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  第六章 Probe的高级应用技术
PSpice A/D中的Probe模块除了具有上一章介绍的“信号波形显示”这一基本功能以外，还可以对显示的波形进行傅里叶分析，提取特征参数(例如带宽等)，分析电路特性随元器件参数变化的关系(又称为Performance Analysis：电路性能分析)等。这些高级应用技术对改进电路设计有很大作用，特别是Performance Analysis分析功能有助于实现电路的优化设计。本章在简要介绍有关概念的基础上详细介绍这些技术的使用方法。
6-1基本名词术语
本节简要介绍与Probe高级应用技术有关的名词术语。
6-1-1 Search Commands (搜寻命令)
搜寻命令由查找指令和有关选项构成，用于从信号波形曲线上搜寻满足查找指令要求的数据点。6-2节将详细介绍搜寻命令的格式规定。
6-1-2 Marked Point Expression (特征数据点运算式)
由搜寻命令在信号波形曲线上得到的满足搜寻命令中查找指令要求的数据点称为特征数据点。
在同一条波形曲线上用几条不同的搜寻命令可以得到几个具有不同特点的特征数据点。对几个特征数据点进行计算分析的表达式称为特征数据点运算式。其格式规定在6-3节介绍。
6-1-3 Goal Function (特征值函数)
特征值函数是由一系列搜寻命令以及对搜寻结果进行计算分析的特征数据点运算式组成。由运算式得到的结果是一个具体数值，这也就是特征值函数给出的特征值。
例如，对于一个带通滤波器进行AC频率响应分析，可以得到输出电压与频率关系的波形曲线。如果对该曲线依次执行下述3次不同的搜寻命令：
(1)搜寻输出电压最大的数据点。
(2)从输出电压最大的数据点开始，沿频率增加的方向，搜寻输出从最大值下降3db的数据点。
(3)从输出电压最大的数据点开始，沿频率减小的方向，搜寻输出从最大值下降3db的数据点
搜寻结束后，对得到的特征数据点按下述方式进行运算：第2次搜寻得到的特征数据点的X轴(频率轴)坐标减去第3次搜寻得到的特征数据点的X轴(频率轴)坐标。显然，计算结果给出的是该滤波器的3db带宽。如果将这两个x坐标值相加再除以2，就得到滤波器的中心频率。6-4节将详细介绍特征值函数的构成和格式规定。
6-1-4 Performance Analysis (电路性能分析)
在Probe中，Performance Analysis的作用是定量分析电路特性随元器件参数的变化关系，并在Probe窗口中显示出变化关系曲线。这种分析又称为电路性能分析，以区别于电路特性分析。
例如，对上述例中的滤波器电路，为了分析带宽与电路中某一元器件(例如电阻R1)参数的关系，可以按第四章介绍的参数扫描分析方法，使该电阻R1的阻值在一定范围内变化。对每一个R1取值,均进行一次AC频率响应分析。对每一次AC分析得到的输出电压与频率关系曲线，都可以采用前面介绍的特征值函数方法得到该R1取值下的中心频率和带宽。将不同R1值下得到的结果在Probe窗口中显示出来，并连成曲线，就得到了中心频率以及带宽随电阻R1的变化关系，这就是Performance Analysis的分析功能。
显然，得到上述两条关系曲线后，就可以综合考虑中心频率和带宽这两个电特性的设计要求，选取比较佳的R1元件值大小。
由上例还可见，进行Performance Analysis分析时，需要对电路进行多次模拟分析。因此，Performance Analysis通常是与参数扫描分析(见4-2节)、温度分析(见4-1节)和MC分析(见4-3节)结合在一起进行。
6-5节将详细介绍在Probe模块中进行Performance Analysis的具体方法。
6-2搜寻命令
搜寻命令是特征值函数中的主要组成部分。在5-4-4节介绍的“标尺”中，提取特征值时也要调用搜寻命令。本节详细介绍搜寻命令的格式要求，并给出具体应用实例。
6-2-1 搜寻命令格式
搜寻命令的一般格式如下：
Search[搜寻方向][起始位置][出现次数][搜寻范围][for][重复次数]<搜寻要求>
由上可见，搜寻命令以关键词Search开始，最后为搜寻要求指令。这两部分在搜寻命令中是必不可少的。在关键词和搜寻要求中间为辅助搜寻的选项。下面具体介绍每一项的含义和设置要求。
1.搜寻方向
搜寻命令格式中的搜寻方向选项只允许取Forward(可简写为F)和Reverse(可简写为R)两者之一，分别表示沿X轴变量值增加和减少的方向搜寻。内定默认值为Forward。
2.起始位置
起始位置用于确定执行搜寻命令的起始点。该选项由两个斜杠号以及斜杠号之间的特定字符组成。确定起始点位置的特定字符可取下面5种形式之一。
(1)^：从搜寻范围的起点开始。
(2)Begin：其作用与^符号相同，即从搜寻范围的起点开始。
(3)$：从搜寻范围的终点开始。
(4)End：其作用与$符号相同，即从搜寻范围的终点开始。
(5)由其他搜寻命令得到的特征数据点或特征数据点表达式(见6-3节)作为开始点。
起始位置的内定默认值为当前位置点。例如在执行一次搜寻最大值命令后，当前位置点即为该最大值点。如果在随后的一次搜寻命令中未指定起始点，则以上述最大值点为搜寻起点。
3.出现次数
出现次数是对搜寻过程的从严要求，由两个＃字符号以及＃字符号之间的数字组成。例如，若要搜寻的是极大值(即峰值)，按常规考虑，如果搜寻过程中得到了某点A，在该点左右两侧搜寻点的Y轴坐标值均比A点的小，则A点即为满足搜寻要求的极大值点。如果在搜寻命令中“出现次数”选项为＃2＃，则要求在A点左右两侧均连续有两个搜寻点的Y轴坐标值比A点的小，则A点才算是满足搜寻要求的极大值点。
“出现次数”选项的内定默认值为＃1＃。
4.搜寻范围
本选项是由一对圆括号以及圆括号内的X轴和/或Y轴的坐标范围组成，用于确定搜寻的范围。可以用坐标值、坐标取值范围的百分比、特征数据点或特征数据点表达式(见6-3节)表示需搜寻的坐标范围。内定默认值为整个X、Y取值范围。下面为几个具体实例。
(1n,200,0,1m) 表示X轴范围从10-9到2×10-7，Y轴从0到10-3。
(10%,90%) 表示X轴从其取值范围的10％到90％，Y轴为整个取值范围。
(,,1,10) 表示X轴为整个取值范围，Y轴从1到10。
(,30n) 表示X轴范围为小于等于3×10-8，Y轴为整个取值范围。
说明：搜寻范围包括边界值本身。
5.重复次数
“重复次数”项由数字及跟随该数字的冒号组成，用于确定需要连续经过几次搜寻的结果才是所要求的特征数据点。例如，若重复次数项为“5：”，搜寻指令为搜寻极大值，则从搜寻起点开始沿搜寻方向得到的第五个峰值才是满足“重复次数”要求的搜寻结果。如果在整个范围内搜寻到的极大值个数小于重复次数的要求，如在上例中，要求重复5次，但实际上只搜寻到3个极大值，则以第3个极大值作为搜寻结果。
6.搜寻要求
搜寻要求列出了搜寻命令的具体查找要求。下面是Probe中允许采用的8种搜寻要求的格式及其含义。其中在关键词部分只有前面两个字母有效。为了明显起见，在下述格式表示中将前面两个字母写成大写，在实际使用中，大小写字母均可。
(1)PEak：搜寻极大值。
(2)TRough：搜寻极小值。
(3)MAx：在规定的X轴范围内搜寻信号波形上Y值最大的点。如果有几个点的Y值均为最大值，则取与搜寻起始点最近的一个最大值点为搜寻结果。显然，搜寻最大值与搜寻格式中的“搜寻方向”、“出现次数”和“重复次数”几个选项的设置情况无关。
(4)MIn：本项搜寻要求是在规定的X轴范围内搜寻信号波形上Y值最小的点。要注意的问题与上述MAx相同。
(5)XValue(X坐标值)：在信号波形上搜寻横坐标满足括号中“X坐标值”要求且距“起始点”最近的点。其中“X坐标值”除了可以取坐标刻度值、X轴取值范围的百分比、特征数据点或特征数据点表达式外，还可以取下述2种形式。
(a)与X轴取值范围最大值或最小值之间的距离大小，可以直接用数值表示，也可以用分贝数表示。例如：
(max-3)指比X坐标轴上最大取值处小3。
(min+5)指比X坐标轴上最小取值处大5。
(max-3db)表示比X轴上最大取值处小3db。
(min+3db)表示比X轴上最小取值处大3db。
(b)与搜寻起始点(用.代表)之间的距离大小，可以直接用数值表示，也可以用分贝数表示。例如：
(.-2)表示X轴上比搜寻起始点小2的位置。
(.+4)表示X轴上比搜寻起始点大4的位置。
(3db)表示X轴上比搜寻起始点大3db。
(-3db)表示X轴上比搜寻起始点小3db。
显然，“XValue(X坐标值)”搜寻要求与搜寻命令中的“搜寻方向”、“出现次数”、“搜寻范围”、“重复次数”几个选项的设置情况无关。
(6)LEvel(Y坐标值[，斜率正负])：在信号波形上搜寻满足下述条件的特征点，该点的纵坐标满足括号中“Y坐标值”的要求，同时该点处的斜率满足“斜率正负”的规定。
其中，Y坐标值的表示形式与上述“XValue(X坐标值)”搜寻要求中的“X坐标值”取值形式对应。只是在XValue中，max和min是X坐标轴取值范围的最大值和最小值，而在LEvel中max和min是波形上Y坐标的最大值和最小值。
[，斜率正负]代表该点所在位置的斜率正负，可以设置为代表正值的Positive(简记为P)、代表负值的Negative(简记为N)或代表正负皆可的Both(简记为B)。Probe内定默认值为Both。
(7)SLope[(斜率正负)]：以斜率为对象进行搜寻。其中“(斜率正负)”部分用于确定斜率的正负。按正负取值的不同使本搜寻条件有3种不同的形式。
(a)SLope(Positive)或简写为SL(P)：搜寻正斜率为最大的位置。
(b)SLope(Negative)或简写为SL(N)：搜寻斜率为负，且斜率绝对值最大的位置。
(c)SLope(Both)或简写为SL(B)：不管斜率为正或为负，搜寻斜率绝对值最大的位置。
在本项搜寻要求中，“(斜率正负)”项的内定默认值为(Positive)。因此上述(a)中的SL(P)也可进一步简写为SL。
(8)Point：在给定方向再次执行上一次的搜寻命令，搜寻下一个数据点。
6-2-2 搜寻命令应用实例
1.例一：搜寻最大值
采用搜寻命令Search Max，可以从给定信号波形上搜寻最大值。
2.例二：在给定范围搜寻最大值。
采用搜寻命令Search (50n,250n) Max，可以在x轴上50n到250n范围内，从给定信号波形上搜寻最大值。
3.例三：搜寻带宽和中心频率
要从带通滤波器AC小信号分析的输出电压幅度与频率关系的波形上，得到带宽和中心频率，需要调用两次搜寻命令。
采用搜寻命令Search Level((max-3db),P)，可以从给定波形上，在斜率为正的一侧，搜寻比波形幅度最大值小3分贝的位置点的x轴坐标值。
采用搜寻命令Search Level((max-3db),N)，可以从给定波形上，在斜率为负的一侧，搜寻比波形幅度最大值小3分贝的位置点的x轴坐标值。
若记在斜率为正一侧搜寻到的坐标值为x1，在斜率为负一侧搜寻到的坐标值为x2，则(x2-x1)即为3分贝带宽，(x2+x1)/2为带宽的中心频率。
6-3特征数据点表达式
特征值函数的结果是由特征数据点表达式计算得到的。本节在介绍特征数据点表示方式的基础上，介绍Probe中采用的特征数据点表达式形式
6-3-1特征数据点的编号
在实际应用中，通常对一条波形要连续执行几条搜寻命令。如前所述，每执行一次搜寻命令就得到一个特征数据点。为了区分这些特征数据点，Probe中将连续执行的几条搜寻命令给予从1开始的顺序编号，并将各次搜寻中得到的特征数据点分别记为(x1,y1),(x2,y2),…。
6-3-2特征数据点表达式格式
在连续执行了几条搜寻命令以后，往往要对各次搜寻中得到的特征数据点x和y坐标数据进行运算处理。在Probe中，对几个特征数据点的运算处理是要得到一个确定的数值。在5-3节介绍的运算符(见表5-1)和函数式(见表5-2)中，自变量不止一个的函数，如MIN( )、d( )等以及用于对复数进行处理的函数，如M( )、P( )等，在此处不能运用。“+”、“-”、“*”、“/”和“( )”这5种运算符，以及自变量为单个变量的函数，包括ABS( )、SGN( )、SIN( )和SQRT( )等，均可用于特征数据点的运算处理。但在具体使用中有以下两点区别。
(1)在5-3-4节介绍的对信号进行运算处理时，作为自变量的是电路输出变量(如V(4)、IC(Q1)等)，而现在则是特征数据点的坐标(如x1,y3等)。
(2)在特征数据点运算中增加了一个计算某一范围内平均值的函数。其格式为：
MPAVG(P1,P2[,<区间比例>])。
其中，P1和P2是两个特征数据点的x坐标，由这两点就在x轴上确定了一个区间，并同时可计算得到区间的中点。“区间比例”是一个小数，用于确定一个以上述中点为中心的一个小区间，该小区间的范围等于由P1和P2确定的区间乘以“区间比例”值。MPAVG函数的作用是计算在小区间范围内信号波形y坐标值的平均值。若在调用函数时未给出“区间比例”值，则采用系统内定默认值1，即在由P1和P2确定的整个区间对y求平均。
例如MPAVG(x1,x5,0.5)的作用是以(x1+x5)/2为中心点，确定出小区间的范围是从x1+(x5-x1)/4到x5-(x5-x1)/4，即以上述中心点为中心的小区间范围为原来区间的50％。最后在该小区间内对信号波形的y坐标值求平均。
6-4特征值函数
特征值函数是进行Performance Analysis的核心。本节在介绍特征值函数定义格式的基础上，详细介绍对特征值函数进行编辑、重新定义、拷贝、删除等各种处置方法，同时给出5个实例。
6-4-1特征值函数的定义格式
如6-1节所述，特征值函数的作用是对给定的波形执行一系列搜寻命令，然后用特征数据点运算式对搜寻到的一系列特征点坐标进行运算，得到一个具体的数值，称之为特征值。
定义特征值函数的格式为：
函数名(波形名1,…,波形名n，替换变量1,…,替换变量m)=特征数据点运算式
{
  1|搜寻命令!1；
.
.
.
n|搜寻命令!n;
}
由上可见，特征值函数定义中包括3个主要部分，即：函数名及变量名，特征数据点运算式，以及一系列搜寻命令。下面具体介绍每一部分的含义及有关规定。
1.函数名及变量名
特征值函数名在以后进行Performance Analysis时将出现在特征值函数名列表中供选用(见6-5节)。函数名后括号中的部分类似于一般计算机高级语言编程中函数定义的虚元。“波形名1，…，波形名n”为搜寻命令执行的对象，“替换变量1，…，替换变量m”为搜寻命令执行过程中涉及的参数。
在实际调用特征值函数时只要列出函数名，并在其后的括号中给出信号变量名以及要赋给替换变量的参数值。
2.特征数据点运算式
在等号右边的特征数据点运算式的作用是对一系列搜寻到的特征点进行运算处理，得到的具体数值即为特征值函数给出的函数值。
3.搜寻命令组
特征值函数中可以包括一条或多条搜寻命令，以及与执行搜寻命令有关的附加约定。搜寻命令的搜寻对象(即信号波形名)，以及搜寻命令中的有关参数(见6-2节)都要通过“虚实结合的方式”在调用函数时指定。因此在定义特征值函数时，要注意搜寻命令组中各项的含义及其与前面所述变量名、运算式之间的关系。“搜寻命令组”中的内容有下面4个特点。
(1)一条搜寻命令占一行。搜寻命令由竖线符号引导。在竖线前面的数字编号表示该条搜寻命令是对特征值函数名后面括号中给出的第几个波形名实施搜寻功能。如果某条搜寻命令与其前一条搜寻命令是对同一个波形实施搜寻，则该条搜寻命令前面不要加数字(见下面例二)。
(2)特征值函数名后面括号中的“替换变量1，…，替换变量m”将出现在不同的搜寻命令中，规定搜寻命令执行时涉及的参数(见下面例三)。
(3)搜寻命令后面以惊叹号“！”结束。在“！”后面的数字表示由该条搜寻命令得到的特征点坐标值的编号。每一行最后应该为分号“；”。如上述(1)所述，若某条搜寻命令与其前面一条搜寻命令是对同一个波形实施搜寻，则该条搜寻命令前面不要加数字，而且前一条搜寻命令后面也不要加分号“；”(见下面例二)，因此，每一条搜寻命令行中，惊叹号“！”后面的编号与该行开始竖线前面的数字编号(若有的话)不一定相同。
(4)整个搜寻命令组应放在一个大括号中。
6-4-2特征值函数定义举例
在PSpice A/D的PSPICE.PRB文件中，Goal Function部分给出了分析中常用的特征值函数定义。下面从中选出几个典型实例，以帮助对特征值函数定义格式的理解。在定义式中可以加注释行，其特征是注释行的第一个字符是*号。
1.例一：求波形的最大值
这是一个最简单的函数定义。只涉及一个信号波形，一条搜寻命令，没有替换变量。
函数定义格式：
Max(1)=y1
{
  1|Search forward max!1;
}
也可简写为：
Max(1)=y1
{  1|Sma!1;}
调用举例：Max(V(Out))将给出V(Out)信号波形上的最大值。
2.例二：求阶跃脉冲信号的上升时间
该例中也只涉及一个信号波形，没有替换变量。但包括有4条搜寻命令，产生4个特征数据点。
函数定义格式：
GenRise(1)=x4-x3
{
  1|Search forward xvalue(0%)!1
  Search forward xvalue(100%)!2
  Search forward /Begin/level(y1+0.1*(y2-y1),p)!3
  Search forward level(y1+0.9*(y2-y1),p)!4;
}
第1条搜寻命令查找x轴坐标范围起点，并将该特征点坐标赋给x1,y1。则y1为信号波形最小值。
第2条搜寻命令查找x轴坐标范围终点，并将该特征点坐标赋给x2,y2。则y2即为信号波形最大稳定值。
第3条搜寻命令查找信号波形上升至脉冲信号幅度的10％的点，并将该特征点坐标赋给x3,y3。
第4条搜寻命令查找信号波形上升至脉冲信号幅度的90％的点，并将该特征点坐标赋给x4,y4。
在函数定义式等号右边的特征数据点运算式为x4-x3，即波形从信号幅度10％上升至90％所需要的时间，这就是需要计算的上升时间。
调用举例：如果在阶跃输入脉冲作用下，流过电感L1的电流为I(L1)。则GenRise(I(L1))将给出该电流波形的上升时间。在6-5节的例子中将引用本函数。
3.例三：在用户确定的x轴范围内求波形最大值
这时只涉及一个信号，但有两个替换变量，用于确定x轴范围。
函数定义格式：
MaxR(1,begin-x,end-x)=y1
{
  1|Search forward (begin-x,end-x) max!1;
}
调用举例：MaxR(V(Out),50n,250n)将给出在x轴上从5×10-8到2.5×10-7范围内信号V(Out)波形的最大值。
4.例四：计算阶跃输入脉冲作用下的输出响应过冲百分比(Overshoot)
过冲指输出响应最大值超出最终稳定值的幅度。在6-5节的例中将要引用本函数。
函数定义格式：
Overshoot(1)=((y1-y2)/y2)*100
{
  1|search forward max!1
  search forward xva1(100%)!2;
}
第1条搜寻命令查找信号波形的最大值，并将该特征点坐标值赋给x1,y1。
第2条搜寻命令查找信号波形的“最终稳定值”。这里是将x时间轴范围终点(100%)处的y值看作为稳定值。该特征点坐标值赋给x2,y2。
函数定义式等号右边运算式((y1-y2)/y2)*100的计算结果即为过冲百分比。
调用举例：若在输入阶跃脉冲作用下，流过电感L1的电流信号1为I(L1)，则函数式Overshoot(I(L1))将给出电流I(L1)波形的过冲百分比。
5.例五：交流小信号频率特性(AC)分析中相位的计算
本例是计算输出信号幅度下降至0db时的输出信号相位大小。该函数定义中将涉及输出信号幅度和相位两个信号波形。
函数定义格式:
PhaseMargin(1,2)=y2+180
{
  1|Search forward level(0)!1;
  2|Search forward xval(x1)!2;
}
其中1号信号是输出信号的幅度波形(用db表示)，2号信号是输出信号的相位波形。
第1条搜寻命令是从db幅度波形上查找y轴db值为0时的x轴频率点，并将该特征点坐标值赋给x1,y1。
第2条搜寻命令是从相位波形上查找x轴上坐标为x1处的y轴相位值，并将该特征点的坐标值赋给x2,y2。则y2+180即为要求的结果。
6-4-3 特征值函数的处置
在Probe窗口中选择执行Trace/Goal Function子命令(见图5-8)，屏幕上将出现对特征值函数进行各种处理的对话框，如图6-1所示。

图6-1  Goal Function对话框
1.新建特征值函数
根据电路分析的需要，用户可以按下述步骤自行定义新的特征值函数。
(1)在图6-1中按“New”按钮，屏幕上出现如图6-2所示对话框。

图6-2 New Goal Function对话框

(2)在图6-2中“New Goal Function name”右侧子框内键入新建特征值函数的名称。
(3)在图6-2中“File to Keep Goal Function in”子框内选择确定将该新建的特征值函数存入本地.PRB文件(use local file)(以后只与本项电路设计分析一起调用)、全局.PRB文件(use global file)或other file 3类文件中的那一种。若选择other file，还应在该选项右侧子框内键入文件名及其路径名。
(4)完成上述设置后，按图6-2中的OK按钮，屏幕上将出现如图6-3所示的新特征值函数编辑对话框。第一行开始部分为用户在上述第(2)步键入的新建特征值函数名。
用户应按前面介绍的特征值函数定义格式的规定，用常规的文本编辑方法键入该特征值函数的完整定义(参见前面5个例子)。
(5)完成新特征值函数的定义后，在图6-3中按OK按钮，新建的特征值函数定义将存入指定的文件。

图6-3 Edit New Goal Function对话框

2.特征值函数文件的调入
在对已有的特征值函数进行各种操作处理时，一般都需要按下述步骤将该函数所在的文件调入。
(1)在图6-1所示Goal Function对话框中按“Load”按钮，屏幕上将出现文件打开对话框。
(2)采用通常打开文件的方法，选中存放该特征值函数的文件，然后按“打开”按钮，则图6-1列表区中将显示出调入文件中所包含的特征值函数名，供用户进行复制、修改、删除、计算等操作。


图6-4 Copy Goal Function对话框

3.特征值函数的拷贝
将某一文件中的特征值函数拷贝到另一个文件中的步骤如下。
(1)按照上述方法，在图6-1中按“Load”按钮，将该特征值函数所在的文件调入，并使文件中的所有特征值函数名显示在图6-1的列表区中。
(2)在图6-1列表区中，选择待拷贝的特征值函数名，然后按“Copy”按钮，屏幕上出现如图6-4所示特征值函数拷贝对话框。
(3)由图6-4可见，该图与图6-2建立新特征值函数对话框基本相同。用户只需采用与图6-2类似的方法，确定由拷贝产生的特征值函数的名称，并选定将该特征值函数存放于那个文件下，然后按图6-4中“OK”按钮，就将图6-1中选择的特征值函数以新确定的名称复制到指定的文件中。
4.特征值函数定义内容的查阅
按下述步骤可以查阅一个特征值函数的定义内容。
(1)采用前面介绍的特征值函数文件的调入方法，调入待查阅的特征值函数所在的文件，使该文件中所包含的特征值函数名均显示在图6-1的列表区中。

图6-5 View Goal Function显示框

(2)在图6-1列表区选中欲查看其内容的特征值函数名，然后按图中“View”按钮，屏幕上将弹出View Goal Function显示框，列出该特征值函数的定义内容，包括一些以*号开头的注释行。图6-5是查看特征值函数GenRise时，屏幕上显示的函数定义内容。由图6-5可见，其内容与前面介绍的例二完全一样，只是图6-5中增加了一些注释行。在图6-5中按“Close”按钮，将关闭该显示框，返回图6-1。
5.特征值函数定义内容的修改
如果要修改一个已有特征值函数的定义内容，使其更适合于用户的分析需要，可按下述步骤进行。显然，在新建一个特征值函数时，修改一个类似的特征值函数要比从头新建简单得多。
(1)采用前面关于调入特征值函数文件的方法，调入待修改其定义内容的特征值函数所在的文件，使该文件中包含的特征值函数名显示在图6-1的列表区中。
(2)在图6-1列表区选中待修改其定义内容的特征值函数名，然后按图中“Edit”按钮，屏幕上将弹出Edit Goal Function对话框。该框中列出了所选择的特征值函数的全部定义内容，包括注释行。
(3)用通常的文本屏幕编辑修改方法直接修改定义的内容，然后按图中“OK”按钮，即将修改后的特征值函数存入原来所在的文件，覆盖掉原来的定义内容。
6.特征值函数的删除
在图6-1中选择一个特征值函数后，按图中“Delete”按钮，就将被选中的特征值函数删除。
7.特征值函数的计算
下面结合一个实例，介绍如何由图6-1 所示Goal Function对话框计算图5-16中V(Out)信号波形在t=50n到t=250n范围内的最大值
(1)在分析图3-27所示RC电路模拟结果的信号波形时(见图5-16)，选择执行Trace/Goal Function子命令(见图5-8)，屏幕上将出现如图6-1所示的特征值函数对话框。

图6-7 MAXr计算结果显示

(2)采用特征值函数MAXr可以实现上述计算要求。如果待调用的特征值函数MAXr未出现在图6-1的列表框中，应采用前面介绍的调入特征值函数文件的方法，在图6-1中按“Load”按钮，调入相应的特征值函数文件，使MAXr出现在图6-1的列表框中。

图6-6 MAXr函数计算设置框
(3)在图6-1的列表框选中待调用的函数MAXr，然后按图中“Eval”按钮，屏幕上出现计算MAXr特征值函数时需要的的信号名和替换变量设置框，如图6-6所示。由于计算MAXr函数需指定一个信号名和两个替换变量，因此图6-6中共有3项设置，同时标明每一项设置的内容。显然，由于不同特征值函数涉及的信号个数和替换变量个数互不相同，因此图6-6的具体形态与调用的特征值函数密切相关。
(4)在图6-6中“Name of trace to search”右侧键入实施搜寻的信号名V(Out)，在“X range begin value”右侧键入x轴范围起点50n，在“X range end value”右侧键入x轴范围终点250n。
(5)完成图6-6要求的设置后，按图“OK”按钮，则屏幕显示如图6-7所示。图中显示了V(Out)的波形，在波形上标出了特征点P1的位置，并列出了特征值函数计算表达式和最终结果：
MAXr(V(Out),50n,250n)=0.999953
(6)按照图6-7提示框中的提示，按该框中“确定”按钮，屏幕显示恢复原来状态，如图5-16所示。
6-4-4 Trace/Eval Goal Function子命令
上面结合一个实例介绍了一种计算特征值函数的方法。下面针对同一个实例,介绍采用Trace/Eval Goal Function子命令计算特征值函数的步骤和有关任选项的设置。
1.计算特征值函数的步骤
(1)在分析图3-27所示RC电路模拟结果的信号波形时(见图5-16)，选择执行Trace/Eval Goal Function子命令(见图5-8)，屏幕将出现如图6-8所示Evaluate Goal Function设置框。


图6-8特征值函数计算设置框

(2)图6-8与图5-15Trace/Add Trace设置框基本相同。由于现在计算的是特征值函数，因此图6-8右半部分的Functions or Macros子框中为Goal Function，在其下方列出了目前可调用的特征值函数名，并在函数名后的括号中列出了调用时需指定的信号名个数和替换变量名。用光标选中需计算其值的特征函数名，例如若选中在前面例3中曾介绍的MAXr(1,begin-x,end-x)，则在图6-8最下面的Trace Expression右侧出现MAXr(|,,)，等待用户确定信号名和给替换变量指定具体值。
(3)从图6-8左半部分RC电路TRAN分析结果的信号名列表区中选定信号名V(Out)，则图6-8底部函数式成为：
         MAXr(V(Out),|,)


图6-9 MAXr函数计算结果

(4)用户再继续键入确定x轴范围的数值，例如从50n到250n，则函数式成为：
MAXr(V(Out),50n,250n)
(5)按图6-8中OK按钮，屏幕上将给出该特征值函数的计算结果为0.999953V，如图6-9所示。
(6)在图6-9中按“确定”按钮，该结果显示框消失，屏幕显示恢复原来情况。
2.任选项设置
按上述步骤计算的特征值结果显示形式与5-1-5节介绍的Probe任选项设置情况有关(见图5-5)。若图5-5中的Display Evaluation选项未被选中(这是系统内定设置)，则屏幕上只给出数值结果，如图6-9所示。若选中该项，则屏幕上显示的计算结果形式如图6-7所示。即不但有特征值的数值结果，同时还显示出信号波形，并在波形曲线上标示出特征数据点的位置。
6-5电路性能分析(performance Analysis)
如6-1节所述，电路性能分析的作用是定量分析电路特性随某一元器件参数的变化关系，因此，在优化电路设计方面有很大的作用。本节结合几个实例，详细介绍电路性能分析的具体方法。
6-5-1电路性能分析的基本过程
在Probe中，电路性能分析是按下述几步进行的。
(1)确定要考虑其变化的元器件参数的变化范围、变化方式和步长，并对每一个变化值，进行一次电路特性模拟分析。因此，电路性能分析必然伴随有多次电路模拟分析。
(2)对多次电路模拟分析中的每一次模拟结果，根据电路性能分析的需要，调用一个或多个6-4节介绍的特征值函数(Goal Function)，从每一次分析结果信号波形中提取出一个或多个特征值。
(3)在Probe窗口中将每次分析结果的特征值连在一起，就得到了电路特性随该元器件参数值的变化关系，这也就是电路性能分析的结果。
由上介绍可见，电路性能分析中要进行第四章介绍的温度分析、参数扫描分析或蒙托卡诺分析，并多次调用6-4节介绍的特征值函数。下面结合几个实例，介绍电路性能分析的具体步骤。

图6-10 RC电路
6-5-2电路性能分析的基本步骤
下面首先结合一个非常简单的电路实例，介绍电路性能分析的具体步骤。
众所周知，简单RC充放电电路的上升时间和下降时间直接与电路中的电阻阻值成正比。下面用电路性能分析的方法定量计算他们之间的变化关系。
绘好如图6-10所示RC电路后(该图与图3-27类似)，进行性能分析分下述6个阶段。
1.进行参数扫描分析
首先应进行参数设置。瞬态分析参数与图3-27情况相同。参数扫描分析的设置为：电阻Rval从40 变至400 ，步长为40 。然后按3-1节介绍的方法进行电路模拟计算。
2.确定调入Probe的数据批次
参数扫描分析后，生成的.PROBE文件(RC.DAT)中包括有多批运行结果的数据，因此在PSpice A/D窗口中，首先出现如图6-11所示的多批运行结果选择框，供用户选定调入的数据批次。

图6-11 多批运行结果选择框

按5-3-5节介绍的方法选择需调用的数据批次。若这10批数据均要采用，直接按图中“OK”按钮即可。
3.启动电路性能分析过程

图6-12 Performance Analysis框

确定了调入Probe的数据批次后，屏幕显示如图5-4所示，为常规的Probe窗口。在该窗口中选择执行Trace/Performance Analysis子命令(见图5-8)，屏幕上出现如图6-12所示Performance Analysis框。
图6-12中的内容可分为3部分。
(1)说明注释部分：图6-12上半部分是介绍Performance Analysis概念的文字性注释内容。
(2)参数说明部分：图6-12中间部分列出了与本次性能分析有关的下述信息。
(a)当前选中的数据批次。图6-12中为“10 of 10”，表示10批数据全被选用。
(b)不同批次模拟分析中变化参数的名称。图6-12中为“Rval”，这就是前面进行RC电路参数扫描分析中的变量参数名。
(c)参数的变化范围。图6-12中为“40 to 400 ohms”，即为参数扫描分析中设定的Rval变化范围。
(d)坐标轴变量名。图6-12中为“The X axis will be Rval”，“The Y axis will depend on the Goal Function”，即显示电路性能分析结果时，X轴为变量参数Rval，y轴取决于将要选用的特征值函数。
(3)功能按钮及作用说明部分：图6-12下半部分是5个功能按钮。在按钮的上方用注释方式说明如何继续完成电路性能分析。
(a)如果用户需要，可以按“Select Sections”按钮，从已调入Probe的多批数据中选用几批参与电路性能分析。按该按钮后，屏幕上将弹出与图6-11类似的多批数据选择框，选择数据批次的具体方法也与图6-11的情况相同。
(b)如果按“OK”按钮，将开始由用户直接进行性能分析的具体进程。这时需由用户通过执行Probe窗口中的Trace/Add子命令，选用特征值函数或由特征值函数组成的运算式，产生电路性能分析结果曲线(见本节“第5阶段”的内容介绍)。
(c)如果按“Wizard”按钮，用户可以按屏幕提示，分步完成电路特性分析功能。
这就是说，从这一步以后，可以采用两种方式继续进行电路性能分析。下面将分别具体介绍这两种不同的方式。
4.继续进行电路性能分析的方法之一：屏幕引导方式
按Wizard按钮后，屏幕上分4步引导用户完成分析任务。
(1)第一步：“Wizard”引导作用的说明。
在图6-12中按“Wizard”按钮，屏幕上出现如图6-13所示引导说明框。

图6-13性能分析引导说明框

图6-13中给出了由“Wizard”引导电路性能分析过程的简单介绍，以及关于图中各个按钮的作用说明。
若在图6-13中按“Finish”按钮，则终止Wizard引导方式，转向执行电路性能分析的第二种方法：由用户直接完成(见下面“第5阶段”的介绍)。其他按钮由其名称直接表明了该按钮的作用。
(2)第二步：特征值函数的选用。
在图6-13中按“Next”按钮，屏幕上显示出如图6-14所示的特征值函数选择框。

图6-14 Goal Function选择框

图6-14中左边部分是在当前电路设计中可采用的Goal Function列表。结合使用列表区右侧的滚动条，可以从列表区选中欲采用的特征值函数。要分析RC电路的上升时间，可选用“Risetime”。这时图6-14右边部分是关于被选用特征值函数的引用形式及函数作用说明。如图6-14所示，上升时间函数的引用方式为“Risetime(信号名)”。该函数计算信号波形从波形幅度最大值的10％上升到最大值的90％所经历的时间。这也就是阶跃输入脉冲作用下，输出波形的上升时间。图6-14中还指出，“Risetime(信号名)”函数适用于输出波形没有过冲的情况。不然应采用特征值函数GenRise(信号名)。
如果在特征值函数列表区中没有欲选用的特征值函数，应单击图6-14中“Goal Function”按钮，屏幕上将出现如图6-1所示Goal Function对话框，用户可按6-4-3节介绍的方法新建一个特征值函数。
图6-14中的几个按钮与图6-13中的一样，其功能也相同。
(3)第三步：确定特征值函数自变量，包括信号波形和替换变量参数值。

图6-15 特征值函数的自变量设置框

在图6-14中按“Next”按钮，屏幕上弹出特征值函数自变量设置框(见图6-15)。
图6-15上面给出选用的特征值函数式Risetime( )。接着是该函数的变量个数说明。并提示用户在“Name of trace to search”右侧填入待处理的信号变量名。对图6-10所示RC电路，输出信号名为V(Out)。对Risetime( )函数，没有替换变量。
(4)第四步：特征值函数计算结果检查。
在图6-15中确定了自变量参数V(Out)后，单击“Next”按钮，屏幕显示如图6-16所示。

图6-16 Rval=40 时Risetime(V(Out))计算结果
正如图6-16中提示信息框所述，图中显示的是针对第一批模拟结果数据，即Rval=40 情况的V(Out)波形，采用特征值函数Risetime(V(Out))的计算结果。图中在V(Out)波形上标示了P1点(波形最大值的10％点)和P2点(波形最大值的90％点)的位置，并给出了计算结果：
Risetime(V(Out))=9.39956e-009
即Rval=40 时，图6-10RC电路的上升时间为9.4ns。

图6-17 RC电路的Risetime(V(Out))~Rval关系
如果由该结果表明前面第二步和第三步选用的特征值函数和自变量是合适的，则应单击“Next”按钮，屏幕上即显示出Performance Analysis分析的最终结果，即上升时间和Rval电阻值之间的关系，如图6-17所示。在这一步也可单击“Finish”按钮，其作用与单击“Next”按钮相同。
如果由图6-16显示结果表明，前两步选定的自变量或/和特征值函数不合适，可单击图6-16和图6-15中的“Back”按钮，返回到图6-15或图6-14，重新选择自变量或/和特征值函数，重复上述过程，重新进行电路性能分析。