PSpice仿真教程12--有源滤波器的蒙特卡罗分析
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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。