CH04-交流分析06071.ppt

1 电路设计与仿真技术 第2章－ 交流分析 纲要 1.1 交流小信号分析(.AC) 1.2 噪声分析(.NOISE) 1.1 交流小信号分析(.AC) 1、定义： 是一种线性频域分析。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，对此线性化电路进行频率扫描分析，故也称之为交流扫描分析。 2、功能： 计算电路的频响特性(包括幅频特性和相频特性)，以及计算电路的输入阻抗和输出阻抗 3、语句格式： .AC LIN NP FSTART FSTOP LIN频率按线性变化。NP是在FSTART至FSTOP范围的取点数，其频率增量计算公式为 举例：.AC LIN 101 100HZ 200HZ 线性扫描，扫描频率初值是100Hz,终值是200HZ，101个扫描点 .AC DEC ND FSTART FSTOP 频率按数量级变化。ND表示每个数量级内的频率取ND-1个点。频率增量计算公式： 举例： .AC DEC 20 1MEG 100MEG 10倍频程扫描，扫描频率初值1MEG，终值100MEG，每10倍频程20个扫描点 .AC OCT NO FSTART FSTOP 频率按倍频程变化。NO 表示每个倍频程内取NO-1个频率点，其频率增量计算公式： 举例： .AC OCT 10 1KHZ 20KHZ 倍频程扫描，扫描频率初值1KHZ，终值20KHZ，每倍频程10个扫描点 4、频响特性的计算 通常习惯设置输入信号源是一个幅度为1，相位为零的单位源，这样从输出端取出的电压（或电流）的幅度就代表了增益值，相位就是输出与输入之间的相位差。 两条关键语句： VS 1 0 AC 1 0 .AC DEC 10 1 100MEG 即在1HZ-100MHZ的频率范围内，每个数量级内计算10个频率点。 用VM(?)，VP(?)查看幅频特性，相频特性 5、输入阻抗的计算 输入阻抗Z等于信号源输出的端电压Vi与信号源输出的电流Ii的比值。 6、输出阻抗的计算 计算电路的输出阻抗可用外加电压法。将负载电阻RL开路，输入电压源短路(保留内阻)，在输出端加一个电压源Vout (为了不影响电路原有的直流工作点，应该在Vout与输出端之间串入隔直电容Cout，如图)，则输出阻抗Zo=Vout / iout 7、交流小信号分析的输出变量 交流小信号分析是一种频域分析方法，这种分析中所建立的电路方程是一个复数方程组。因此，它的输出量也是复数形式，可以用幅度和频率表示，也可以用实部和虚部来表示，还可以用分贝和群延时来表示。 8、使用交流分析语句要注意的问题： 在交流分析中所有的变量都被认为是复数变量； 在分析规定的扫描频率范围内，所有交流电源(信号源)的工作频率都随扫描频率一起变化； 虽然在交流分析语句中并未出现被扫描电源(信号源)的名字，但是在电路中必须设置一个交流电源，否则所有输出结果为零，交流分析无意义； 扫描频率的终值一定大于初值； 扫描点数必须大于零； 交流分析的结果可以PROBE的窗口上以图形的方式观看。 1.2 噪声分析(.NOISE) .NOISE语句用于对电路进行噪声分析，它是与交流小信号分析.AC一起进行的，即.NOISE语句要与.AC语句同时存在。 在分析噪声的过程中，PSPICE首先计算每一个电阻和半导体元件产生的噪声，此时电阻和半导体元件就成为噪声源。 由于各个噪声源互不相关，所以在输出端可以得到噪声有效值之和，再根据电路的输出和输入量的增益，计算出等效的输入端噪声 输出和输入噪声电平都对噪声带宽的平方根进行归一化，噪声电压的单位为V/根方Hz,噪声电流的单位为A/根方Hz. 语句格式： .NOISE OUTV INSRC NUMS OUTV 是指定节点的总的噪声输出电压； INSRC是作为噪声输入基准的独立电压源名或独立电流源名； NUMS是频率间隔点数，在每个频率处打印出电路中每个噪声源的贡献，若NUMS为零，则不打印该信息。 举例 .NOISE V(5) VIN 该语句是指将节点5处的噪声电压折算到输入电压源VIN处。 NOISE V(3,4) VI 25 将节点3和4之间的电压折算到输入电压源VI处，每隔25Hz输出一个噪声计算值。 小结 1、能够利用交流分析来计算电路幅频特性，相频特性，输入电阻，输出电阻 2、分析电路的噪声性能 3、完成课堂练习 CH04-交流分析课堂练习.doc 西安科技大学电控学院 * * 昝宏