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2018.10.25 仿真

SPICE仿真的类型:DC分析、AC分析、瞬态分析

电子电路仿真基础

本文将介绍基于SPICE的模拟器可以做什么,以及其代表性的分析功能和概要。

SPICE仿真的类型

基于SPICE的模拟器所具备的代表性功能如下。下表中前四行突出标示的DC分析(直流分析)、AC分析(交流分析)、瞬态分析、蒙特卡洛方法是众所周知的分析功能,绝大多数模拟器软件中都会安装这些功能。后续将对这四种分析方法分别进行介绍。本次介绍DC分析、AC分析和瞬态分析。

分析方法 功能/特点
DC分析 静态特性分析。(技术规格书中的所有DC特性)
AC分析 频率特性分析。(容量、增益-相位)
瞬态分析 时间响应分析。(示波器)
蒙特卡洛方法 使波动反映在电路元素中的仿真。
※需要在模型中描述波动。描述格式因软件而异。
S参数 高频特性分析。
傅里叶分析 谐波分析和信号失真分析。
噪声分析 测量点的噪声分析。
※如果模型中不含噪声,则不产生噪声。

SPICE仿真:DC分析、AC分析、瞬态分析

这些分析是评估元器件和电路时的最基本方法,可能没有必要进行介绍,不过还是通过以下示例简单地介绍一下。

DC分析是对静态特性进行分析。在上例中, 对ID相对于MOSFET的VDS而产生的变化进行了仿真。晶体管和IC等的技术规格书中的规格值一般分为DC特性(直流特性)和AC特性(交流特性)。DC分析能够对技术规格书中的所有DC特性进行仿真。

AC分析(交流分析)主要能够分析与频率有关的特性。阻抗和增益-相位相对于频率的特性分析是最具代表性的。在上例中,对滤波电路的增益和相位的频率特性进行了仿真。

瞬态分析是时间响应特性的分析。上例是滤波器的阶跃响应,在评估开关电源的负载瞬态响应时也经常使用瞬态分析。瞬态分析的特征是利用示波器观察波形。

各种模拟器都具备多种功能,以对进行这些分析的电流/电压源、信号发生器(振荡器)、电流/电压等实施测量,并通过图表来显示测量结果。

下一篇将对蒙特卡洛方法进行讲解。

关键要点:

・基于SPICE的模拟器具备DC分析、AC分析、瞬态分析、蒙特卡洛方法、S参数、傅里叶分析、噪声分析等功能。

・几乎所有的仿真软件都具备DC分析、AC分析、瞬态分析、蒙特卡洛方法等功能。

下载SPICE模型请点击这里