右图为带通滤波 器，网络中三个 电容的容差为 ±20%，使用蒙 特卡罗分析电路 频率响应的变化
PSpice网表文件



MC R1 1 2 100 RL 3 0 100 C1 2 0 CMOD 0.0039U C2 2 3 CMOD 0.0039U C3 3 0 CMOD 0.0039U L1 2 3 10 VI 1 0 AC 1 .MODEL CMOD CAP (C=2 DEV=20%) .AC DEC 10 1K 100MEG .MC 10 AC VM(3) MAX OUTPUT FIRST 5 .PROBE VM(3) .END
仿真结果1
300mV
200mV
100mV
0V 1.0KHz V(3)
10KHz
100KHz Frequency
1.0MHz
10MHz
100MHz
仿真结果2
RUN Pass Pass 5 6 MAXIMUM VALUE .2715 at F = 125.8900E+03 ( 108.8 % of Nominal) .2691 at F = 100.0000E+03 ( 108.73% of Nominal) .2554 at F = 100.0000E+03 ( 103.21% of Nominal) .248 at F = 125.8900E+03 ( 99.376% of Nominal) .2463 at F = 125.8900E+03 ( 98.688% of Nominal) .2408 at F = 125.8900E+03 ( 96.499% of Nominal)
Pass 10 Pass Pass Pass 7 2 9
.WCASE 最坏情况分析

功能：在给定的元器件参数容差的情况下，估 算出电路性能相对标称值时的最大偏差。如果 偏差超出容许的范围，就要更换元器件或电路 结构。

命令格式：


.WCASE (analysis) (output variable) <function> <option> 参数定义与.MC类似