原创 【转】【转】从实例中学习OrCAD-PSpice 10.3-AA(第10章 高级分析应用实例)3

10.3优化（Optimizer）分析
对于RC单管放大电路，优化设计要求：使其增益保持在15-15.5dB之间，带宽不小于1.5MHz。 
    在Capture窗口中，执行PSpice/Advanced Analysis / Optimizer程序命令，启动高级分析中的优化工具。
10.3.1调整元器件参数
1.调整设计变量
在优化过程调整元器件参数区的参数数据多是由灵敏度分析查找得出对电路特性参数优化影响最关键的元器件参数，由灵敏度分析可知，在RC单管放大器电路中，在负载端的电阻器R6和电容器CL都能影响带宽的大小，选择其中一个参数进行优化调整可以使优化设计问题简单化。
注解说明：若调整一个参数不能实现所需的优化目标要求，再添加第二个待调整的元器件参数。
这里选择R6作为设计变量，还选择无源元器件L1和有源元器件Q1中的BF也作为设计变量。其中对于无源元器件R6和L1设计变量的添加，可单击 文件所在行，在Parameter selection对话框中选取拟添加的设计变量R6和L1，如图10-16所示，使之高亮显示，单击OK按钮，则添加该元器件设计变量到Parameters表格区中。如图10-18所示。 
 
   对于有源元器件Q1－BF(正向电流放大系数)设计变量的添加，相对复杂一些。在Capture中选中Q1, 单击右键执行快捷菜单中的“Import Optimizable Parameters”子命令，在出现模型参数的Import Optimizable Parameters列表对话框中选择Q1中要调整的模型参数BF，使之高亮显示，单击OK按钮，则添加该模型参数名到电路图中选中元器件的下方显示，如图10-17所示。然后在元器件选中的情况下，执行执行快捷菜单中的“Export Parameters to Optimizer”子命令，则设计变量Q1模型中的BF模型参数被添加到Parameters列表中，如图10-18所示。
 
2.调整目标函数 
    采用左上角 标签页，在Optimizer工具窗口的Specifications表格区设置要优化的目标函数和约束条件，如图10-18所示。
 
10.3.2运行优化分析及结果分析
选择MLSQ优化分析引擎，按下按钮，运行Optimizer工具。优化分析结束后，可从①“Parameters”表格区、“Specifications”表格区显示优化结果如图10-19所示。
 
从图10-19可知，对于RC单管放大电路，只要将L1、R6和Q1-BF的参数值改为：1nH，259.7958 和846.7233就可以满足优化设计要求，使电路增益为15.2394dB并且带宽也可以达到2.7542MHz。取得误差为零的理想结果，这在实际中是不容易办到的。
同样在Error Graph图表区可以查看优化过程中动态显示的优化进程，以及显示电路特性函数当前值与优化目标值的差距。若想单独查看增益和带宽特性目标函数的Error Graph图表，可单击Specification表中“On/Off”所在行的方框图标和，如图10-20所示。 
 
    若要在误差图(Error Graph)中显示运行过程中某一次的分析数据可以点击Error Graph图中横坐标（代表模拟次数），则相应的在Parameters和 Specifications表格区显示该次分析的参数值和电路特性函数值。例如：选中Error Graph图中的第5次分析过程，如图10-21所示。
 
    若想查看查看优化分析原始数据，可在优化分析窗口中执行View/Log File/Optimizer程序命令，即可调出Optimizer分析结果清单，如图10-22所示，图中显示最后第6次运行结果。
 
10.3.3运用离散引擎确定优化后参数值理想结果 
    从工具栏的引擎选择下拉列表选择离散引擎（Discrete engine），并在Parameters 表中的Discrete Table 一列中选择符合要求的离散值系列，运行离散引擎（Discrete engine），显示结果如图10-23所示。
 
待优化分析结束后，返回到电路图编辑器中，修改元器件参数R6=261 、L1=1nH，使其更新为符合生产标准的系列标称值。(可以在Optimizer工具窗口的Parameter表格区选中R6、L1，单击右键在出现的快捷菜单中，执行Find in Design子命令，将使电路图中R6、L1处于选中状态，同时窗口切换为电路图绘制软件Capture窗口。在电路图中修改选中元器件R6、L1的参数值大小，更好的适应电路设计要求。)修改完毕后，再对电路重新进行一次模拟分析，检验电路特性和模拟结果波形，确保是所期望的理想优化结果，如图10-24所示。