PSpice仿真教程12--有源滤波器的蒙特卡罗分析

题目：有源滤波器的蒙特卡罗分析

有源滤波器（带通）的中心频率为10kHz，带宽为4.7kHz，

电阻的独立容差为1％，电容的独立容差为5％。

分析100套有源滤波器的带宽和中心频率的分布情况，

性能指标为：输出的带宽4.7kH z±10%，中心频率10kHz±5％。

计算该批产品合格率。

若将电容的独立容差改为2％，该批产品的合格率为多少？

1．绘制电路原理图如上所示，其中R1、R2、R3、R4、Rf和C1、C2均取自Breakout.slb 符号库中。

它们的标称值分别为：R1=64k、R2=31.6k、R3= R4= 15.8k、Rf= 97k和C1=C2= 1000p 2．设置电阻、电容的容差大小。（电阻的独立容差的设置如下图所示：）

（电容的独立容差的设置如下图所示：）

3. 设置分析类型：

（1）AC Sweep参数设置如下：（由于要分析100套有源滤波器的带宽和中心频率，所以需要与蒙特卡洛分析联合使用的分析类型是AC Sweep）

（2）蒙特卡洛分析的参数设置如下。

4.对电路进行仿真得到如下仿真结果：（下图为电路运行100次所得到的100条曲线。）

5. 绘制直方图（直方图的功能是显示电路元器件在分散变化规律下，电路某一性能的分布情况）

（1）绘制带宽的直方图（当电路中电阻、电容在容差范围内随机取值的时候，观察100套滤波器的带宽分布情况）

第一步：在Probe下，点击Tools—> Options ，弹出如下对话框，设置Number of Histogram Divisions（分区数或直方图中显示的长方形个数）为45。

第二步：在Probe下，点击Trace —> Performance Analysis，弹出如下对话框：

点击ok，将Probe画面转换成目标函数性能设计，如下所示：

第三步：点击Trace —>Add，添加性能函数，弹出如下对话框，

编辑Trace Expression表达式为Bandwidth(V(out),3)，该函数为带宽函数，即计算v(out)下降3db的带宽。

点击ok。得到如下所示的带宽直方图：

第四步：利用游标估算产品的合格率。（即带宽为4.7kH z±10%所占的比例。）

由直方图下面的参数可得，带宽的均值、方差、最大值、最小值和中值分别为多少？。（2）绘制中心频率的直方图：

点击Trace —>Delete All ，将带宽直方图删掉，然后点击点击Trace —>Add，弹出Add Traces

对话框，并在编辑Trace Expression的表达式为中心频率（即波形从最大值下降db_level分贝的两点的中心频率）的函数，CenterFreq(V(out),3)。点击ok后得到中心频率的直方图，如下所示。

利用游标估算产品的合格率。（即中心频率为10kHz±5％所占的比例）

6. 将电容的独立容差设置为2％，重复上面的步骤。并计算产品的合格率。