multisim傳遞函數(shù)分析.ppt

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1、1.6.13傳遞函數(shù)分析 （Transfer Function Analysis）,傳遞函數(shù)分析可以分析一個源與兩個節(jié)點的輸出電壓或一個源與一個電流輸出變量之間的直流小信號傳遞函數(shù)。也可以用于計算輸入和輸出阻抗。需先對模擬電路或非線性器件進(jìn)行直流工作點分析，求得線性化的模型，然后再進(jìn)行小信號分析。輸出變量可以是電路中的節(jié)點電壓，輸入必須是獨立源。,用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisTransfer Function Analyses，將彈出Transfer Function Analyses對話框，進(jìn)入傳遞函數(shù)分析狀態(tài)。Transfer Function Analyses對話框有Ana

2、lysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options 3個選項，,其中Output variables和Miscellaneous Options與直流工作點分析的設(shè)置一樣，下面僅介紹Analysis Parameters選項，Transfer Function Analyses Parameters對話框如圖1.6.19所示。,,圖1.6.19 Transfer Function Analysis對話框,在Transfer Function Analysis Parameters對話框中： 在Input source窗口可以選擇所要

3、分析的輸入電源。 在Output node/source區(qū)中可以選擇Voltage或者Current作為輸出電壓的變量。,選擇Voltage，在Output node窗口中指定將作為輸出的節(jié)點，而在 output reference窗口中指定參考節(jié)點，通常是接地端（即 0）。 選擇Current，在Output source欄中指定所要輸出的電流。 點擊Simulate按鈕，即可得到傳遞函數(shù)分析結(jié)果。,1.6.14最壞情況分析（Worst Case Analysis）,最壞情況分析是一種統(tǒng)計分析方法。它可以使你觀察到在元件參數(shù)變化時，電路特性變化的最壞可能性。適合于對模擬電路值流和小信號電路

4、的分析。所謂最壞情況是指電路中的元件參數(shù)在其容差域邊界點上取某種組合時所引起的電路性能的最大偏差，而最壞情況分析是在給定電路元件參數(shù)容差的情況下，估算出電路性能相對于標(biāo)稱值時的最大偏差。,用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisWorst Case Analyses，將彈出Worst Case Analyses對話框，進(jìn)入最壞情況分析狀態(tài)。Worst Case Analyses對話框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Miscellaneous Options 和Summary 4個選項，,其中Summary和Miscellaneous Opt

5、ions與直流工作點分析的設(shè)置一樣，下面僅介紹Model tolerance List和Analysis Parameters選項，Model tolerance List對話框如圖1.6.20所示，Analyses Parameters對話框如圖1.6.22所示。,1. Model tolerance list對話框 在Current list of tolerances區(qū)中列出目前的元件模型誤差，可以點擊下方的Add a new tolerance按鈕，添加誤差設(shè)置，出現(xiàn)如圖1.6.21所示的對話框。,（1）Parameter Type窗口 在Parameter Type窗口可以選擇所要設(shè)

6、定的元件模型參數(shù)（Model Parameter選項）或器件參數(shù)（Device Parameter選項），其下的 Parameter區(qū)將隨之改變，說明如下：,（2）Parameter區(qū) 在Parameter區(qū)中的Device Type窗口可以選擇需要設(shè)定參數(shù)的器件種類，其中包括電路圖中所使用到的元件種類，例如 BJT（雙極性晶體管類）、 Capacitor（電容器類）、 Diode（二極管類）、 Resistor（電阻器類）及Vsource（電壓源類）等。, 在Name窗口可以選擇所要設(shè)定參數(shù)的元件序號。 在Parameter可以選擇所要設(shè)定的參數(shù)，當(dāng)然，不同元件有不同的參數(shù)。 Prese

7、nt Value顯示當(dāng)前該參數(shù)的設(shè)定值（不可更改）。 Description為Parameter所選參數(shù)的說明（不可更改）。,（3）Tolerance區(qū) 在Tolerance區(qū)可以確定容差的設(shè)置方式，其中包括4個窗口： 在Distribution窗口可以選擇元件參數(shù)容差的分布類型，其中包括元件參數(shù)的誤差分布狀態(tài)呈現(xiàn)一種高斯曲線的形式的Guassian（高斯分布）和元件參數(shù)值在其誤差范圍內(nèi)以相等概率出現(xiàn)的Uniform（均勻分布）兩個選項。, 在Lot number窗口可以選擇容差隨機數(shù)出現(xiàn)方式，其中選擇Lot表示對各種元件參數(shù)都有相同的隨機產(chǎn)生的容差率，較適用于集成電路；而選擇Unique則

8、表示每一個元件參數(shù)隨機產(chǎn)生的容差率各不相同，較適用于離散元件電路。, 在Tolerance Type窗口可以選擇容差的形式，其中包括Absolute（絕對值）和Percent（百分比）兩個選項。 在Tolerance value窗口可以根據(jù)所選的容差形式設(shè)置容差值。,當(dāng)完成新增設(shè)定后，點擊Accept按鈕即可將新增項目添加到前一個對話框（圖1.6.21）中。 點擊在圖1.6.21中的Edit selected tolerance按鈕，可以對所選取的某個誤差項目進(jìn)行重新編輯。 點擊在圖1.6.21中的Delete tolerance entry按鈕，可以刪除所選取的誤差項目。,,圖1.6.20

9、 Worst Case Model tolerance List對話框,,圖1.6.21 Add a new tolerance按鈕的對話框,2. Analysis Parameters對話框 Analysis Parameters對話框如圖1.6.22所示。,,圖1.6.22 Worst Case Analyses Parameters對話框,在Analysis Parameters對話框中： 在Analysis窗口中，可以選擇所要進(jìn)行的分析，有 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作點分析）兩個選項。 在Output variable窗口中，可

10、以選擇所要分析的輸出節(jié)點。,在Function窗口中，可以選擇分析方式。其中：MAX最大值分析，僅在 DC operating point選項時選用。MIN 最小值分析，僅在 DC operating point選項時選用。RISE EDGE上升沿分析，其右邊的Threshold窗口用來輸入其門限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右邊的Threshold窗口用來輸入其門限值。,在Direction窗口中，可以選擇容差變化方向，有Default、Low及High等3個選項。 選擇Restrict to range可以確定 X軸的顯示范圍，選取本選項后，在左 X窗口指定 X軸的最低值（默認(rèn)值為

11、0）、在右X窗口指定X軸的最高值（默認(rèn)值為1）。,選擇Group all traces on one plot項將所有仿真分析結(jié)果和記錄在一個圖形中顯示。若不選此項，則將標(biāo)稱值仿真、最壞情況仿真和 Run Log Descriptions分別輸出顯示。,1.6.15 蒙特卡羅分析（Monte Carlo Analysis）,蒙特卡羅是采用統(tǒng)計分析方法來觀察給定電路中的元件參數(shù)，按選定的誤差分布類型在一定的范圍內(nèi)變化時，對電路特性的影響。用這些分析的結(jié)果，可以預(yù)測電路在批量生產(chǎn)時的成品率和生產(chǎn)成本。,用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisMonte Carlo Analyses，將彈出Mon

12、te Carlo Analyses對話框，進(jìn)入蒙特卡羅分析狀態(tài)。Monte Carlo Analyses對話框有Model tolerance List、Analysis Parameters、Miscellaneous Options 和Summary 4個選項，其中Summary和Miscellaneous Options與直流工作點分析的設(shè)置一樣，,Model tolerance List對話框如圖1.6.23所示，Monte Carlo 的Model tolerance List對話框與1.6.14最壞情況分析中的Model tolerance List對話框完全相同。下面僅介紹Ana

13、lysis Parameters選項。Monte Carlo 分析的Analyses Parameters對話框如圖1.6.24所示。,,圖1.6.23 Monte Carlo Model tolerance List對話框,,圖1.6.24 Monte Carlo Analyses Parameters對話框,在Monte Carlo Analysis Parameters對話框中： 在Analysis窗口中，可以選擇所要進(jìn)行的分析，有Transient analysis（瞬態(tài)分析）、 AC analysis（交流分析）及 DC Operating point（直流工作點分析）3個選項。 在

14、Number of runs窗口中設(shè)定執(zhí)行次數(shù)，必須2。,在Output variable窗口中，可以選擇所要分析的輸出節(jié)點。 在Function窗口中，可以選擇分析方式。其中：MAX最大值分析，僅在 DC operating point選項時選用。MIN 最小值分析，僅在 DC operating point選項時選用。RISE EDGE上升沿分析，其右邊的Threshold窗口用來輸入其門限值。 FALL EDGE下降沿分析，其右邊的Threshold窗口用來輸入其門限值。,在Direction窗口中，可以選擇容差變化方向，有Default、Low及High等3個選項。 選擇Restric

15、t to range可以確定 X軸的顯示范圍，選取本選項后，在左 X窗口指定 X軸的最低值（默認(rèn)值為0）、在右X窗口指定X軸的最高值（默認(rèn)值為1）。,選擇Group all traces on one plot項將所有仿真分析結(jié)果和記錄在一個圖形中顯示。若不選此項，則將標(biāo)稱值仿真、最壞情況仿真和 Run Log Descriptions分別輸出顯示。 在Text Output窗口可以選擇文字輸出的方式。,1.6.16批處理分析（Batched Analyses）,在實際電路分析中，通常需要對同一個電路進(jìn)行多種分析，例如對一個放大電路，為了確定靜態(tài)工作點，需要進(jìn)行直流工作點分析：為了了解其頻率特

16、性，需要進(jìn)行交流分析；為了觀察輸出波形，需要進(jìn)行瞬態(tài)分析。批處理分析可以將不同的分析功能放在一起依序執(zhí)行。,用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisBatched Analyses，將彈出Batched Analyses對話框，進(jìn)入批處理分析狀態(tài)。Batched Analyses對話框如圖1.6.25所示。,,圖1.6.25 Batched Analysis對話框,,圖1.6.26 Monte Carlo Analysis對話框,在Batched Analysis對話框的左邊 Available區(qū)中可以選擇所要執(zhí)行的分析，點擊 Add analysis按鈕，則所選擇的分析的參數(shù)對話框出現(xiàn)。例

17、如選擇Monte Carlo ，點擊 Add analysis按鈕，則彈出Monte Carlo Analysis對話框，如圖1.6.26所示。 該對話框與蒙特卡羅分析的參數(shù)設(shè)置對話樞基本相同，其操作也一樣，所不同的是Simulate按鈕變成了 Add to list按鈕。,在設(shè)置對話框中各種參數(shù)之后，點擊 Add to list按鈕，即回到 Batch Analyses對話框，這時在此右邊的Analyses To區(qū)中出現(xiàn)將要分析的選項Monte Carlo ，點擊Monte Carlo分析左側(cè)的十號，則顯示出該分析的總結(jié)信息。,如果需要繼續(xù)添加所希望的分析，可以按照上述辦法進(jìn)行，全部選擇完成

18、后，在 Batch Analyses對話框的右邊 Analyses To區(qū)中將出現(xiàn)全部選擇分析項，點擊Run All Analyses按鈕即執(zhí)行所選定在 Analyses To區(qū)中的全部分析仿真。仿真的結(jié)果將依次出現(xiàn)在 Analyses Graphs中。,選擇右邊 Analyses To區(qū)中的某個分析，點擊Edit Analysis，可以對其參數(shù)進(jìn)行編輯處理。 選擇右邊 Analyses To區(qū)中的某個分析，點擊Run Selected Analysis，可以對其運行仿真分析。,選擇右邊 Analyses To區(qū)中的某個分析，點擊Delete Analysis，可以將其刪除. 點擊Remove

19、 all Analysis，可以將已選中在Analysis To區(qū)內(nèi)的分析全部刪除。 點擊Accept可以，保留Batched Analysis對話框中的所有選擇設(shè)置。,1.6.17用戶自定義分析（User Defined Analyses）,用戶自定義分析可以使用戶擴(kuò)充仿真分析功能。 用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisUser Defined Analyses，將彈出User Defined Analyses對話框，進(jìn)入批處理分析狀態(tài)。User Defined Analysis Commands對話框如圖1.6.27所示。用戶可在輸入框中輸入可執(zhí)行的Spice命令，點擊Simulat

20、e按鈕即可執(zhí)行此項分析。對話框中Miscellaneous Options和Summary與直流工作點分析的設(shè)置一樣。,,圖 1.6.27 User Defined Commands對話框,1.6.18噪聲系數(shù)分析（Noise Figure Analysis）,在Multisim中噪聲系數(shù)定義為： 其中：No是輸出噪聲功率，Ns是信號源電阻的熱噪聲，G是電路的AC增益（即二端口網(wǎng)絡(luò)的輸出信號與輸入信號的比）。噪聲系數(shù)的單位是dB，即10log10（F）。,用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisNoise Figure Analyses，將彈出Noise Figure Analyses對話框

21、，進(jìn)入批處理分析狀態(tài)。Noise Figure Analysis Parameters對話框如圖1.6.28所示。對話框中Miscellaneous Options和Summary與直流工作點分析的設(shè)置一樣。 在Analysis Parameters對話框中： 在Input noise reference source窗口中可以選擇輸入噪聲的信號源。,在Output node窗口中，可以選擇輸出節(jié)點。 在Reference node窗口中，可以選擇參考節(jié)點，通常是接地點。 在Frequency窗口中可以輸入頻率。 在Temperature窗口中可以輸入溫度，單位為攝氏度，默認(rèn)值為27。 點擊Simulate按鈕，可以得到仿真結(jié)果。,,圖1.6.28 Noise Figure Analysis Parameters對話框,1.6.19 射頻分析（RF Analysis）,射頻分析需使用RF網(wǎng)絡(luò)分析儀，用鼠標(biāo)點擊SimulateAnalysisRF Analyses，將彈出Use RF Network Analyses for RF Analyses對話框，點擊確定，彈出網(wǎng)絡(luò)分析儀，雙擊網(wǎng)絡(luò)分析儀，彈出網(wǎng)絡(luò)分析儀對話框。網(wǎng)絡(luò)分析儀使用見1.5.12 網(wǎng)絡(luò)分析儀（Network Analyzer）。使用RF網(wǎng)絡(luò)分析儀可以完成電路的RF分析。,