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Orcad使用教程5下

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发表于 2006-10-31 13:47:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  6-6直方图绘制
在4-3节曾指出,对电路特性进行蒙托卡诺(MC)分析以后,调用Probe绘制出描述电路特性分散情况的分布直方图,就可以预计该电路设计投入生产时的成品率。直方图的绘制实际上是Performance Analysis功能的一部分。本节将结合一个实例,详细介绍在MC分析以后绘制直方图的具体步骤。
6-6-1绘制直方图的基本步骤
如6-5节所述,完成参数扫描分析以后,在PSpice A/D的Probe窗口中,不管以那种方法启动Performance Analysis,Probe将分析“电路特性”随“元器件参数”的变化。其中“电路特性”就是选用的特征值函数,在电路特性分析显示窗口中成为y轴坐标变量。“元器件参数”是参数扫描分析中的变量参数,在显示窗口中是x轴坐标变量。
如果在完成蒙托卡诺分析以后启动Performance Analysis,Probe窗口将转化为直方图绘制窗口,选用的特征值函数在显示窗口中成为x轴坐标变量,y轴坐标刻度为百分数。这就是说,只要在MC分析以后启动电路性能分析,就自动进入直方图绘制状态。因此绘制直方图包括MC分析和Performance Analysis两个分析过程。下面将结合实例,介绍绘制直方图的具体步骤。
6-6-2直方图绘制实例:Chebyshev滤波器分析
图6-34是一个Chebyshev 4阶有源滤波器电路图。图中元器件参数值是按照中心频率为10KHZ,带宽为1.5KHZ的要求设计的。其中V1为AC分析输入激励信号源,独立电压源V2为直流+15V,V3为直流-15V。如果投入生产时要组装100套滤波器,所有的电阻采用精度为1%的电阻器,所有电容采用精度为5%的电容器,试绘制100套滤波器的1db带宽和中心频率分布直方图。
1.直方图绘制
绘制直方图的过程可分为下述6个阶段。
(1)绘制图6-34所示电路图。其中应注意下面几个问题。
(a)将输入端的AC分析激励信号源V3设置为AC=1。这样,输出信号的幅度即为电路的增益。
(b)由于MC分析产生的数据量很大,而分析中直接有用的是输出电压。因此如5-6节所述,为了不使PROBE数据文件太大,在图6-34输出端加了一个电压信号指示符(Marker)。并在Probe Setup/Data Collection设置中(见图5-2)选中Markers Only,则PROBE数据文件中只存放Marker符号所指向的输出端电压信号数据。
(c)MC分析中要考虑电阻和电容参数容差的影响。如4-4节所述,电路中的电阻和电容应分别采用BREAKOUT符号库中的Rbreak和Cbreak符号,并将他们的模型设置为:
.model RMOD RES (R=1 DEV=1%)

图6-34 Chebyshev有源滤波器

.model CMOD CAP (C=1 DEV=5%)
(2)设置AC分析参数。考虑到滤波器的中心频率为10KHZ,带宽为1.5KHZ,因此AC交流小信号分析中的扫描频率范围设置为(参见3-5节):
Start Freg:   100HZ
End Freg:    1MEGHZ
Pts/Decade:  50
频率扫描类型选为 Decade。
(3)设置MC分析参数。根据分析要求,MC分析的参数设置如图6-35所示(参见4-3节)。
(4)进行模拟分析。设置好AC和MC分析参数后,在图3-2所示PSpice子命令菜单中选择执行Run子命令,调用PSpice,进行MC分析。
(5)选定分析结果数据:由于MC分析中包括有多批次AC分析,屏幕上将提示用户确定选用那些批次的数据(见5-3-5节)。若要采用所有批次的数据,选择“All”并单击OK按钮,则全部数据均调入Probe,供分析。屏幕上为通常的Probe信号波形显示窗口。


图6-35 MC分析参数设置(例)

(6)绘制带宽直方图。如前所述,绘制直方图实际上是Performance Analysis功能的一部分。因此绘制直方图的过程与6-5节介绍的电路性能分析过程基本相同。
(a)进入直方图绘制状态。按6-5-3介绍的Performance Analysis第二种启动方法,在PSpice A/D窗口中选择执行Plot/Axis Settings子命令,并从屏幕上出现的x轴设置框(见图5-21)内,选择Processing Options子框中的“Performance Analysis”选项,然后单击OK按钮。由于现在是在MC分析以后启动Performance Analysis,因此屏幕显示就进入直方图绘制状态。Y轴坐标刻度变为百分数。
(b)绘制直方图。按6-5-2节介绍的电路性能分析方法,首先选择执行Trace/Add子命令,并在屏幕上弹出的Add Trace设置框中,按1db带宽的分析要求,依次选择特征值函数Bandwidth(1,db-level)以及作为自变量的信号变量名V(Out),则设置框底部Trace Expression一栏显示出Bandwidth(V(Out),)。按1db带宽的要求,还需要采用通常文字编辑方法,将其改为:
Bandwidth(VDB(Out),1)
完成上述特征值函数及自变量设置后,单击OK按钮,屏幕上即出现1db带宽分布直方图,如图6-36所示。
2.直方图信息分析
图6-36一方面以直方图图形方式显示了带宽数值在不同范围内的滤波器所占的比例。同时在图的下方显示了直方图有关信息说明和统计分析结果,共有9项。包括:MC分析包括的批次(n samples)、直方图x坐标数据范围划分区间(n divisions)、平均值(mean)、标准偏差(sigma)、最小值(minimum)、10%分位数(10th%ile)、中位数(median)、90%分位数(90th%ile)和最大值(maximum)。
其中,“中位数”就是50%分位数。如果将所有样本的带宽按从小到大的顺序排列,50%分位数是指在顺序排列的样本中,正好位于中间位置的那个样本的带宽,也就是说,整个样本中有50%的样本带宽小于等于中位数。同样有50%样本的带宽大于等于中位数。如果样本个数是奇数个,用数学表示为(2n+1)个,则50%分位数就是第(n+1)个样本的带宽。如果样本个数为偶数个,用数学表示为2n,则50%分位数取为第n个样本的带宽和第(n+1)个样本的带宽的平均值。
对上述滤波器的MC分析,共有100个样本,如果将这100个样本按其带宽值从小到大的顺序重新排列,则50%分位数,即中位数,就是第50号样本和第51号样本的带宽的平均值。显然,中位数不一定等于平均值。因为平均值是对这100个样本的带宽求平均的结果。只有在样本带宽分布完全对称的情况下,即直方图分布完全对称时,平均值才等于中位数。
与50%分位数概念类似,10%分位数就是按从小到大顺序排列的100个滤波器样本中第10号样本和第11号样本的带宽平均值。这就是说,有10%的样本的带宽小于等于10%分位数,有90%的样本的带宽大于等于10%分位数。


图6-36  1db带宽分布直方图

同理可知,90%分位数是按从小到大顺序排列的100个样本中,第90号和第91号样本的带宽的平均值。
3.直方图的添加
在直方图绘制状态下,添加有关直方图的过程与前面“(b)绘制直方图”的过程一样,分为4步。按本节开始的要求,绘制中心频率分布直方图的步骤如下。
(a)选择执行Trace/Add Trace子命令,屏幕上出现Trace/Add Trace设置框。
(b)按绘制“中心频率”直方图的要求,在设置框中依次选择特征值函数Centerfreg(1,db-level)和作为自变量的输出信号名V(Out),这时在设置框底部Trace Expression一栏显示出Centerfreg(V(Out),)。
(c)本例所要求的中心频率是指1db带宽的中心位置频率。因此还需采用通常文字编辑方法,将上述表式改为
Centerfreg(VDB(Out),1)
(d)完成上述设置后,单击OK按钮,屏幕上便显示出1db带宽中心频率直方图,代替原来的1db带宽直方图,如图6-37所示。


图6-37 1db带宽的中心频率分布直方图

说明:如果要在屏幕上同时显示上述两个直方图,应在绘制好第一个直方图后,首先执行Plot/Add Plot子命令,新增一个图形显示区,然后在新的显示区中按上述步骤绘制第二个直方图。
6-6-3与直方图绘制有关的选项设置
直方图x轴数据范围划分的区间数,以及直方图下方是否同时显示有关信息和统计分析结果,均可以由用户通过有关任选项设置确定。
在PSpice A/D窗口主命令栏中选择执行Tools/Options子命令,屏幕上将出现图5-5所示Probe任选项设置框。其中有两项与直方图的绘制有关。
(1)“Number of Histogram Division”:本项的作用是确定绘制直方图时,在x坐标的整个数据范围内,一共划分多少个区间,用于统计在不同区间内样品数的多少。为了在直方图上较好地反映出参数的统计分布情况,一方面要求样本数不能太少,起码要大于30,最好为100~200。同时对区间的划分个数也有一定的要求。从绘制直方图的基本原理考虑,应根据样本数确定区间划分个数。一般来说,若样本不到50个,可分为5~7个区间。50~100个样本,可分为6~10个区间。100~200个样本,分为7~12个区间。若样本大于200个,可分为10~20个区间。Probe的内定默认值是划分10个区间。
(2)Display Statistics:若选中本任选项(这是系统的内定默认设置),则在绘制的直方图下方同时显示出关于直方图的有关信息说明和统计分析结果(见图6-36)。若使该任选项脱离选中状态,则在绘制的直方图下方将不给出任何其他信息。
6-7 傅里叶变换
傅里叶变换是Probe模块提供的又一种分析功能。其英文名称为Fast Fourier Transform,简写为FFM。在工具图标栏中,标有FFT字母的工具图标就是用于启动/结束傅里叶变换。本节在介绍Probe模块中如何进行傅里叶分析的同时,将其与PSpice中的傅里叶分析过程(见3-9节)进行了比较。
6-7-1 Probe中的傅里叶分析
1. 在Probe中启动 / 结束傅里叶分析的方法
如3-9节所述,傅里叶分析的作用是分析任何一种信号波形的直流、基波和各次谐波分量的大小。
在Probe中,采用下述3种方法中的任一种,都可以对屏幕上显示的模拟信号波形进行傅里叶变换,并将结果显示在屏幕上。
(1)单击PSpice A/D窗口工具图标栏中“FFT”工具图标按钮(见图5-14)。
(2)选择执行Trace/Fourier子命令(见图5-8)。
(3)选择执行Plot/Axis Settings子命令(见图5-9),并在其中的x轴设置框内(见图5-23)选中“Fourier”选项。
结束傅里叶分析,使屏幕恢复变换前的显示情况,也同样有上述3种方法。只是在启动傅里叶变换以后,Trace/Fourier子命令变成了Trace/End Fourier,因此结束变换的第(2)种方法是执行Trace/End Fourier子命令。
2.傅里叶变换实例
图6-38中包括有两个信号波形显示区。位于上方的显示区中,显示的是图3-27所示RC电路的瞬态分析结果V(Out)输出波形,包括有两个完整的信号周期。对该信号波形进行傅里叶变换后的结果如图中下方波形显示区所示。
3.说明
(1)在Probe中进行傅里叶分析时,是对屏幕显示窗口中的所有模拟信号均进行傅里叶变换。变换结果的显示分辨率取决于原来信号波形的x轴数值范围大小。显示变换结果的x轴数值范围取决于原来信号波形的数据点个数。因此,如果要提高傅里叶变换结果的显示分辨率,应该增加电路瞬态分析的时间范围。
(2)在Probe中不但可以对单个信号波形(例如V(4))进行傅里叶变换,对几个节点电压的运算表达式(例如V(4)×V(5))也可以进行傅里叶变换,并在屏幕上显示变换结果曲线。
但是在Probe中不允许显示几个傅里叶变换结果的运算表达式。例如,不能显示FFT(V(4))×FFT(V(5))。此外,在傅里叶分析中,不允许采用特征值函数。
(3)为了保证变换后能正确地给出各次谐波信号分量,应使屏幕上的信号波形具有完整的周期数。如果是非整数个数周期,例如2.9个周期信号波形,傅里叶变换给出的各次谐波信息将是不可信的。

图6-38 RC电路的输出波形及其傅里叶变换结果。

6-7-2与PSpice中傅里叶分析的比较
第三章3-9节介绍了PSpice程序进行傅里叶分析的方法。与本节介绍的Probe中傅里叶分析相比,其作用相同,都是分析信号波形的各次谐波分量。但在作用对象和结果输出两方面有所区别。
1.原始信号波形数据的采用
如3-9节所述,PSpice中进行傅里叶分析时,是以瞬态分析前一个“周期”内的分析结果数据为基础进行的。这里“周期”则为傅里叶分析参数设置时(见图3-20)由用户给“Center Frequency”设置的中心频率(即基波频率)的倒数。而Probe中的傅里叶变换是以信号波形的全部数据为对象进行的。
2.分析结果输出方式
如上所述,Probe进行傅里叶变换以后,立即将结果以曲线形式显示在屏幕上。而在PSpice中,傅里叶变换的结果以ASCII码形式存入.OUT输出文件。
6-8 Probe的监测运行模式
从第五章开始,我们已经介绍了Probe模块的多种功能。这些功能的一个共同特点是,他们都是在PSpice模拟分析结束以后,才由用户确定数据的调入,指定如何对信号进行处理以及显示结果波形。Probe的这种运行模式通常称之为手动模式(manual mode)。本节介绍在PSpice模拟分析结束之前即运行Probe模块的几种监测模式。这几种模式在查看PSpice模拟分析进程方面有很大作用。
6-8-1波形显示标示符(Marker)
以监测模式运行Probe模块离不开波形显示标示符(Marker)。此外,Marker在减小PROBE数据文件大小方面也有很大作用。下面首先介绍与Marker有关的几个问题。
1.Marker的作用
按Probe内定设置,PSpice将所有模拟分析结果数据,包括每个节点的电位和流经每个元器件的电流,都存入PROBE数据文件,供Probe调用。对瞬态分析,产生的PROBE数据文件字节数大小约为:
24×(电路中的晶体管数)×(瞬态分析步长数)
如果电路规模较大,分析步长较小,而分析时间范围较大,产生的PROBE数据文件将非常大。这不但占用了大量的硬盘存储空间,而且在Probe调用这些文件以及显示信号波形时花费的计算机时间也较长。实际上,用户并非对电路中每一个节点电位和每一个器件电流都感兴趣。为此,Pspice程序提供了波形显示标示符(Marker)的功能。在绘制电路图时,在需要保存数据的节点和支路位置放置Marker,可起下述作用。
(1)根据数据存放内容的设置(见5-1-2节图5-2),PSpice可以在模拟分析结束后,只将Marker所指节点和支路处的信号数据存入PROBE文件,从而可以大幅度减小文件字节数。
(2)通过屏幕显示状态的设置(见5-1-2节图5-1),可以在PSpice 电路模拟结束后,即自动显示出电路图中所有Marker符号所指节点和支路处的信号波形。
(3)如果在运行Probe模块的过程中再在电路图上加Marker,则添加的Marker符号所指位置的信号波形将自动显示在Probe窗口中。这种在电路图上直接查看信号波形的功能可用来代替5-3-1节中介绍的通过选择信号变量名显示信号波形的方法,使Probe的作用更像一台示波器。
2.Marker的种类和放置方法
为了表示需要显示的信号类型,共有13种Marker符号供选用。要在电路中放置一个Marker,应选择执行电路图绘制程序Capture中PSpice主命令下的Marker子命令,屏幕上将出现如图6-39所示Markers子命令菜单。在图6-39命令菜单中,选择执行有关子命令,调出相应波形显示标示符后,在电路图中放置这些符号的方法与放置元器件符号的方法相同。


图6-39 Markers命令菜单

(1)Voltage Level:其作用是在电路图中放置电压/电平显示标示符。该符号旁有个字母V作标志,代表符号所指节点与地之间的电压大小。图6-40中输出端节点处放置的就是电压/电平显示标示符。

图6-40 RC电路上的3种波形显示标示符

图6-41 Advanced子命令菜单
(2)Voltage Differential:其作用是在两个节点位置放置电位差显示标示符,代表这两个节点之间的电压。这两个标示符上分别有“+”和“-”符号。图6-40中电阻R1两端放置有该标示符符号。
(3)Current into Pin:其作用是在元器件引出端位置放置电流显示标示符,代表流进该端头的电流。该符号旁有个字母I作标志。在图6-40中,电容的一个引出端处放置有电流显示标示符符号。
(4)Advanced:其作用是放置与交流信号有关的多种标示符。在图6-39中选择执行Advanced子命令,屏幕上将出现图6-41所示子命令菜单,供用户选用10种不同的波形显示标示符。
表6-1列出了这10种标示符代表的信号类型以及符号名称。其中“符号名称”是指将该符号放置于电路图时,在该符号旁边出现的字母名称。

表6-1 PSpice中的交流信号波形显示标示符
子命令名称(见图6-41)    信号类型    符号名称
DB Magnitude of Voltage    交流电压幅度(分贝)    VDB
DB Magnitude ofCurrent    交流电流幅度(分贝)    IDB
Phase of Voltage    交流电压相位    VP
Phase of Current    交流电流相位    IP
Group Delay of Voltage    交流电压群延迟    VG
Group Delay of Current    交流电流群延迟    IG
Real Part of Voltage    交流电压实部    VR
Real Part of Current    交流电流实部    IR
Imaginary Part of Voltage    交流电压虚部    VI
Imaginary Part of Current    交流电流虚部    II

3.与Marker有关的任选项设置
在PSpice中,与波形显示标示符有关的选项设置有下述4类。
(1)PSpice模拟结果存放数据的选定:如5-1-2节所述,在图3-2所示Capture中的PSpice命令菜单选择执行Edit Simulation Settings子命令,从屏幕上出现的设置框中选择Data Collection,在其设置子框内(见图5-2),若选中“At markers only”,则PSpice模拟过程中只将波形显示标示符所确定的信号数据存入PROBE数据文件。
(2)电路模拟结束后,屏幕自动显示内容的设置:在Edit Simulation Settings设置框中,若选中Probe Window子框内的“Show all markers on schematic”,则电路模拟结束后,屏幕上将同时自动显示出电路图中由Markers符号确定的所有信号波形。
(3)Markers命令菜单中的控制子命令:在图6-39所示Markers命令菜单中,除了前面介绍过的4条子命令用于选择放置Markers符号外,还有起控制作用的3条子命令。
(a)Delete All:在放置和使用Markers的过程中,选择执行图6-39中的Delete All子命令,将清除掉电路图中已放置的所有波形显示标示符符号。如果Probe窗口中已显示有由Markers确定的信号波形,则这些波形也同时被删除。
如果只希望删除一部分Markers符号,只需用鼠标左键单击和Ctrl+单击方法,使这些符号处于选中状态,然后按“Del”键即可。
(b)Show All:在电路模拟结束以后,如果又在电路中放置了一部分Markers符号,则选择执行本命令,将使这些标示符所指向的信号波形全部显示在Probe窗口中。
(c)Hide All:其作用是使电路中已放置的Markers符号及其所代表的信号波形暂时从电路图上和Probe窗口中消失。如果再选择执行Show All子命令,将使他们重新显示出来。
(4)波形显示标示符的显示色彩:放置的Marker符号在电路图上采用的颜色,取决于该符号对应的信号波形在Probe窗口中显示时采用的色彩。
6-8-2 Probe的监测运行模式(Monitor Mode)
1.监测运行模式下的波形显示
如5-1-2节所述,在Edit Simulation Settings设置框中,若选中Probe Window子框内的“Display Probe Window …during simulation”,则Probe将以监测模式运行。即在PSpice进行电路模拟分析的同时,自动启动Probe模块。这时Probe窗口的显示内容分以下几种情况。
(1)自动显示由Markers确定的信号波形:如果在电路模拟分析之前,已在电路图中放置有波形显示标示符,并且在上述与Marker符号有关的任选项设置中已选中“Show all markers”,则自动启动Probe模块的同时,由Markers确定的信号波形也同时显示在屏幕上。随着模拟过程的不断进展,屏幕上显示的信号波形也随之得到更新,这就可以随时监测模拟分析的进展情况。
(2)按5-3-1节方法确定显示的波形:如果电路图中未放置Markers符号,则在开始模拟分析的同时启动Probe模块后,Probe窗口中将没有显示的波形。这时必须采用5-3-1节介绍的方法,执行Trace/Add Trace子命令,确定欲显示其波形的信号变量名(也可返回电路图中添加Markers符号),这时屏幕上才会显示选定的信号波形,并且随着模拟分析的不断进展,即时更新显示的波形。
对比上述两种情况,可见在绘制电路图时采用波形显示标示符将给监测模式下运行Probe程序带来很大的方便。
(3)多批次运行情况下的波形显示:如果当前模拟分析涉及到多批次模拟,例如第四章介绍的温度分析、参数扫描分析和蒙托卡诺分析等,在监测模式下运行Probe时,在屏幕自动显示的只是在第一批运行中产生的信号波形。在第一批运行结束以后,Probe又恢复常规的手动工作模式(Manual mode)。如果要监测其他批次的运行进展情况,可按下述步骤进行。
(a)选择执行Probe窗口中的File/Close子命令(见图5-6),关闭当前Probe显示窗口。
(b)选择执行Probe窗口中的File/Open子命令(见图5-6),重新打开PROBE文件,按前面(1)、(2)中介绍的方法,确定要显示其波形的信号变量,则当前正在运行的批次中所选信号的波形将显示在屏幕上。
2.屏幕显示波形的更新频次设定
如上所述,在监测模式下运行的Probe,其窗口中显示的波形随着模拟分析的进行而不断得到更新。更新的频次取决于Probe窗口中Tools/Options设置框(见图5-5)内auto-update interval子框的选项设置。
(1)Auto:这是系统内定默认设置。由Probe根据模拟中产生的数据情况,确定更新的频次。
(2)Every [ ] sec:其中用户应在[ ]内设置具体数值,确定每隔多少秒更新一次屏幕波形显示。
(3)Every [ ] %:其中用户应在[ ]内设置具体数值,确定每完成模拟分析任务的多少百分比,更新一次屏幕显示。
3.说明
(1)第五、六章介绍的Probe分析功能大多数都可在监测模式下使用。但是如果分析中涉及到变更x轴变量类型,将使Probe暂时离开监测模式,处于常规工作状态,直到x轴变量恢复原先监测模式下的变量类型时,Probe也随之恢复为监测模式。涉及到变更x轴变量类型的分析功能包括:特征值函数计算(见6-4-3和6-4-4节)、电路性能分析(见6-5节)、傅里叶变换(见6-7节)和x轴变量设置(见5-4-2节)等。
(2)一旦模拟分析结束后,Probe将离开监测运行模式,恢复常规工作状态。
6-8-3模拟过程中间结果的检查
前面介绍的两种监测模式都是在模拟分析进行的同时监测信号波形情况,直到模拟过程结束为止。若以检查模式运行Probe,将在模拟分析进行过程中,暂时中断模拟进程,启动Probe,检查模拟过程中断前的已有分析结果,并根据检查结果确定继续进行模拟还是中止模拟过程。对于一个很长的模拟过程,特点是对瞬态分析,利用这种中间检查功能可以尽早检查模拟过程是否在正常进行。
1. 以检查模式启动Probe的步骤:

图6-42  PspiceA/D窗口
PSpice开始模拟分析过程后,屏幕上将出现PSpice窗口,如图6-42所示。


图6-43Simulation子命令菜单
在图6-42中选择Simulation主命令,并在其下拉式子命令菜单中(见图6-43)选择执行Pause,该子命令前出现选中符号“√”,则暂时中止模拟分析进程。屏幕上出现Probe窗口,并同时自动调入当前模拟分析正在生成的PROBE数据文件。用户可以按5-3-1节介绍的方法,分析、检查已有的模拟结果信号波形。
2. 恢复模拟进程
若用Probe进行的分析检查结果表明,模拟进程正常,则在图6-43所示Simulation子命令中选择执行Run子命令,或者选择Pause,使Pause子命令前面的选中符号“√”消失,脱离选中状态,则模拟分析进程便可继续进行。
3. 中止模拟分析进程的步骤
若用Probe进行的分析检查结果表明,模拟进程不正常,则在图6-43中选择执行Stop子命令,即中止模拟分析进程。
6-9 与Probe运行有关的文件
如第一章所述,在PSpice软件包运行过程中,不同软件模块将涉及不同类型的文件。本节在简要介绍与Probe模块运行有关的5个文件的基础上,重点介绍与.PRB文件有关的几个问题。
6-9-1输入数据文件(.DAT和.CSD文件)
如5-1-2节所述,PSpice完成电路模拟分析以后,根据图5-2的设置,可以生成两种不同格式的数据文件,供Probe 和其他CAD软件使用。
1.二进制码数据文件(.DAT)
按PSpice内定设置,电路模拟分析的结果以二进制格式存入以.DAT为扩展名的数据文件。文件主名与电路设计项目名相同。Probe程序直接读取.DAT文件,显示、分析有关波形。
2.ASCII码数据文件(.CSD)
为了在不同的CAD软件之间交换结果数据文件,目前提出了一种通用模拟数据格式(SDF:Common Simulation Data Format).这是一种ASCII码可读文件。在电路模拟分析之前,进行“Probe Statup”设置时,如果选中“Text data file format(CSDF)”选项(见图5-2),则模拟分析结果将按CSDF格式存入以.CSD为扩展名的文件中。文件主名与电路设计项目名相同。Probe程序也可以接受.CSD文件。只是在读入.CSD文件时,Probe首先将其转化为二进制文件,然后再显示、分析有关波形。
6-9-2运行命令记录文件(.CMD文件)
如5-1-4节所述,在Probe运行过程中,如果在Probe窗口中,选择执行“File/Log Command”命令,并在屏幕上弹出的文件名设置框中键入一个文件名(扩展名自动取为.CMD),则在这以后用于显示、分析信号波形的所有操作指令均自动存入该命令记录文件中。以.CMD为扩展名的命令记录文件是一个ASCII码可读文件。在运行Probe的过程中,从Probe窗口中,选择执行File/Run Commands命令,并在屏幕上弹出的打开文件对话框中选定一个已有的.CMD文件,则Probe程序将依次执行该.CMD文件中存放的操作指令,分析、显示信号波形,直到命令文件的结束。
6-9-3 (.PRB)文件
第五章介绍的“宏(MACRO)”(见5-3-6节)、“屏幕显示内容的存储与调用(Display Control)”(见5-6-1节)和本章介绍的“特征值函数(Goal Function)”(见6-4节),这3类内容都存放在以.PRB为扩展名的文件中,在Probe运行过程中可以对文件进行调用和编辑处理,也可以向文件中增添新的内容。
1. (.PRB)文件的类型
根据适用范围的不同,.PRB文件可分为两类。
(1)全局.PRB文件(Global):全局文件是指其中存放的内容对一般的电路设计都适用的文件。运行Probe程序,打开任一个.DAT或.CSD数据文件时,全局.PRB文件也随之打开,供用户调用文件中的宏、屏幕显示内容和特征值函数。在初始化文件(见6-9-4节)PSPICE.INI的[PROBE]部分,有一行用于指定全局.PRB文件名。该行格式为:
PRBFILE=.PRB文件名
例如,在PSpice软件包中,有一个名为PSPICE.PRB的文件。该文件中存放的主要内容如图6-44所示。
在初始化文件PSPICE.INI中,只要在[PROBE]部分有一行为:PRBFILE=PSPICE.PRB,则PSPICE.PRB就被指定为全局.PRB文件。(注意:在PSPICE.PRB前面一定要有该文件所在的路径名。)

图6-44 PSPICE.PRB文件主要内容
PSPICE.PRB是一个ASCII码可读文件,用户可以根据需用,用通常的文字编辑软件,给该文件增添新的内容。
(2)本地(Local).PRB文件:在Probe运行过程中,为了存放新建立的宏(见5-3-6节)、存放的屏幕显示内容(见5-6-1节)、建立的特征值函数(见6-4节),Probe将自动产生一个本地.PRB文件,该文件主名与电路模拟结果数据文件主名相同,例如,若数据文件为RC.DAT,则相应的本地.PRB文件为RC.PRB。本地.PRB文件中存放有与该电路设计密切相关的宏定义、特征值函数定义和屏幕显示的内容。以后运行Probe模块,调用某一个电路设计模拟分析结果数据文件时,在自动打开全局.PRB文件以后,接着自动打开与该数据文件主名相同的本地.PRB文件。
2. (.PRB)文件的内容
在.PRB文件中可以存放3类内容。每一类内容开始必须有一个关键词标题。存放宏定义和特征值函数定义的部分以[MACROS]和[GOAL FUNCTIONS]开头,如图6-44所示。图中只列出了每部分的标题,具体内容已省略。由图可见,该文件中在[GOAL FUNCTIONS]部分,存放有通用的特征值函数定义(例如求最大值、最小值等)、适用于交流特性分析的特征值函数(例如求带宽、中心频率等)、适用于瞬态特性分析的特征值函数(如上升时间、过冲等)。
在[MACROS]部分存放的是宏的定义。
屏幕显示内容与具体电路设计密切联系在一起,一般存放在本地.PRB文件中。图6-45为一个具体实例。
由图6-45可见,屏幕显示内容存放部分以[DISPLAYS]关键词标题开始,接着以BEGIN…和END…一对语句表示一个屏幕的显示内容。在这一对语句之间是关于屏幕显示内容的具体描述(图中已省略)。由图6-45可见,该本地.PRB文件中存放有LAST DISPLAY和LAST SESSION共两个屏幕显示的内容。其含义在5-6-1节中已有解释。



图6-45 本地.PRB文件(例)
无论是全局或本地.PRB文件,上述3部分内容的顺序无固定要求,而且也不一定都要包括。在.PRB文件中,可以根据需要加一些注释行。注释行的第一个字符必须是星号“*”。
3. (.PRB)文件的调用
调用.PRB文件的方式有2种。
(1)自动调用:如前所述,当运行Probe模块,调用一个数据文件时,就同时自动调用全局.PRB文件以及与该电路设计相联系的本地.PRB文件。
(2)在Probe运行过程中调用:Probe运行的过程中,在屏幕上显示的Macros对话框(见图5-20)、Display Control对话框(见图5-35)和Goal Function对话框(见图6-1)中,按“Load”按钮,即可从文件调入对话框中指定一个已有的.PRB文件,将其调入。但通过一个对话框只能调入.PRB文件中与该对话框对应的内容。例如,若按图5-20 Macros对话框的Load按钮,只能从打开的.PRB文件中调入关于宏定义的那一部分内容。
6-9-4初始化文件(PSPICE.INI)
PSpice是在WINDOWS环境下运行的应用程序,配备有初始化文件PSPICE.INI。该文件中包括了PSpice软件包中各主要模块运行时的初始化条件。其中,与Probe运行有关的有3部分,每一部分开始均为关键词标题。
1.运行状态初始化
这一部分以[PROBE]为标题,主要包括2方面内容。
(1)全局.PRB文件名的指定:如6-9-3节所述,在PSPICE.INI中,[PROBE]部分有一行用于指定全局.PRB文件名。
PRBFILE=<.PRB文件名>
(2)Probe运行过程中的任选项设置:5-1-5节介绍了Probe的任选项设置(见图5-5),每次退出Probe程序时,这些任选项的设置值将自动存入PSPICE.INI初始化文件中的[PROBE]部分。下次调用Probe程序时将沿用存放的设置结果。
2.屏幕信号波形显示色彩的设置
如5-4-8节所述,在PSPICE.INI文件中,[PROBE DISPLAY COLORS]部分规定了屏幕上显示波形曲线时的色彩设置,包括:采用几种色彩显示不同的波形曲线,这几种色彩的颜色规定,以及屏幕前景色和背景色使用什么颜色。
3.打印输出时色彩的设置
在PSPICE.INI文件中,[PROBE PRINTER COLORS]部分规定了打印输出时的色彩设置。设置的项目与上述屏幕信号波形显示色彩的设置部分相同。最后要指出的是,PSPICE.INI文件是ASCII码可读文件,用户可采用文本编辑软件修改其中的设置内容。但修改以后,必须重新启动Probe才能使修改的设置生效。

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