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在電子電路中,須要對(duì)所制做電路的各類技術(shù)參數(shù)進(jìn)行剖析,以判定電路的性能指標(biāo)是否符合要求。14.0具有豐富的電路所須要的仿真與剖析功能。
靈敏度剖析
""(靈敏度)剖析指電路中某個(gè)器件的參數(shù)發(fā)生變化時(shí),剖析它的變化對(duì)電路節(jié)點(diǎn)電流或大道電壓的影響。
靈敏度剖析包括直流靈敏度剖析和交流靈敏度剖析。直流靈敏度剖析的仿真剖析結(jié)果以數(shù)值的方式顯示,交流靈敏度的仿真剖析結(jié)果可以用曲線的方式顯示。
在.0中構(gòu)建電路如圖10-19所示。執(zhí)行""→"and"命令,彈出"and"窗口,在“”選項(xiàng)區(qū)中選擇“”,打開“”對(duì)話框,共4個(gè)選項(xiàng)卡,除“”外,其余均與“DCPoint”相同。靈敏度剖析“”選項(xiàng)卡如圖10-20所示,對(duì)其說明如下。
1)nodes/:輸出節(jié)點(diǎn),其中包括3個(gè)單選按鍵。“”單選按鍵用于選擇進(jìn)行電流靈敏度的剖析。選中該單選按鍵后,在“node”下拉列表中選擇要剖析的節(jié)點(diǎn),這兒選擇V(2);在“”下拉列表中選擇輸出端的參考節(jié)點(diǎn),這兒選擇V(0);“”單選按鍵用于選擇進(jìn)行電壓靈敏度的剖析,用法與“”單選按鍵類似,這兒不作選擇;“”單選按鍵是為剖析結(jié)果降低一個(gè)表達(dá)式的顯示方式,選擇進(jìn)行變量表達(dá)式靈敏度剖析,這兒不作選擇。
2):用于選擇輸出靈敏度的格式,有(絕對(duì)靈敏度)和(相對(duì)靈敏度)兩種,這兒選擇“”。
3)Type:對(duì)直流靈敏度剖析或交流靈敏度剖析進(jìn)行設(shè)置,這兒選擇“DC”。
在靈敏度剖析“”選項(xiàng)卡中,將所有的變量rr1、rr2、vv1都設(shè)置為輸出節(jié)點(diǎn)。設(shè)置完后單擊“Run”按鈕,靈敏度剖析結(jié)果如圖10-21所示。
靈敏度與偏差的關(guān)系密切。假如設(shè)電路的理想輸出為Y,X為電路中的某個(gè)參數(shù),則電路輸出訊號(hào)的誤差ΔY/Y=ΔX/X×Z。這兒Z為X所對(duì)應(yīng)的靈敏度,相當(dāng)于圖10-21中的數(shù)值。ΔX/X為元件偏離標(biāo)稱值的程度,即參數(shù)誤差,可以用比率表示。在靈敏度剖析時(shí),為了理解問題的便捷,通常視電源的偏差可以忽視,在圖10-21中,vv1項(xiàng)的靈敏度為1,這是由于vv1就是電源電流。
零-極點(diǎn)剖析
電路系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)決定了系統(tǒng)是否穩(wěn)定,零點(diǎn)和極點(diǎn)一起決定了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),因而對(duì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)剖析是很有必要的。對(duì)于高階系統(tǒng),直接求取其零極點(diǎn)比較有難度,14.0提供的“PoleZero(極點(diǎn)零點(diǎn))”分析可快速求出系統(tǒng)的零極點(diǎn)。
在14.0中構(gòu)建仿真電路如圖10-22所示,讀者可自行用訊號(hào)流圖結(jié)合梅森公式求得系統(tǒng)傳遞函數(shù)。執(zhí)行“”→“and”命令,彈出“and”窗口,在“”選項(xiàng)區(qū)中選擇“PoleZero”,打開“PoleZero”對(duì)話框,其“”選項(xiàng)卡如圖10-23所示,各參數(shù)涵義如下。
圖10-22零極點(diǎn)剖析仿真電路
1)type:用于設(shè)置零極點(diǎn)剖析的剖析類型。該選項(xiàng)區(qū)共有4個(gè)選擇模式:Gain(電流增益剖析),即輸出電流/輸入電流;(互阻抗剖析)如圖所示電路中,即輸出電流/輸入電壓;Input(電路輸入阻抗)以及(電路輸出阻抗)。
圖10-23零極點(diǎn)剖析“”選項(xiàng)卡
2)Nodes:用于設(shè)置輸入/輸出的節(jié)點(diǎn)(正、負(fù)端點(diǎn))。該選項(xiàng)區(qū)包括“Input(+)”下拉列表,即正的輸入端點(diǎn);“Input(-)”下拉列表,即負(fù)的輸入端點(diǎn)(一般接地,即節(jié)點(diǎn)0);“(+)”下拉列表,即正的輸出端點(diǎn);“(-)”下拉列表,即負(fù)的輸出端點(diǎn)(一般接地,即節(jié)點(diǎn)0)。
3):用于設(shè)置剖析的對(duì)象,有Pole(但求出極點(diǎn))、Zero(但求出零點(diǎn))和Polo-Zero(同時(shí)求出零點(diǎn)和極點(diǎn))3種選項(xiàng)。
和的設(shè)置和其他剖析方式相同,默認(rèn)設(shè)置即可如圖所示電路中,設(shè)置參數(shù)如圖10-23所示。
單擊“Run”按鈕,零極點(diǎn)剖析結(jié)果如圖10-24所示,其中,“Real”表示實(shí)部,“”表示虛部。按照仿真結(jié)果可知該系統(tǒng)無零點(diǎn),有3個(gè)極點(diǎn)(取近似值),分別為-1、-1+0.709j和-1-0.709j。即系統(tǒng)傳遞函數(shù)為:H(s)=0.5/(s+1)(s+1+0.709j)(s+1-0.709j)=1/(s3+2s2+2s+1),與理論剖析一致。
圖10-24零極點(diǎn)剖析結(jié)果