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在電子電路中,須要對所制做電路的各類技術參數進行剖析,以判定電路的性能指標是否符合要求。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)剖析指電路中某個器件的參數發生變化時,剖析它的變化對電路節點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果以數值的方式顯示,交流靈敏度的仿真剖析結果可以用曲線的方式顯示。
在.0中構建電路如圖10-19所示。執行""→"and"命令,彈出"and"窗口,在“”選項區中選擇“”,打開“”對話框,共4個選項卡,除“”外,其余均與“DCPoint”相同。靈敏度剖析“”選項卡如圖10-20所示,對其說明如下。
1)nodes/:輸出節點,其中包括3個單選按鍵。“”單選按鍵用于選擇進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點,這兒選擇V(2);在“”下拉列表中選擇輸出端的參考節點,這兒選擇V(0);“”單選按鍵用于選擇進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果降低一個表達式的顯示方式,選擇進行變量表達式靈敏度剖析,這兒不作選擇。
2):用于選擇輸出靈敏度的格式,有(絕對靈敏度)和(相對靈敏度)兩種,這兒選擇“”。
3)Type:對直流靈敏度剖析或交流靈敏度剖析進行設置,這兒選擇“DC”。
在靈敏度剖析“”選項卡中,將所有的變量rr1、rr2、vv1都設置為輸出節點。設置完后單擊“Run”按鈕,靈敏度剖析結果如圖10-21所示。
靈敏度與偏差的關系密切。假如設電路的理想輸出為Y,X為電路中的某個參數,則電路輸出訊號的誤差ΔY/Y=ΔX/X×Z。這兒Z為X所對應的靈敏度,相當于圖10-21中的數值。ΔX/X為元件偏離標稱值的程度,即參數誤差,可以用比率表示。在靈敏度剖析時,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項的靈敏度為1,這是由于vv1就是電源電流。
零-極點剖析
電路系統傳遞函數的極點決定了系統是否穩定,零點和極點一起決定了系統的穩態性能指標,因而對系統傳遞函數的零極點剖析是很有必要的。對于高階系統,直接求取其零極點比較有難度,14.0提供的“PoleZero(極點零點)”分析可快速求出系統的零極點。
在14.0中構建仿真電路如圖10-22所示,讀者可自行用訊號流圖結合梅森公式求得系統傳遞函數。執行“”→“and”命令,彈出“and”窗口,在“”選項區中選擇“PoleZero”,打開“PoleZero”對話框,其“”選項卡如圖10-23所示,各參數涵義如下。
圖10-22零極點剖析仿真電路
1)type:用于設置零極點剖析的剖析類型。該選項區共有4個選擇模式: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10-23零極點剖析“”選項卡
2)Nodes:用于設置輸入/輸出的節點(正、負端點)。該選項區包括“Input(+)”下拉列表,即正的輸入端點;“Input(-)”下拉列表,即負的輸入端點(一般接地,即節點0);“(+)”下拉列表,即正的輸出端點;“(-)”下拉列表,即負的輸出端點(一般接地,即節點0)。
3):用于設置剖析的對象,有Pole(但求出極點)、Zero(但求出零點)和Polo-Zero(同時求出零點和極點)3種選項。
和的設置和其他剖析方式相同,默認設置即可如圖所示電路中,設置參數如圖10-23所示。
單擊“Run”按鈕,零極點剖析結果如圖10-24所示,其中,“Real”表示實部,“”表示虛部。按照仿真結果可知該系統無零點,有3個極點(取近似值),分別為-1、-1+0.709j和-1-0.709j。即系統傳遞函數為: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10-24零極點剖析結果