1、第8章 Multisim14的仿真分析方法CHINA MACHINE PRESS引 言 在运用Multisim14进行电路设计时，通常会用虚拟仪器对电路的特征参数进行测量，以确定电路的性能指标是否达到了设计要求。然而，一般来说虚拟仪器只能完成电压、电流、波形和频率等测量，在反映电路的全面特性方面存在一定的局限性。例如，当需要了解元件参数、元件精度或温度变化对电路性能的影响时，仅靠仪器测量将十分费时、费力。此时，借助Multisim14提供的仿真分析功能，将不仅可以完成电压、电流、波形和频率的测量，而且能够完成电路动态特性和参数的全面描述。本章将结合实例分别介绍Multisim14各项仿真分析功
2、能的使用方法及其相关问题。 在主界面上，在主界面上，可以可以通过通过Simulate菜单中的菜单中的Analyses and simulation命命令，或工具栏令，或工具栏相关相关按钮按钮打开仿真分析打开仿真分析界面。界面。引 言引 言仿真分析界面仿真分析界面 在主界面上，在主界面上，可以可以通过通过Simulate菜单中的菜单中的Analyses and simulation命命令，或工具栏令，或工具栏相关相关按钮按钮打开仿真分析打开仿真分析界面。界面。8.1 交互式仿真（Interactive Simulation） 分析参数选分析参数选项卡项卡(Analysis Parameters
3、)用用于设置仿真的于设置仿真的初始条件、结初始条件、结束时间和时间束时间和时间步长等步长等。选择交互式仿真后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：8.1 交互式仿真（Interactive Simulation） 输出选项卡输出选项卡(Output)用于设用于设置在仿真结束进行数据检查跟踪置在仿真结束进行数据检查跟踪时是否显示所有的器件参数，当时是否显示所有的器件参数，当器件参数很多或者仿真退出的时器件参数很多或者仿真退出的时间较长时可以选择不显示器件参间较长时可以选择不显示器件参数，通常采用默认设置数，通常采用默认设置。选择交互式仿真后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：8.1 交互式仿真（I
4、nteractive Simulation） 分析选择选项卡分析选择选项卡(Analysis Options )用于为仿真分析进一用于为仿真分析进一步选择设置器件模型步选择设置器件模型和分析参数等和分析参数等。通常。通常采用默认值，特殊需采用默认值，特殊需要时用户可自行设置。要时用户可自行设置。选择交互式仿真后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：8.1 交互式仿真（Interactive Simulation）完成选项卡设置后，点击完成选项卡设置后，点击 按钮即可开始仿真（若点击按钮即可开始仿真（若点击Save则则只保留设置，不进行仿真），要停只保留设置，不进行仿真），要停止仿真止仿真可点击可
5、点击 按钮。交互式仿真按钮。交互式仿真的作用是对电路进行时域仿真，其的作用是对电路进行时域仿真，其仿真结果需通过连接在电路中的测仿真结果需通过连接在电路中的测试仪器或显示器件等显示。试仪器或显示器件等显示。8.2 直流工作点分析（DC Operating Point）本节将以单级放大器为例说明直流工作点分析的方法和步骤。 直流工作点分析的目的是确定电路的静态工作点。在进行仿真分析时，电路中的电容被视为开路，电感被视为短路，交流电源和信号源被视为零输出，电路处于稳态。直流工作点的分析结果可用于瞬态分析、交流分析和参数扫描分析等。8.2 直流工作点分析（DC Operating Point） 输出
6、输出(Output)选选项卡用于选择需要项卡用于选择需要分析的变量分析的变量。用户。用户可从其左侧备选栏可从其左侧备选栏罗列的电路变量中罗列的电路变量中选择需要分析的变选择需要分析的变量，通过量，通过Add添加添加到右侧分析栏中。到右侧分析栏中。选择直流工作点分析后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：8.2 直流工作点分析（DC Operating Point） 分析选择分析选择 (Analysis Options) 选项卡与交互式选项卡与交互式仿真仿真时的设置基本一致，时的设置基本一致，仅仅增加了分析的名称，仅仅增加了分析的名称，通常采用默认设置。通常采用默认设置。 概要概要选项卡选项卡(S
7、ummary)用于对所选分析设置参用于对所选分析设置参数的汇总，通常采用默数的汇总，通常采用默认值。认值。选择直流工作点分析后，其对话框会显示3个分析设置选项卡：8.2 直流工作点分析（DC Operating Point）仿真结果显示：结点仿真结果显示：结点1和和3的静态工作点电的静态工作点电压分别为压分别为705.68644mV和和3.03713V，即静态，即静态时晶体管的集电极电压时晶体管的集电极电压UCE3V、发射极电压、发射极电压UBE0.7V，故放大电路工作在放大状态。故放大电路工作在放大状态。完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：需要
8、注意的是，在做电路仿真分析时，若打开的电路图中未显示结点标号，需要注意的是，在做电路仿真分析时，若打开的电路图中未显示结点标号，可先可先通过通过Properties命令或命令或Sheet Properties命令，在命令，在Sheet visibility选项卡的选项卡的Net names栏中，选择栏中，选择Show all，标出电路中待分析的结点号。，标出电路中待分析的结点号。本节仍以单级放大器为例说明交流扫描分析的方法和步骤。 交流扫描分析能完成电路的频率响应分析，生成电路的幅频特性和相频特性。分析中所有直流电源被置零，电容和电感采用交流模型，非线性元件（二极管、三极管、场效应管等）使用交
9、流小信号模型。无论用户在电路输入端加入了何种信号，交流扫描分析时系统均默认电路的输入是正弦波，并以用户设置的频率范围来扫描。8.3 交流扫描分析（AC Sweep）8.3 交流扫描分析（AC Sweep） 通过频率参数通过频率参数(Frequency Parameters)选项卡，可以设选项卡，可以设置扫描的起始频率、终止频置扫描的起始频率、终止频率和频率的扫描方式等。率和频率的扫描方式等。 输出输出(Output)选项卡设置选项卡设置同直流工作点分析，同直流工作点分析， 本例选本例选择为择为4号结点的电压。其余选号结点的电压。其余选项卡可采用默认设置。项卡可采用默认设置。 选择交流扫描分析后
10、，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.3 交流扫描分析（AC Sweep）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：显显示示窗窗口口部部分分命命令令按按钮钮功功能能说说明明幅频幅频特性特性 点击按钮点击按钮 可显示两个能用鼠标移动的游标，并打开其数字可显示两个能用鼠标移动的游标，并打开其数字说明窗口，显示两个游标对应的说明窗口，显示两个游标对应的X、Y坐标及其坐标差等信息。坐标及其坐标差等信息。相频相频特性特性游标游标1游标游标2数字说明窗口数字说明窗口当两游标对应当两游标对应上下限截止频上下限截止频率时率时, 可读出电可读出电路的通频带。路的通频带
11、。本节仍以单级放大器为例说明瞬态分析的方法和步骤。 瞬态分析用于分析电路的时域响应，其结果是电路中指定变量与时间的函数关系。 在瞬态分析中，系统将直流电源视为常量，交流电源按时间函数输出，电容和电感采用储能模型。8.4 瞬态分析（Transient） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以设选项卡，可以设置分析开始的初始条件、分置分析开始的初始条件、分析开始和结束的时间等。析开始和结束的时间等。 输出输出(Output)选项卡设置选项卡设置同直流工作点分析，同直流工作点分析， 本例选本例选择为择为3号和号和4号结点的电压。号结点的电压。其余选项卡可采用默
12、认设置。其余选项卡可采用默认设置。 选择瞬态分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.4 瞬态分析（Transient）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中：8.4 瞬态分析（Transient） 从仿真结果可见，输出从仿真结果可见，输出电容电容C2将将3号结点的静态工号结点的静态工作点直流分量滤除，使输作点直流分量滤除，使输出至出至4号结点的负载电压信号结点的负载电压信号没有了直流分量。号没有了直流分量。 瞬态分析也可通过交互式仿真或在测试点接示波器完成。不同的是，瞬态分析可同瞬态分析也可通过交互式仿真或在测试点接示波器完成。不同的是，瞬态分
13、析可同时显示电路中所有结点的电压波形，而示波器通常只能同时显示时显示电路中所有结点的电压波形，而示波器通常只能同时显示2个结点的电压波形。个结点的电压波形。4号结点号结点电压波形电压波形3号结点号结点电压波形电压波形本节仍以单级放大器为例说明直流扫描分析的方法和步骤。 直流扫描分析能给出指定结点的直流工作状态随电路中1个或2个直流源变化的情况。当只考虑1个直流源对指定结点直流状态的影响时，分析过程相当于每改变一次直流源数值，计算一次结点的直流状态，其结果是一条结点直流状态与电源参数间的关系曲线；而当考虑2个直流源对指定结点直流状态的影响时，分析过程相当于每改变一次第2个直流源数值，确定一次结点
14、直流状态与第1个直流电源的关系。8.5 直流扫描分析（DC Sweep） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择扫描的直流源，设置直流择扫描的直流源，设置直流源的扫描起始和结束数值等。源的扫描起始和结束数值等。 输出输出(Output)选项卡设置选项卡设置同直流工作点分析，同直流工作点分析， 本例选本例选择为择为3号结点的电压。其余选号结点的电压。其余选项卡可采用默认设置。项卡可采用默认设置。 选择直流扫描分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.5 直流扫描分析（DC Sweep）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示
15、在Grapher View窗口中： 本例只有一个直流电源本例只有一个直流电源V2 ，所，所以没有选择扫描以没有选择扫描2个直流电源，仿真个直流电源，仿真分析结果为分析结果为3号结点电压随直流源电号结点电压随直流源电压从压从0V变化到变化到20V时对应的变化曲线。时对应的变化曲线。从分析结果可直观看到，晶体管集电从分析结果可直观看到，晶体管集电极电位随直流电源变化的情况。极电位随直流电源变化的情况。8.5 直流扫描分析（DC Sweep）本节仍以单级放大器为例说明单频交流分析的方法和步骤。 单频交流分析能给出电路在某一频率交流信号激励下的响应，相当于在交流扫描分析中固定某一频率时的响应，分析的结
16、果是输出电压或电流相量的“幅值/相位”或“实部/虚部”。8.6 单频交流分析（Single Frequency AC） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可设置选项卡，可设置激励信号的频率等参数。激励信号的频率等参数。 输出输出(Output)选项卡设置选项卡设置同直流工作点分析，同直流工作点分析， 本例选本例选择为择为3号结点的电压。其余选号结点的电压。其余选项卡可采用默认设置。项卡可采用默认设置。 选择单频交流分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.6 单频交流分析（Single Frequency AC）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分
17、析，结果显示在Grapher View窗口中： 仿真分析结果显示电路在仿真分析结果显示电路在1KHz正弦交流信号激励下正弦交流信号激励下3号结号结点的输出电压相量。其中，电压点的输出电压相量。其中，电压相量的幅值约为相量的幅值约为210.8mV，相位，相位约为约为-178.3o(接近接近-180o)，说明输，说明输入输出近似反相，与单管共射放入输出近似反相，与单管共射放大电路的特点是一致的。大电路的特点是一致的。8.6 单频交流分析（Single Frequency AC）本节仍以单级放大器为例说明参数扫描分析的方法和步骤。 参数扫描分析是指在规定范围内改变指定元件参数，对电路的指定结点进行直
18、流工作点分析、瞬态分析和交流频率特性等分析。该分析可用于电路性能的分析和优化。8.7 参数扫描分析（Parameter Sweep） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择扫描元件的种类和参数，设择扫描元件的种类和参数，设置扫描的开始值、结束值等。置扫描的开始值、结束值等。 输出输出(Output)选项卡设置选项卡设置同直流工作点分析，同直流工作点分析， 本例选本例选择为择为4号结点的电压。其余选号结点的电压。其余选项卡可采用默认设置。项卡可采用默认设置。 选择参数扫描分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.7 参数扫描分析（Pa
19、rameter Sweep）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 本例选择电阻本例选择电阻R1为扫描元件，设置其为扫描元件，设置其扫描开始数值为扫描开始数值为1k、结束数值为、结束数值为20k、扫描点数为扫描点数为4。选择扫描分析类型为瞬态分。选择扫描分析类型为瞬态分析，并设置瞬态分析结束时间为析，并设置瞬态分析结束时间为0.01秒。从秒。从仿真分析结果可见，仿真分析结果可见，R1在在1k20k之间之间变化时，放大器的输出波形由饱和失真到变化时，放大器的输出波形由饱和失真到基本不失真。显然，基本不失真。显然，R1=20k比较合适，比较合适，此时输
20、出波形基本不失真。此时输出波形基本不失真。8.7 参数扫描分析（Parameter Sweep）本节仍以单级放大器为例说明噪声分析的方法和步骤。 噪声分析主要研究噪声对电路性能的影响。Multisim14提供了三种噪声模型：热噪声(Thermal Noise)、散弹噪声(Shot Noise)和闪烁噪声(Flicker Noise)。热噪声由温度变化产生；散弹噪声由电流在电路中流动产生，是半导体器件的主要噪声；而晶体管在1KHz以下常见的噪声是闪烁噪声。噪声分析的结果是噪声谱密度函数，表示指定元件对指定结点的噪声贡献。8.8 噪声分析（Noise） 通过分析参数通过分析参数(Analysis
21、Parameters)选项卡，可以选择输入选项卡，可以选择输入噪声的参考电源噪声的参考电源(本例本例为信号源为信号源V1)、输出噪、输出噪声的结点声的结点(本例为本例为4号结号结点点)和参考结点等。和参考结点等。 选择噪声分析后，其对话框会显示5个分析设置选项卡：8.8 噪声分析（Noise） 选择噪声分析后，其对话框会显示5个分析设置选项卡：8.8 噪声分析（Noise）频率参数频率参数( Frequency Parameters )选项卡设置与交流扫描分析设置一致。选项卡设置与交流扫描分析设置一致。输出输出(Output)选项卡可选择提供噪声选项卡可选择提供噪声贡献的元件贡献的元件(本例为
22、晶体管本例为晶体管Q1和电阻和电阻R1)。完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 分析结果为谱密度曲线。其中，分析结果为谱密度曲线。其中，上面的曲线是上面的曲线是R1对输出结点噪声对输出结点噪声贡献的谱密度曲线，下面的曲线贡献的谱密度曲线，下面的曲线是是Q1对输出结点噪声贡献的谱密对输出结点噪声贡献的谱密度曲线。度曲线。8.8 噪声分析（Noise）本节仍以单级放大器为例说明蒙特卡罗分析的方法和步骤。 蒙特卡罗分析是一种统计分析，由多次仿真完成。每次仿真时元件参数的容差可按指定的分布规律和范围随机变化。第一次仿真时采用元件的标称值，其余仿真则用带容
23、差的元件值，其值为元件正常值减去或加上一个变化量，而变化量的数值取决于概率分布。蒙特卡罗分析中给出了均匀分布(Uniform)和高斯分布(Gaussian)两种概率分布。通过蒙特卡罗分析，用户可以了解元件容差对电路性能的影响。8.9 蒙特卡罗分析（Monte Carlo） 选择蒙特卡罗分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.9 蒙特卡罗分析（Monte Carlo）通过通过容差容差(Tolerances)选项卡选项卡可显示元件容差，可显示元件容差，并可通过添加或编辑按钮打开容差设置对话框。并可通过添加或编辑按钮打开容差设置对话框。通过容差设置对话框可选择元件种通过容差设置对话框可选择元件
24、种类、参数，设置元件容差值和分布等。类、参数，设置元件容差值和分布等。 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择分析的类型、设置仿真分析择分析的类型、设置仿真分析的次数。本例的次数。本例选择选择了了4号结点号结点的瞬态分析的瞬态分析，并将分析结束时并将分析结束时间设置为间设置为0.01秒；同时，设置秒；同时，设置蒙特卡罗分析次数为蒙特卡罗分析次数为3次，其次，其余参数和选项卡采用默认设置。余参数和选项卡采用默认设置。 选择蒙特卡罗分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.9 蒙特卡罗分析（Monte Carlo）完成分析设置后，点击R
25、un可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 仿真结果为电阻和电容带有容差时电仿真结果为电阻和电容带有容差时电路的瞬态响应。其中，四条瞬态响应曲线路的瞬态响应。其中，四条瞬态响应曲线中的一条是元件参数均为标称值时中的一条是元件参数均为标称值时4号结号结点电压的瞬态响应曲线，其余三条是电容点电压的瞬态响应曲线，其余三条是电容C1、C2容差为容差为10%、电阻、电阻R1、R2、R3、R4容差为容差为5%且所有参数均按高斯分布取且所有参数均按高斯分布取值时值时4号结点的瞬态响应曲线。号结点的瞬态响应曲线。8.9 蒙特卡罗分析（Monte Carlo） 本节仍以单级放大器为例说明傅里
26、叶分析的方法和步骤，与前面仿真电路不同的是将输入信号设置为幅度和初相位相同，频率分别为10Hz、50Hz、100Hz、150Hz、200Hz和250Hz的6个信号源的串联。 傅里叶分析可将非正弦周期信号分解成直流、基波和各次谐波分量之和，即可将信号从时间域变换到频率域。工程上，常采用长度与各次谐波幅值或初相位对应的线段，按频率高低依次排列成幅度频谱或相位频谱，直观表示各次谐波幅值和初相位与频率的关系。傅里叶分析的结果是幅度频谱和相位频谱。8.10 傅里叶分析（Fourier） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以设置基选项卡，可以设置基波频率、谐波次数
27、等。本例设置基波频率、谐波次数等。本例设置基波频率为波频率为10Hz、谐波次数为、谐波次数为30，取样结束时间为取样结束时间为0.01秒。秒。 输出输出(Output)选项卡设置同直选项卡设置同直流工作点分析，流工作点分析， 本例选择为本例选择为5号结号结点（输入结点）和点（输入结点）和4号结点（输出号结点（输出结点）。其余选项卡采用默认设置。结点）。其余选项卡采用默认设置。 选择傅里叶分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.10 傅里叶分析（Fourier）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 仿真结果是仿真结果是5号和号和4号结点的幅度
28、频谱图。其中，号结点的幅度频谱图。其中，5号结点的幅度频谱图表明号结点的幅度频谱图表明6个个输入信号具有相同的幅度，而输入信号具有相同的幅度，而4号结点的幅度频谱图表明号结点的幅度频谱图表明6个输入信号经过放大器后，个输入信号经过放大器后，低频信号幅度衰减多、高频信号幅度衰减少。由此可见耦合电容的高通特性。低频信号幅度衰减多、高频信号幅度衰减少。由此可见耦合电容的高通特性。8.10 傅里叶分析（Fourier）本节仍以单级放大器为例说明温度扫描分析的方法和步骤。 温度扫描分析是指在规定范围内改变电路的工作温度，对电路的指定结点进行直流工作点分析、瞬态分析和交流频率特性等分析。该分析相当于在不同
29、的工作温度下多次仿真电路性能，可用于检测温度变化对电路性能的影响。不过温度扫描分析只适用于半导体器件和虚拟电阻，并不对所有元件有效。8.11 温度扫描分析（Temperature Sweep） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可选择扫描选项卡，可选择扫描分析的类型，设置扫描开始和结分析的类型，设置扫描开始和结束的温度、扫描点数和扫描温度束的温度、扫描点数和扫描温度的增量等。本例选择的扫描分析的增量等。本例选择的扫描分析类型为直流工作点分析，设置的类型为直流工作点分析，设置的扫描开始和结束温度分别为扫描开始和结束温度分别为0oC、70oC，扫描点数为，扫
30、描点数为15。输出选项。输出选项卡设置同直流工作点分析，卡设置同直流工作点分析， 本例本例选择为选择为4号结点电压。号结点电压。 选择温度扫描分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.11 温度扫描分析（Temperature Sweep）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 仿真结果分别是以曲线方式仿真结果分别是以曲线方式(左图左图)和列表方式和列表方式(右图右图)显示的放大器集电极直流工显示的放大器集电极直流工作点电位随温度的变化情况。可见，当温度在作点电位随温度的变化情况。可见，当温度在0oC70oC之间变化时，放大器集电极之间变化时，
31、放大器集电极电位随温度升高而下降，与晶体管集电极电流随温度升高而升高的理论分析结果一电位随温度升高而下降，与晶体管集电极电流随温度升高而升高的理论分析结果一致。致。8.11 温度扫描分析（Temperature Sweep）本节仍以单级放大器为例说明失真分析的方法和步骤。 失真分析能给出电路因非线性而产生的谐波失真和互调失真，对瞬态分析波形中不易观察的微小失真比较有效。当电路中只有一个频率为F1的信号源时，失真分析的结果是电路中指定结点的二次和三次谐波响应；而当电路中有两个频率分别为F1和F2的信号源时（假设F1F2），失真分析的结果是频率（F1+F2）、（F1-F2）和（2F1-F2）相对F
32、1的互调失真。8.12 失真分析（Distortion） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以设置扫选项卡，可以设置扫描起始频率和结束频率等。本例描起始频率和结束频率等。本例由于只有一个交流源，所以不选由于只有一个交流源，所以不选择择F1/F2项项(互调失真互调失真)，其余参数，其余参数设置全部采用默认值。设置全部采用默认值。 输出输出(Output)选项卡设置同选项卡设置同直流工作点分析，直流工作点分析， 本例选择本例选择4号号结点。其余选项卡采用默认设置。结点。其余选项卡采用默认设置。 选择失真分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.12 失
33、真分析（Distortion）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 仿真分析结果为电路中仿真分析结果为电路中4号号结点的谐波响应。结点的谐波响应。其中，上、其中，上、下两条曲线分别是下两条曲线分别是4号结点上号结点上三次谐波的幅频响应和相频响三次谐波的幅频响应和相频响应曲线。应曲线。8.12 失真分析（Distortion）本节仍以单级放大器为例说明灵敏度分析的方法和步骤。 灵敏度分析研究的是电路中指定元件参数变化对电路直流工作点和交流频率响应特性的影响，灵敏度高表明指定元件的参数变化对电路响应的影响大，反之影响小。其中，直流灵敏度分析的结果是指
34、定结点电压或支路电流对指定元件参数的偏导数，反映了指定元件参数的变化对指定结点电压或支路电流的影响程度，用表格形式显示；交流灵敏度分析的结果是指定元件参数变化时指定结点的交流频率响应，用幅频特性和相频特性曲线表示。8.13 灵敏度分析（Sensitivity） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择分析的种类是直流灵敏度分择分析的种类是直流灵敏度分析还是交流灵敏度分析、是电析还是交流灵敏度分析、是电压灵敏度分析还是电流灵敏度压灵敏度分析还是电流灵敏度分析，可以设置需要分析的结分析，可以设置需要分析的结点和参考点等。点和参考点等。 选择灵
35、敏度分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.13 灵敏度分析（Sensitivity）直流灵敏度分析：本例选择本例选择3号结点为号结点为直流灵敏度分析结点、地为参考点，并在直流灵敏度分析结点、地为参考点，并在Output选项卡中选定电阻选项卡中选定电阻R1、R2、R3和和直流源直流源V2为灵敏度分析指定元件。为灵敏度分析指定元件。8.13 灵敏度分析（Sensitivity）点击点击Run后得到直流灵敏度分后得到直流灵敏度分析结果显示在析结果显示在Grapher View窗口窗口中。可见，直流电源的变化对晶中。可见，直流电源的变化对晶体管集电极电位的影响最大。体管集电极电位的影响最大。交
36、流灵敏度分析：本例选择本例选择4号结点号结点为交流灵敏度分析结点、地为参考结点，为交流灵敏度分析结点、地为参考结点，交流参数选择默认设置，并在交流参数选择默认设置，并在Output选选项卡中选定电阻项卡中选定电阻R1、R2、R3、R4和电和电容容C1、C2为灵敏度分析指定元件。为灵敏度分析指定元件。8.13 灵敏度分析（Sensitivity）点击点击Run按钮后，得到交流灵敏度按钮后，得到交流灵敏度分析结果结果显示在分析结果结果显示在Grapher View窗口中。其中，上、下两组曲线分窗口中。其中，上、下两组曲线分别是指定电阻、电容参数变化时输别是指定电阻、电容参数变化时输出结点的幅频特性
37、和相频特性。出结点的幅频特性和相频特性。本节仍以单级放大器为例说明最坏情况分析的方法和步骤。 最坏情况分析是以统计分析的方式，在给定元件参数容差的条件下，分析电路性能相对元件参数标称时的最大偏差。其第一次仿真采用元件的标称值，然后计算电路中某结点电压或某支路电流相对每个元件参数的灵敏度，找出元件参数最小和最大值，最后在元件参数取最大偏差的情况下，完成用户指定的分析。最坏情况分析有助于电路设计人员掌握元件参数变化对电路性能造成的最坏影响。8.14 最坏情况分析（Worst Case） 选择最坏情况分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.14 最坏情况分析（Worst Case）通过通过容差
38、容差(Tolerances)选项卡选项卡可显示元件容差，可显示元件容差，并可通过添加或编辑按钮打开容差设置对话框。并可通过添加或编辑按钮打开容差设置对话框。通过容差设置对话框可选择元件种通过容差设置对话框可选择元件种类、参数，设置元件的容差值等。类、参数，设置元件的容差值等。 选择最坏情况分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.14 最坏情况分析（Worst Case） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择分析的类型、输出发结点择分析的类型、输出发结点和容差的变化方向等。本例和容差的变化方向等。本例选择选择了了3号结点的号结点的
39、直流工作点直流工作点分析，其余参数和选项卡采分析，其余参数和选项卡采用默认设置。用默认设置。完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 由仿真结果可见，由仿真结果可见，3号结点的直流工作号结点的直流工作点电压正常情况下约为点电压正常情况下约为3.037V，而最坏情况，而最坏情况下变为下变为3.733V，偏差为，偏差为0.696V，相对变化率，相对变化率约为约为22.92%。由于。由于C1、C2和和R4的容差对直的容差对直流工作点没影响，所以最坏情况的分析结果流工作点没影响，所以最坏情况的分析结果中中C1、C2和和R4的参数未做变化，而最坏情的参数未做变
40、化，而最坏情况下发生变化的元件参数分别为：况下发生变化的元件参数分别为：R1=18.9K、R2=17.1K、R3=1.9K。8.14 最坏情况分析（Worst Case）本节仍以单级放大器为例说明噪声系数分析的方法和步骤。 噪声系数分析用于衡量电路输入输出信噪比的变化程度。噪声系数的定义为： 。8.15 噪声系数分析（Noise Figure）FlogNF1010OutputSNRInputSNRF 其中，SNR为信噪比。噪声系数分析结果为电路的NF。式中 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选项卡，可以选择输入噪声的参考源、噪选择输入噪声的参考源、噪
41、声输出结点和参考结点，设声输出结点和参考结点，设置输入信号的频率和仿真温置输入信号的频率和仿真温度等。其余选项卡可采用默度等。其余选项卡可采用默认设置。认设置。 选择噪声系数分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.15 噪声系数分析（Noise Figure）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 本例在分析参数的设置上，选择信号本例在分析参数的设置上，选择信号源源V1为输入噪声参考源，选择为输入噪声参考源，选择4号结点为号结点为噪声响应输出结点，选择地为参考结点，噪声响应输出结点，选择地为参考结点，输入频率和仿真温度采用系统的默认值。输入频
42、率和仿真温度采用系统的默认值。 分析结果为噪声系数分析结果为噪声系数NF-7.89097db。8.15 噪声系数分析（Noise Figure）本节仍以单级放大器为例说明极点零点分析的方法和步骤。 极点零点分析可以给出交流小信号电路传递函数的极点和零点，用于电路稳定性的判断。8.16 极点零点分析（Pole Zero） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选选项卡，可以选择分析类型和项目、选择输入择分析类型和项目、选择输入输出结点等。本例选择了电路输出结点等。本例选择了电路增益分析，并选择增益分析，并选择5号结点为号结点为正输入结点、地为负输入结点、正
43、输入结点、地为负输入结点、4号结点为正输出结点、地为号结点为正输出结点、地为负输出结点，并选择同时求出负输出结点，并选择同时求出极点和零点的分析项目。极点和零点的分析项目。 选择极点零点分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.16 极点零点分析（Pole Zero）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 从分析结果可见，电路的从分析结果可见，电路的传递函数中有传递函数中有2个极点、个极点、4个零个零点。由于点。由于2个极点的实部均为负个极点的实部均为负值，即极点均在值，即极点均在S平面的左半，平面的左半，所以，电路是稳定的。所以，电路是稳定的
44、。8.16 极点零点分析（Pole Zero）本节仍以单级放大器为例说明传递函数分析的方法和步骤。 传递函数分析可以求出电路输入与输出间的关系函数，包括：电压增益（输出电压/输入电压）、电流增益（输出电流/输入电流）、输入阻抗（输入电压输入电流）、输出阻抗（输出电压输出电流）、互阻抗（输出电压输入电流）等。8.17 传递函数分析（Transfer Function） 通过分析参数通过分析参数(Analysis Parameters)选项卡，可以选择需要选项卡，可以选择需要分析的输入信号源和输分析的输入信号源和输出变量，选择输出结点出变量，选择输出结点和参考结点等。其余选和参考结点等。其余选项卡
45、可采用默认设置。项卡可采用默认设置。 选择传递函数分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.17 传递函数分析（Transfer Function）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 本例选择需要分析的输入信号源为本例选择需要分析的输入信号源为V1，选择输出变量为，选择输出变量为4号结点的电压、号结点的电压、地为输出电压的参考结点，并将电路地为输出电压的参考结点，并将电路中耦合电容中耦合电容C1、C2用短路代替。用短路代替。 仿真分析结果为电路的电压传递函仿真分析结果为电路的电压传递函数、信号源数、信号源V1端的输入电阻和电路的端的输入电阻
46、和电路的输出电阻。输出电阻。8.17 传递函数分析（Transfer Function）本节仍以单级放大器为例说明线宽分析的方法和步骤。 线宽分析是针对PCB板中有效传输电流所允许的导线最小宽度进行的分析。在PCB板中，导线的耗散功率取决于通过导线的电流和导线电阻，而导线的电阻又与导线的宽度密切相关。针对不同的导线耗散功率，确定导线的最小宽度是PCB设计人员十分需要和关心的。8.18 线宽分析（Trace Width） 通过线宽分析（通过线宽分析（ Trace Width analyses ）选项卡和分析参数）选项卡和分析参数(Analysis Parameters)选选项卡，可以设置导线温度
47、增量和分析开始与结束时间等。其余选项卡可采用默认设置。项卡，可以设置导线温度增量和分析开始与结束时间等。其余选项卡可采用默认设置。 选择线宽分析后，其对话框会显示4个分析设置选项卡：8.18 线宽分析（Trace Width）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 本例在分析参数设置上，全本例在分析参数设置上，全部采用缺省设置。分析结果给出部采用缺省设置。分析结果给出了导线温度超过环境温度了导线温度超过环境温度10oC、线宽类型为线重线宽类型为线重1oz/ft2时，电路时，电路的最小线宽。的最小线宽。8.18 线宽分析（Trace Width）本节
48、仍以单级放大器为例说明批处理分析的方法和步骤。 批处理分析是将不同分析或同一分析的不同实例组合在一起依次执行。例如，利用批处理分析可以对指定电路一次性地完成直流工作点分析、频率响应特性分析、瞬态分析等，不必分别地逐个进行分析。8.19 批处理分析（Batched） 选择批处理选择批处理分析分析后，后，会会出现出现批处理批处理设置设置对话对话框，其左侧是所有备选分析项目的列表，选中需框，其左侧是所有备选分析项目的列表，选中需要的分析项目后，点击要的分析项目后，点击Add Analysis按钮即可将按钮即可将待分析的项目添加到右侧的执行列表中。待分析的项目添加到右侧的执行列表中。 对于选中的每一项
49、分析，其设置方法与对应对于选中的每一项分析，其设置方法与对应的分析设置基本一致，不同的仅仅是将相应的执的分析设置基本一致，不同的仅仅是将相应的执行按钮行按钮Run换成了添加分析按钮换成了添加分析按钮Add to list。点击。点击Add to list后，系统会回到批处理设置对话框，后，系统会回到批处理设置对话框，等待用户继续选择需要的分析项目。等待用户继续选择需要的分析项目。8.19 批处理分析（Batched）完成分析设置后，点击Run可进行仿真分析，结果显示在Grapher View窗口中： 本例选择一次性完成单级放大电路的直流工作点分析和交流频率响应分析。本例选择一次性完成单级放大电
50、路的直流工作点分析和交流频率响应分析。从仿真结果可见，分析结果与分别独立完成的分析结果一致。从仿真结果可见，分析结果与分别独立完成的分析结果一致。8.19 批处理分析（Batched） 用户自定义分析是一种利用SPICE语言建立电路、仿真电路并显示仿真结果的方法。 用户在进行用户自定义分析时，首先，用SPICE语言描述和建立电路，并将电路文件保存成.cir文件。然后，在Commands选项卡中，输入用SPICE语言编写的分析命令。最后，点击Run按钮即可得到相应的分析结果。 用户自定义分析为用户提供了一条自行编辑分析项目、扩充仿真分析功能的新途径，但同时也要求用户具有熟练运用SPICE语言的能
