第七讲HSPICE_精品文档优质PPT.ppt

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单位：

V2/Hzu电路总的输出噪声：

一定的频率下，各个噪声源计算所得噪声在该点进行RMS（均方根）相加：

信号与系统信号与系统7噪声的定义u均一化噪声：

（onoise/BW）0.5，单位：

u电路总的输入噪声：

一定的频率下，总的输出噪声除以电路电压（或电流）增益或者传输函数。

V2/Hz信号与系统信号与系统8交流噪声分析.NOISEu一般形式：

.NOISEOVVsrcnaminter注释：

OVV：

指定节点总的噪声输出电压。

srcnam：

是作为噪声输入基准的独立电压源或独立电流源inter：

打印噪声分析结果的频率间隔注意：

交流噪声分析时必须进行交流小信号分析。

举例：

.NOISEV（5）VIN10.ACDEC101100MEG思考：

本例共计算了几个频率点的交流噪声？

信号与系统信号与系统9.NOISE举例例：

求出图中输出节点2的噪声，频率范围1Hz100MEGHz，20个点打印一次。

+-V1AC10VR1=5210C1=500PAsimplenoiserunR1125C120500pfV1100AC=10V,37.ACDEC101100MEG.noisev

（2）v120.ENDTask1:

Noiserun.sp信号与系统信号与系统10Outputnoiseinformation（innoiserun.lisfile）noiserun*title*noiseanalysistnom=25.000temp=25.000frequency=1.0000hz*resistorsquarednoisevoltages（sqv/hz）element0:

r1rs8.233e-201/f0.total8.233e-20rx5.0000*totaloutputnoisevoltage=8.233e-20sqv/hz=286.9260pv/rthztransferfunctionvalue:

v

（2）/v1=1.0000equivalentinputnoiseatv1=286.9260p/rthz*theresultsofthesqrtofintegral（v*2/freq）fromfstartupto1.0000hz.usingmorefreqpointsresultsinmoreaccuratetotalnoisevalues.noiserun*noiseanalysistnom=25.000temp=25.000*frequency=100.0000hz信号与系统信号与系统11交流分析u交流小信号分析（.AC）u交流小信号失真分析（.DISTO）u交流噪声分析（.NOISE）u噪声叠加分析噪声叠加分析（.SAMPLE）u交流网络分析交流网络分析（.NET）信号与系统信号与系统12噪声叠加分析.SAMPLE噪声叠加分析：

对模拟信号数据采样的采样噪声进行分析。

得到某输出节点各采样值的噪声（对各噪声的叠加）u一般形式：

.SAMPLEFS=freg注释：

FS=freg：

数据采样频率信号与系统信号与系统13交流网络分析.NET交流网络分析：

进行交流小信号分析时，计算输入输出阻抗矩阵（Z矩阵）、导纳矩阵（Y矩阵）混合矩阵（H矩阵）和散射矩阵（S矩阵）的参数u一般形式：

单端口网络：

.NETinput双端口网络：

.NEToutputinput注释：

input交流输入电压或电流源名output输出端口变量RIN/ROUT：

输入输出电阻例：

.NETV（10,30）VINACROUT=75RIN=50信号与系统信号与系统14六种基本的交流分析交流小信号分析（.AC）极零点分析极零点分析（.PZ）交流噪声分析（.NOISE）噪声叠加分析（.SAMPLE）交流网络分析（.NET）summarysummary交流小信号失真分析交流小信号失真分析（.DISTO）信号与系统信号与系统15命令语句输入控制输入控制输出控制输出控制1.1.1.直流分析直流分析直流分析2.2.2.交流分析交流分析交流分析3.3.3.瞬态分析瞬态分析瞬态分析4.4.4.蒙特卡罗最坏情况分析蒙特卡罗最坏情况分析蒙特卡罗最坏情况分析5.5.5.温度分析温度分析温度分析电路性能仿真电路性能仿真信号与系统信号与系统16瞬态分析瞬态分析：

也称为时域的暂态分析（时域分析），是指对所选定的电路节点的时域响应进行分析，即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的波形。

C开关闭合的过程开关闭合的过程KRE+_tE新稳态新稳态暂态暂态旧稳态旧稳态信号与系统信号与系统17瞬态分析瞬态分析条件：

u电路中含有储能元件，如电容、电感等。

u换路的条件：

电源值的升高与降低（包括接通与断开）、电路中元件参数的改变。

u换路定理1：

在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。

这就意味着瞬态分析中需要设置初始条件。

u换路定理2：

换路瞬间，电感相当于理想恒流源I0，电容相当于理想恒压源U0信号与系统信号与系统18瞬态分析瞬态分析目的：

u低阶电路的时间常数的物理意义？

u瞬态分析的目的：

电路的响应速度。

u电路的瞬态响应：

l零输入响应l零状态响应l全响应信号与系统信号与系统19瞬态分析的初始条件u直流工作点（静态工作点）必须配合.OP语句，以直流工作点为初始条件。

直流工作点为初始条件常常出现不收敛！

HSPICE的收敛问题：

迭代算法，无法收敛到1pA或1uV模型参数不连续不适当的.OPTIONS初始条件不合适Internaltimesteptoosmall！

更改模型更改初始条件信号与系统信号与系统20瞬态分析初始条件的设定初始条件语句一般形式：

.ICvar1=val1.DCVOLTV（node1）/node1=val1注释：

Var1/2：

设置初始值的变量名称，如电压V

（1）指节点1的电压，I（R）指通过电阻R的电流等。

node：

节点名。

注意：

.IC可以设置任意变量初始值，而.DCVOLT只能设置电压初始值。

例：

.ICV（11）=5V（4）=-5V

（2）=2.2.DCVOLT1154-522.2信号与系统信号与系统21瞬态分析初始条件的设定节点电压语句一般形式：

.NODESETV（node1）=val1或.NODESETnode1val1例：

u.NODESETV（12）=4.5V（4）=2.23u.NODESET124.542.33信号与系统信号与系统22瞬态分析初始条件的设定初始条件设置的三种形式：

IC=?

，描述元器件两端的初始电压。

如：

C1201uFIC=2V：

初始条件语句.IC：

节点电压语句.NODESET（.DCVOLT）优先次序：

（1）IC=.

（2）.IC（3）.NODESET。

如.IC语句和.NODESET语句共存时，.IC语句将取代.NODESET语句。

信号与系统信号与系统23瞬态分析.TRAN一般形式：

.TRANTSTEPTSTOP注释：

TSTEP：

瞬态分析的步长。

TSTOP：

分析终止时间。

TSTART：

分析的起始时间，若不写，默认为0.注意：

瞬态分析总是从时间0开始分析，到稳态结束。

但只打印TSTART到TSTOP时间段的结果。

信号与系统信号与系统24瞬态分析.TRAN一般形式：

UIC：

当.TRAN语句中规定了UIC参数，HSPICE不去计算初始直流工作点，而用.IC语句规定的节点电压计算电路中的初始条件。

这时，要仔细设置各个节点的直流电压值。

当.TRAN语句未规定UIC参数时，HSPICE在瞬态分析前先计算直流工作点。

这时，若有.IC语句，则仅当作求解直流工作点时相应的节点初始值。

而瞬态分析忽略这些电压限制。

信号与系统信号与系统25.TRAN分析的几种表现形式和例子q.TRAN1NS100NSUIC分析和打印瞬态分析结果，从0100ns，每1ns打印一次。

忽略初始直流工作点，以.IC规定的节点电压或电流值或某个元器件两端的初始电压值作为初始条件。

q.TRAN.1NS25NS1NS40NSSTART=10NS分析和打印10ns25ns，步长为0.1ns；

25ns40ns，步长1ns.q.TRAN10NS1USUICSWEEPTEMP-557510对温度-55,-4575分别进行瞬态扫描，时间从从01us，步长10ns。

初始条件为IC规定的。

q.TRAN10NS1USSWEEPCloadPOI31pF5pF10pF对负载参数电容Cload为1pf，5pf以及10pf时分别进行瞬态扫描，时间从010pf，步长为10ns。

POI代表参数列表。

信号与系统信号与系统26例：

这是一个简单的RC电路，请利用HSPICE分析各个节点的瞬态电压和流过各个元件的电流。

输入V1增加了一个脉冲函数。

.TRAN举例

（1）信号与系统信号与系统27.TRAN举例

（1）ASIMPLEACRUNR1121KR2201KC120.001UV11010AC1PULSE0510N20N20N500N2U.OPTIONSLISTNODEPOST.OP.TRAN10N2U$仿真区域为仿真区域为02us.PRINTTRANV

（1）V

（2）I（R2）I（C1）.ENDTask1:

tranrun.sp信号与系统信号与系统28TRANsweepinformation（intranrun.lisfile）asimpleacrun*transientanalysistnom=25.000temp=25.000*timevoltagevoltagecurrentcurrent12r2c10.0.0.0.0.10.00000n0.0.0.0.20.00000n2.500016.5070m16.5070u2.4670m30.00000n5.000049.7294m49.7294u4.9005m1.99000u0.87.7574m87.7574u-175.5147u2.00000u0.85.8690m85.8690u-171.7379u信号与系统信号与系统29.TRAN分析结果输出电压V

（1）=PULSE0510n20n20n500n2uV

（2）V

（2）,Right?

信号与系统信号与系统30.TRAN分析结果输出电流I（R2）I（R1）Right?

I（C1）信号与