1、实验目的

1、 熟悉系统提供的各种搜寻命令和特征值函数的定义及功能,能正确编写特征值函数;

2、 应用各种搜寻命令和特征值函数对实际电路进行各种电路性能分析,正确做出电路性能随参数的变化曲线以及直方图。

2、实验内容

1、 对下列切比雪夫(Chebyshev)滤波器进行交流分析(分析数据点数需适当多,要大于 200,否则显示不出两个峰值)。编写计算两个峰值电压的差值的特征值函数,并给出计算结果。

2、 对电阻 R2 进行参数分析,其电阻值从 70Ω 变化到 100Ω。绘出电路输出端电压(out)1db 中心频率随 R2 的变化曲线。

3、 进行蒙托卡诺分析后进行电路性能分析,所有电阻采用精度为 1%的电阻器,电容采用精度为 5%的电容器。绘制 1bd 带宽分布的直方图。

3、实验过程

1、基于交流分析的性能分析

绘制如下图所示的切比雪夫(Chebyshev)滤波器,电路中所有电阻采用Rbreak模型,所有电容采用Cbreak模型。为进行交流分析,激励信号采用正弦信号,其中VOFF=0V,VAMPL=1v,FREQ=10k,AC=1v。

对电路进行交流分析,考虑到电路输出电压的峰值特性,设置250个数据点,其余数据设置如下图所示。

仿真后得到该电路输出电压的波形,如下图所示。

由波形知,该滤波器通带能量较为集中,阻带下降快,理论上具有很好的滤波效果。

为计算两个峰值电压的差值,在Pspice A/D界面下新建特征值函数liye。

该特征值函数如下图所示。

完成编写后,下拉Trace菜单,点击Evaluate Measurements。

保存后,在交流分析的基础上计算特征值函数,选择函数liye,再选择V(out),计算设置如下图所示。

得到如下图所示计算结果。

结果表示输出电压中两个峰值相差19.05599mV。

二、基于参数分析的性能分析

为对电阻R2进行参数分析,将R2的电阻值更改为{Rval};调用special中的PARAM元件,新建Rval,设置其值为93.1。

对R2进行参数分析,令其阻值从70Ω变化到100Ω,设置如下图所示。

得到下图。

启动电路性能分析,如下图所示。

为绘出电路输出电压v(out)的1db中心频率随R2变化的曲线,调用CenterFreq(1,db_level)函数,设置CenterFreq(V(out),1)如下图所示。

得到曲线如下图所示。

由图可知,在70Ω到100Ω的范围内,中心频率总体上随着R2阻值的增大而减小,但基本稳定在10kHz附近,即有仍有很好的高通效用。

三、基于蒙特卡洛分析的性能分析

为对电路进行蒙特卡洛分析,设置电阻精度为1%,如下图所示。

设置电容精度为5%,如下图所示。

进行蒙特卡洛分析,设置如下图所示。

得到如下波形图。

为得到1db带宽分布的直方图,勾选Axis Setting中的Performance Analysis选项,将Probe窗口转化为直方图绘制窗口。

点击Performance Analysis。

下拉Trace菜单,点击Evaluate Measurements。

调用函数Bandwidth(1,db_level),设置Bandwidth(V(out),1),如下图所示。

得到如下图形。

由图可知,在上述给定的精度下,电路的1db带宽主要分布在1.4kHz到2.0kHz区间上,较为集中。