對原電路進行參數掃描分析時， 可將基本特性分析類型設置為AC Sw eep/ Noise 進行分析， 其他參數設置相同， 每次分別將R1 , R2, C1, C2 設置為全局變量進行參數掃描分析， 仿真分析結果如圖3所示。此時， R1 =R2 = 10 kΩ, C1 = 10 pF, C2 = 10F。

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　　圖3 參數掃描分析后Io 的頻率特性曲線。

　　2. 2 電路優化設計

　　PSpice A/ A是OrCAD 高級版本新增加的高級分析工具， 包含Sensit iv ity , Monte Carlo, Smoke, Optimizer, Paramet ric Plo tter A nalysis 等高級分析功能， 它可在PSpice A/ D 分析的基礎上， 最大程度地提高所設計電路的性能及可靠性。靈敏度分析是電路優化設計的第一步， 往往需要將分析結果傳給優化設計工具Opt imizer。靈敏度分析的步驟如下：

　　( 1) 繪制電路圖， 繪制電路圖的元件取自專供PSpice A/ A 使用的“advance”文件夾， 并采用變量表設置元件參數;

　　( 2) 執行PSpice 分析， 確定電路的性能指標;

　　( 3) 使用靈敏度工具Sensit iv ity 進行靈敏度分析，將程序運行結果傳給Opt imizer。

　　由運行結果可知， 對電路指標最敏感的元件是R1和C1。可以調用PSpice A/ A 中的優化設計Opt imizer模塊對電路中最敏感的元件參數進行調整。

　　電路的優化設計實際上是一個約束優化問題， 是在電路特定拓撲和元器件參數范圍的約束下， 通過調整元器件的值來使電路特定性能指標達到最優。優化設計的步驟如下：

　　( 1) 啟動優化器Opt imizer;

　　( 2) 設置優化變量， 即設置待優化的元件參數， 通常選擇相對于該性能指標中靈敏度影響較大的元件參數作為優化參數;

　　( 3) 選擇需要優化的元件;

　　( 4) 設置優化目標函數， 還需設定性能指標的變化范圍， 即在MIN 框中指定目標函數的最小值， 在MAX框中指定最大值， 在Weig ht 框中指定權重;

　　( 5) 執行優化分析設計。優化后的電路元件參數約為： R1= R2 = 65 kΩ , C1= 10 pF, C2 = 10F, 優化后的特性曲線如圖4 所示。

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　　圖4 優化后低通濾波器的特性曲線

　　調用OrCAD/ PSpice 的函數功能可以從圖4 所示的特性曲線中得到濾波器電路的各項特性參數。其中，3 dB帶寬為250. 642 86 kHz; Q 值為1. 010 09; 中心頻率為106. 025 22 kHz; 3 dB 截止頻率為274. 568 34 kHz。

　　從上述參數可以看出， 優化后的電路性能基本上( qudiao) 符合設計指標的要求， 同時還有一定的裕度。

　　2. 3 溫度掃描分析

　　在實際電路中， 電阻阻值以及晶體管的許多模型參數值都與溫度的關系非常密切， 溫度變化必然通過這些元器件參數值的變化引起電路特性的變化。通過OrCAD/ Pspice 中的溫度掃描分析能夠模擬電路輸出特性受溫度變化的影響。為了設置元件的溫度系數，Pspice 提供了一個專門的元件庫breakout . olb, 庫中元件的名稱為其關鍵字后加“break”, 可用該元件庫中的元件修改線路圖， 選中需設置溫度系數的元件， 再選擇菜單Edit \ PSpice mo del, 程序將彈出Pspice Model Editor 模型編輯器， 這樣就可以在Pspice model 窗口中設置相應的溫度系數。一般將其模型參數設置為：

　　“ . MODEL Rbreak RES R = 1 TC1 = 0. 004 TC2 =0. 000 5”即可。其中， Rbreak 是電阻的模型名稱， 必須與電路圖中的電阻標識一致， 否則就會出錯; RES 是電阻模型的關鍵字; R 為電阻的倍乘系數; T C1 和T C2 分別為電阻的一階、二階溫度系數。在通常的電路特性分析時， Pspice 的內定溫度為27℃ 。圖5 給出了經過上述優化后的電路分別在- 20 ℃, - 10℃ , 0 ℃, 10℃ ,20℃ , 50℃ , 80℃ , 100℃ 下的濾波器特性曲線。

　　2. 4 Mo nte??Carlo 分析通過優化設計確定電路中每一個元器件的參數值，通常稱為標稱值。在實際生產中， 按照標稱值選用的元器件值不可能完全相同， 而具有一定的離散性。這樣，實際組裝的電路特性就不可能與標稱值模擬的結果完全相同。用PSpice 提供的MonteCar lo 分析能夠模擬實際生產中因元器件值的分散性所引起電路特性的分散性。

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　　圖5 溫度掃描時濾波器的特性曲線

　　在進行MonteCarlo 分析之前， 還需要對元器件進行容差設置。元件的容差有器件容差， 批容差和組合容差3 種。其中， 器件容差指可以獨立變化的、由同一“ . model”語句定義的容差， 用“DEV” 表示; 批容差指同時變大或變小的容差， 用“LOT”表示; 組合容差指將器件容差與批容差組合起來使用的容差方式。容差設置的方法與溫度系數的設置方法類似。

　　Mo nte-Carlo 屬于統計分析中的一種， PSpice 中專門提供了統計分析用的元器件符合庫breakout . olb。

　　因此， 調用breakout . olb 中相應的元件即可修改電路圖， 打開模型編輯器則可設置元件模型參數， 圖1 中的電阻參數設置為： . model Rbr eak RES ( R= 1 DEV =5% ); 電容參數設置為： . mo del Cbr eak CAP ( C = 1DEV= 10%); DEV= 10% 表示獨立隨機變化， 變化范圍為10%。電阻獨立隨機變化服從高斯分布， 容差范圍為5% ; 電容獨立隨機變化也服從高斯分布， 容差范圍為10%, 分析次數設為20, 選擇AC Sweep/ N oise 分析， 同時設置好其分析參數， 最后進行蒙托卡諾分析， 所得到的3 dB 帶寬、中心頻率、Q 值、截止頻率的直方圖分別如圖6~ 圖9 所示。