PSpice 16.5 AD 教程五（信号源的设置）.pdf-资料库

PSpice A/D 教程五（信号源的设置）教程内容：介绍 PSpice 中常用的电压源和电流源的设置：一、独立信号源的设置二、数字信号源的设置上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

信号源是做 Pspice 仿真时必不可少的元件，PSpice 可以使用独立和非独立电压源和电流源。这一篇主要介绍 PSpice 在瞬态分析时常用的几种激励源，以及数字信号源的设置和使用。一、独立信号源的设置 PSpice 中用的独立信号源有很多种，这里主要介绍用于瞬态分析的六种激励信号，介绍这六种信号的波形特点和描述该信号波形时涉及到的参数。其中电平参数针对的是独立电压源。对独立电流源，只需将字母 V 改为 I，其单位由伏特变为安培。 1、脉冲信号源(VPULSE 和 IPULSE) 脉冲信号是在瞬态分析中用得较频繁的一种激励信号。信号源均在 PSpice 中的电源库 source.lib 中选择，脉冲信号电压源和电流源符号如图 5-1 所示，描述脉冲信号波形涉及到 7 个参数，表 1 列出了描述这些参数的含义、单位及内定值。电流源参数和电压源一致，只是将 V 改为 I，将电压改为电流，将伏特改为安培就行。所以我们均以电压源为例来说明。 V1 = V2 = TD = TR = TF = PW = PER = V1 I1 = I2 = TD = TR = TF = PW = PER = 图 5-1 脉冲电压源和电流源符号表 1 描述脉冲信号波形的参数 I1 参数名称 V1 V2 per pw td tf 起始电压脉冲电压脉冲周期脉冲宽度延迟时间下降时间单位伏特伏特秒秒秒秒内定值无内定值无内定值 TSTOP TSTOP 0 TSTEP 上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

tr 上升时间秒 TSTEP 注：表中 TSTOP 是瞬态分析中参数 Final Time 的设置值；TSTEP 是参数 Print Step 的设置值。图 5-2 是一个脉冲电压源设置和通过瞬态分析得到的脉冲波形。表 2 给出了不同时刻脉冲信号值与这些参数之间的关系。 V1 = 1 V2 = 5 TD = 1s TR = 0.1s TF = 0.4s PW = 0.8s PER = 2s V1 5.0V 2.5V 0V 0s V(V1:+) 2.0s 4.0s 6.0s Time 图 5-2 脉冲电源的设置和波形表 2 脉冲信号电平值与参数的关系时间 0 td td+tr td+tr+pw td+tr+pw+tf td+per td+per+tr 脉冲电平 v1 v1 v2 v2 v1 v1 v2 2、调幅正弦信号（VSIN 和 ISIN: Sinusoidal Waveform）调幅正弦波信号的符号如图 5-3 所示，描述调幅正弦信号涉及 7 个参数。表 3 列出了这些参数的含义、单位和内定值。后三个参数默认值都为 0，需要设置时需要双击电源才可以编辑。 VOFF = VAMPL = FREQ = AC = V3 IOFF = IAMPL = FREQ = I1 图 5-3 正弦信号符号上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

调幅正弦波的表达式为： V SIN )( t = V off + eV ampl - df ( t - td ) ( sin p f2 ( t - td ) - q ) 。表 3 描述调幅信号的参数参数 voff 名称偏置值 vampl 峰值振幅 freq AC phase df td 频率交流分析电压相位阻尼因子延迟时间单位伏特伏特赫兹伏特度 1/秒秒内定值无内定值无内定值 1/TSTOP 无内定值 0 0 0 注：表中 TSTOP 为瞬态分析中参数 Final Time 的设置值。图 5-4 是一个调幅正弦信号的设置和通过瞬态分析得到的波形。表 4 给出了不同时刻脉冲信号值与这些参数之间的关系。 10V 0V -10V 0s V(V3:+) 2.0s 4.0s 6.0s Time 图 5-4 调幅正弦信号的设置和波形表 4 调幅信号波形与参数的关系时间范围调幅信号波形 0－td voff+vampl*sin(2p*phase/360 ) td－TSTOP voff+vampl*sin(2 p *(freg*(TIME-td)+phase/360 ))*exp( -(TIME-td)*df) 说明：调幅正弦信号可以用于用于瞬态分析，也可以用于交流分析。若阻尼因子与偏置值均为 0，则调幅信号成为标准的正弦信号，在进行交流分析时只有参数 AC 是起作用的，该参数一般设为 1，这样在分析电路传递函数的频率特性时就只要观察输出端的频率特性就上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

行了。 3、调频信号源（VSFFM 和 ISFFM: Single-Frequency Frequency-Modulated）调频信号的符号如图 5-5 所示，描述调频信号涉及 5 个参数。表 5 列出了这些参数的含义、单位和内定值。 VOFF = VAMPL = FC = MOD = FM = V4 IOFF = IAMPL = FC = MOD = FM = I1 调频信号的表达式为： V SF FM t + mod ´ sin p f2 )t m 。 c 图 5-3 调频信号源的符号 ( ) ( p f2 t 表 5 描述调频信号的参数 sin ampl + V = V off 参数 voff 含义单位内定值偏置电压伏特无内定值 vampl 峰值振幅伏特无内定值 fc fm 载频赫兹 1/TSTOP 调制频率赫兹 1/TSTOP mod 调制因子 0 注：表中 TSTOP 为瞬态分析中参数 Final Time 的设置值。图 5-4 是一个调频信号的设置和通过瞬态分析得到的波形。如果需要用该电源进行交流分析，需要双击电源在参数表中找到 AC 参数项，将其设为 1 就可以。 4.0V 0V VOFF = 0 VAMPL = 3 FC = 1.6k MOD = 4 FM = 200 V4 -4.0V 0s V(R3:1) 4ms 8ms 12ms Time 上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

图 5-4 调幅正弦信号的设置和波形 4、指数信号源(VEXP 和 IEXP: Exponential Waveform) 指数信号源的符号如图 5-7 所示，描述指数信号源涉及 6 个参数。表 6 列出了这些参数的含义、单位和内定值。后三个参数默认值都为 0，需要设置时需要双击电源才可以编辑。 V1 = V2 = TD1 = TC1 = TD2 = TC2 = V5 I1 = I2 = TD1 = TC1 = TD2 = TC2 = I1 图 5-7 指数信号源的符号表 6 描述指数信号的参数参数 v1 v2 名称起始电压峰值电压 td1 上升（下降）延迟单位伏特伏特秒内定值无内定值无内定值 0 tc1 上升（下降）时常数秒 TSTEP td2 下降（上升）延迟秒 Td1+TSTEP tc2 下降（上升）时常数秒 TSTEP 注：表中 TSTEP 为瞬态分析中参数 Print Step 的设置值。图 5-8 是一个指数信号源的设置和通过瞬态分析得到的波形。由图可见，在时间 0－td1 这段时间内，信号电平为 v1,接着以 tc1 为时常数，从 v1 指数变化至 v2，直到时刻 td2 为止。然后又以 tc2 为时常数，按指数规律变化至 v1。表 7 给出了不同时刻脉冲信号值与这些参数之间的关系。上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

V1 = 1 V2 = 5 TD1 = 1 TC1 = 0.2 TD2 = 2 TC2 = 0.5 5.0V V2 2.5V 0V 0s V(R4:1) 2.0s 4.0s 6.0s Time 图 5-8 调指数信号源的设置和波形表 7 指数信号电平值与参数的关系时间范围电平值 0-td1 td1-td2 v1 v1+(v2-v1)(1-exp(-(TIME-td1)/tc1) td2-TSTOP v1+(v2-v1)((1-exp(-(TIME-td1)/tc1)(1-exp(-(TIME-td2)/tc2)) 注：表中 TSTOP 为瞬态分析中参数 Final Time 的设置值。 5、分段线性信号源（VPWL 和 IPWL: Piece-Wise Linear）分段线性信号源的符号如图 5-9 所示，分段线性信号波形由几条线段组成。因此，为了描述这种信号，只需给出线段转折点的坐标数据即可。图 5-10 给出一个分段线性信号的参数设置。得到的波形如图 5-11 所示。 V6 I1 图 5-9 指数信号源的符号图 5-10 信号源属性编辑窗口上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

1.0V 0.5V 0V 0s V(V1:+) 2s 4s 6s 8s Time 图 5-11 分段信号的波形 10s 如果要表示周期性的分段信号，比如周期的三角波、阶梯波的信号，那么可以使用周期性折线信号源（VPWL_ENH）。周期折线信号包含 6 个参数，如表 8 所示。表 8 描述周期折线信号源的参数所以如果我们设定参数如下： TSF=1s,VSF=5v, 坐标对为 (0, -1) (1, 1) (2, -1),REPEAT_VALUE=5,可得如图 5-12 所示的波形： 5.0V 0V -5.0V 0s V(V3:+) 2s 4s 6s 8s Time 图 5-12 周期折线信号源的波形 10s 6、通用信号源(VSRC 和 ISRC) 上海市长宁区延安西路 726 号华敏、翰尊时代广场 13 层 H 座 T:021-51696680-8063 F: 021-52370712 邮箱：cadence@comtech.com.cn / qipingwang@comtech.com.cn www.comtech.com.cn

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