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以 RF 放大器為例,5 分鐘搞定靈敏度分析

By Ronak Shah

作為電路設計工程師,你知道解決複雜電路的有效方法和正確步驟嗎?
以本文「徹底理解自己的電路是設計的第一要務」作為開篇:以RF放大器為例,使用 PSpice 進階分析功能為大家帶來設計參考,幫助大家更好地實現靈敏度分析。

本文演示的所有進階分析功能均可應用在其他設計電路中,實用價值極高,讓我們快點開始吧!

在 PSpice 中對 RF 放大器電路進行靈敏度分析

大學時,我們從書本裡習得關於電路的一切,知道哪些元件對設計至關重要。但是,我們工作之後每天面臨的可能都是全新的設計,那麼這時,分辨哪些元件對設計目標至關重要才是關鍵。

根據指定的容差值,OrCAD 的靈敏度分析可隨著器件參數值的變化模擬電路性能。它可為你提供設計中關鍵器件的排序列表。因此,我們可以透過放寬對設計目標並不關鍵的器件容差、並選擇更便宜的器件來節省費用。

讓我們來總結下靈敏度分析的重要性:

本文中 RF 放大器的範例電路如圖 1 所示(下圖)。我們將對其進行靈敏度分析,並解析結果。

圖 1:RF 放大器範例電路

所有 RF 電路均需考慮的主要參數是:

頻寬

增益

O/P 雜訊

I/P 雜訊

接下來,我們要如何進行靈敏度分析?又有什麼樣的步驟要點呢?
一起來看下面的靈敏度分析流程

流程掌握後,我們來為靈敏度分析設置具體的電路

圖 2:為 RF 放大器電路分配容差

靈敏度分析可根據指定的容差值改變器件的數值,並顯示出這些器件對測量目標的影響。在圖 2 中,我們已將 10% 的全域容差分配給電路中的所有電容和電阻。接下來,我們對這個電路進行靈敏度分析,輸出視窗如圖 3 所示。

圖 3:執行靈敏度分析後的輸出視窗

這些器件按照其對測量目標的影響順序排列,對測量結果影響最關鍵的器件列在頂部。在圖 3 中,我選擇了頻寬作為主要目標,發現它最依賴於 R4 器件的值

OrCAD 中的靈敏度分析根據指定的目標確定了設計中的所有關鍵器件

現在,我們已經確定了設計中的關鍵器件,下一步驟是為範例電路設置頻寬、增益、輸出電平雜訊和雜訊係數的目標值,並運用優化器進行工作。例如,我們可以設置增益目標大於 9 dB、頻寬大於 200 MHz 等。

在本系列的第二篇文章中,我們將在相同的 RF 電路上討論優化器的應用。
大家下次見~

譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)

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