失真分析课件.ppt

1.6.7失真分析（Distortion Analysis）,失真分析用于分析电子电路中的谐波失真和内部调制失真（互调失真），通常非线性失真会导致谐波失真，而相位偏移会导致互调失真若电路中有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节点的二次谐波和三次谐波的复值，若电路有两个交流信号源，该分析能确定电路变量在三个不同频率处的复值：两个频率之和的值、两个频率之差的值以及二倍频与另一个频率的差值该分析方法是对电路进行小信号的失真分析，采用多维的“Volterra”分析法和多维“泰勒”（Taylor）级数来描述工作点处的非线性，级数要用到三次方项这种分析方法尤其适合观察在瞬态分析中无法看到的、比较小的失真用鼠标点击Simulate→Analysis→Distortion Analysis，将弹出Distortion Analysis对话框，进入失真分析状态Distortion Analysis对话框有Analysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 4个选项，其中Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项，Analysis Parameters对话框如图1.6.11所示。

在Analysis Parameters对话框中： 在Start frequency窗口中，设置分析的起始频率，默认设置为1Hz 在Stop frequency（FSTOP）窗口中，设置扫描终点频率，默认设置为10GHz在Sweep type窗口中，设置分析的扫描方式，包括 Decade（十倍程扫描）和 Octave（八倍程扫描）及Linear（线性扫描）默认设置为十倍程扫描（Decade选项），以对数方式展现 在Number of points per decade窗口中，设置每十倍频率的分析采样数，默认为10在Vertical Scale窗口中，选择纵坐标刻度形式 坐标刻度形式有Decibel（分贝）、Octave（八倍）、Linear（线性）及Logarithmic（对数）形式默认设置为对数形式 选择F2／F1 ratio时，分析两个不同频率（F1和F2）的交流信号源，分析结果为（F1＋F2），（F1－F2）及（2F1－F2）相对于频率F1的互调失真在右边的窗口内输入F2／F1的比值，该值必须在0到1之间不选择F2／F1 ratio时，分析结果为F1作用时产生的二次谐波、三次谐波失真。

Reset to main AC values按钮将所有设置恢复为与交流分析相同的设置值Reset to default按钮将本对话框的所有设置恢复为默认值图1.6.11 Distortion Analysis Parameters对话框,按“Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获得被分析节点的失真曲线图该分析方法主要被用于小信号模拟电路的失真分析，元器件噪声模型采用SPICE模型1.6.8 直流扫描分析（DC Sweep Analysis）,直流扫描分析（DC Sweep Analysis）是利用一个或两个直流电源分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化的情况注意：如果电路中有数字器件，可将其当作一个大的接地电阻处理用鼠标点击Simulate→Analysis→DC Sweep，将弹出DC Sweep Analysis对话框，进入直流扫描分析状态DC Sweep Analysis对话框有Analysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 4个选项，其中Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项，DC Sweep Analysis Parameters对话框如图1.6.12所示。

在Analysis Parameters对话框中有Source1与 Source 2两个区，区中的各选项相同如果需要指定第 2个电源，则需要选择Use source 2选项在Source窗口，可以选择所要扫描的直流电源在Start value窗口设置开始扫描的数值在Stop value窗口设置结束扫描的数值 在Increase窗口设置扫描的增量值 按下“Simulate”（仿真）按钮，可以得到直流扫描分析仿真结果图1.6.12 DC Sweep Analysis Parameters对话框,1.6.9 灵敏度分析（Sensitivity Analyses）,灵敏度分析（Sensitivity Analyses）是分析电路特性对电路中元器件参数的敏感程度灵敏度分析包括直流灵敏度分析和交流灵敏度分析功能直流灵敏度分析的仿真结果以数值的形式显示，交流灵敏度分析仿真的结果以曲线的形式显示用鼠标点击Simulate→Analysis→Sensitivity Analyses，将弹出Sensitivity Analyses对话框，进入灵敏度扫描分析状态Sensitivity Analyses对话框有Analysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 4个选项，,其中Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项，Sensitivity Analyses Parameters对话框如图1.6.13所示。

图1.6.13 Sensitivity Analyses Parameters对话框,在Analysis Parameters对话框中有两区 1. Output nodes/currents区 在Output nodes/currents中：,①选择Voltage可以进行电压灵敏度分析选择该项后即可在其下部的 output node窗口内选定要分析的输出节点；在 output reference窗口内选择输出端的参考节点 ②选择Current可以选择进行电流灵敏度分析电流灵敏度分析只能对信号源的电流进行分析，在选择该项后即可在其下部的 Output source窗口内选择要分析的信号源在Output scaling窗口可以选择灵敏度输出格式，有Absolute（绝对灵敏度）和 Relative（相对灵敏度）两个选项 2. Analysis Type区 在Analysis Type中： 选择DC Sensitivity进行直流灵敏度分析，分析结果将产生一个表格选择AC Sensitivity进行交流灵敏度分析，分析结果将产生一个分析图。

选择交流灵敏度分析后，点击Edit Analysis，进入灵敏度交流分析对话框，如图1.6.14所示，参数设置与交流分析相同3. Simulate按钮按下“Simulate”（仿真）按钮，可以得到灵敏度分析仿真结果图1.6.14 灵敏度交流分析对话框,1.6. 10 参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis）,采用参数扫描方法分析电路，可以较快地获得某个元件的参数，在一定范围内变化时对电路的影响相当于该元件每次取不同的值，进行多次仿真对于数字器件，在进行参数扫描分析时将被视为高阻接地用鼠标点击Simulate→Analysis→Parameter Sweep Analyses，将弹出Parameter Sweep Analyses对话框，进入参数扫描分析状态Parameter Sweep Analyses对话框有Analysis Parameters、Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 4个选项，,其中Output variables、 Miscellaneous Options和Summary 3个选项与直流工作点分析的设置一样，下面仅介绍Analysis Parameters选项，Parameter Sweep Analyses Parameters对话框如图1.6.15所示。

图1.6.15 Parameter Sweep Analysis对话框,在Analysis Parameters对话框中有Sweep Parameter区、Point to sweep区和More Options区1. Sweep Parameter区 在Sweep Parameter区可以选择扫描的元件及参数在Sweep Parameter窗口可选择的扫描参数类型有：元件参数（Device Parameter）或模型参数（Model Parameter）选择不同的扫描参数类型之后，还将有不同的项目供进一步选择1）选择元件参数类型 Device Parameter窗口可以选择元件参数类型选择Device Parameter后，该区的右边 5个栏出现与器件参数有关的一些信息，还需进一步选择在Device窗口选择所要扫描的元件种类，这里包括了电路图中所用到的元件种类，如：Capacitor（电容器类）、Diode（二极管类）、Resistor（电阻类）和Vsource（电压源类）等在Name窗口可以选择要扫描的元件序号，例如若 Device Type栏内选择 Capacitor，则此处可选择电容。

在Parameter窗口可以选择要扫描元件的参数当然，不同元件有不同的参数，其含义在 Description栏内说明而 Present Value栏则为目前该参数的设置值2）选择元件模型参数类型 Model Parameter可以选择元件模型参数类型选择Model Parameter后，该区右边同样出现需要进一步选择的5个栏这5个栏中提供的选项，不仅与电路有关，而且与选择Device Parameter对应的选项有关，需要注意区别2. Point to sweep区 在Point to sweep区可以选择扫描方式 在Sweep Variation Type窗口中可以选择扫描变量类型：有 Decade（十倍刻度扫描）、Octave（八倍刻度扫描）、Linear（线性刻度扫描）及List（取列表值扫描）如果选择Decade、Octave或Linear选项，则该区的左边将出现如图1.6.16所示的4个窗口其中：在Start可以输入开始扫描的值在Stop可以输入结束扫描的值在＃of可以输入扫描的点数在Increment可以输入扫描的增量在这4个数值之间有：（Increment）＝［（Stop）－（Start）］／［（＃of）－1］，故＃of与Increment只须指定其中之一，另一个由程序自动设定。

图1.6.16 Decade、Octave或Linear选项的参数栏,如果选择List选项，则其右边将出现Value栏，此时可在Value栏中输入所取的值如果要输入多个不同的值，则在数字之间以空格、逗点或分号隔开3. More Options区 点击More>>按钮，弹出More Options区对话框，在More Options区可以选择分析类型在Analysis to 窗口可以选择分析类型，有3种分析类型DC Operating Point（直流工作点分析）、 AC Analysis（交流分析）和Transient Analysis（瞬态分析）可供选择在选定分析类型后，可点击Edit Analysis按钮对该项分析进行进一步编辑设置，设置方法与1.6.2、1.6.3和1.6.4相同点击Less<<按钮可以消除More Options区对话框选择Group all traces on one plot选项，可以将所有分析的曲线放置在同一个分析图中显示。