电路仿真软件：PSPICE二次开发_（7）.高级PSPICE仿真技术.docx

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高级PSPICE仿真技术

1.仿真模型的优化

在进行复杂的电路仿真时，仿真模型的优化是非常重要的一步。优化模型可以提高仿真速度，减少计算资源的消耗，并提高仿真结果的准确性。以下是一些常见的优化技巧：

1.1简化模型

简化模型是通过减少模型中的元件数量或复杂性来提高仿真效率。例如，对于一个复杂的多级放大器电路，可以使用一个等效的单级放大器模型来近似其行为。

例子：简化多级放大器模型

假设我们有一个多级放大器电路，包含多个晶体管和反馈网络。我们可以使用一个等效的单级放大器模型来进行仿真。

*复杂的多级放大器电路

*Q1,Q2,Q3为晶体管

*R1,R2,R3为电阻

*C1,C2为电容

.modelNPN1NPN(Is=1E-15Vaf=100Bf=200)

.modelNPN2NPN(Is=1E-15Vaf=100Bf=100)

.modelNPN3NPN(Is=1E-15Vaf=100Bf=100)

V101DC0VAC1V

R1121k

Q1230NPN1

R2341k

Q2450NPN2

R3561k

Q3670NPN3

C11210pF

C23410pF

V270DC12V

.modelRL1R(R=100)

RL170RL1

.tran1ms

.acdec101kHz100MHz

.end

简化后的模型：

*等效的单级放大器模型

V101DC0VAC1V

R1121k

Q1230NPN

RL130100

.modelNPNNPN(Is=1E-15Vaf=100Bf=100)

.modelRL1R(R=100)

.tran1ms

.acdec101kHz100MHz

.end

在这个例子中，我们通过简化多级放大器为一个单级放大器模型，减少了晶体管和反馈网络的数量，从而提高了仿真速度。

1.2使用理想模型

在某些情况下，使用理想模型可以显著减少仿真时间。理想模型假设元件在理想条件下工作，忽略了一些非理想的特性，如寄生参数和温度效应。

例子：使用理想二极管模型

假设我们有一个包含多个二极管的电路，我们可以使用理想二极管模型来简化仿真。

*使用理想二极管模型

V101DC5V

R1121k

D120D1

.modelD1D(Is=0RS=0BV=1e100)

.tran1ms

.end

在这个例子中，我们使用理想二极管模型（Is=0、RS=0、BV=1e100），这些参数假设二极管在理想条件下工作，没有正向压降和反向击穿电压。

1.3参数化模型

参数化模型允许用户通过改变参数来调整模型的行为，从而更容易进行仿真和优化。PSPICE支持多种参数化方法，如使用.param语句和子电路模型。

例子：参数化电阻模型

假设我们有一个电路，其中的电阻值需要根据不同的仿真条件进行调整。

*参数化电阻模型

V101DC5V

R112{RVAL}

.paramRVAL=1k

.tran1ms

.end

在这个例子中，我们使用.param语句定义了一个参数RVAL，并在电阻R1的值中引用了该参数。通过改变RVAL的值，可以轻松地调整电阻的阻值。

2.高级分析方法

PSPICE提供了多种高级分析方法，如蒙特卡洛分析、温度分析和噪声分析。这些方法可以帮助用户更全面地了解电路的性能和行为。

2.1蒙特卡洛分析

蒙特卡洛分析通过随机改变元件参数来评估电路在不同条件下的性能。这种方法特别适用于评估电路的可靠性和鲁棒性。

例子：进行蒙特卡洛分析

假设我们有一个简单的RC电路，需要评估其在不同电阻和电容值下的响应。

*RC电路的蒙特卡洛分析

V101DC5V

R112{R}

C120100pF

.modelRRESRES(R={R})

.modelCRESCAP(C={C})

.paramR=1k

.paramC=100pF

.tran1ms

.icV(2)=0

*蒙特卡洛分析

.mc100R=1k*{1+0.1*gauss(1)}C=100pF*{1+0.1*gauss(1)}

.end

在这个例子中，我们使用了.mc语句来进行蒙特卡洛分析。R和C的值在每次分析中都会根据高斯分布随机变化，从而评估电路在不同条件下的响应。

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