背景介绍：PSpice仿真分析类型通常有四种，分别是时域分析、直流特性扫描、交流特性扫描/噪声分析、直流工作点计算。直流特性扫描（DC Sweep）是在指定的范围内，改变输入信号源的电压每变化一次执行一次工作点分析，得到输出直流传输特性曲线，从而确定输入信号的最大范围和噪声容限。本期将对如何进行直流特性扫描，通过简单电路的仿真实操演示，来对直流特性扫描中所涉及到的一些功能和设置方法进行讲解。

接下来就来介绍一下。

一、直流扫描分析设置

步骤一：首先打开一个可仿真的工程，我们以一个简单的RC电路为例，如图1所示。

图1 仿真用的RC电路

设置仿真配置文件。点击顶端菜单栏【PSpice】>>【New Simulation Profile】，在弹出窗口中为新配置输入名称，这里我们命名为RC_DC，如图2所示。

图2 新建仿真配置

点击“Create”后会自动弹出仿真设置界面。我们在“Analysis”中的“Analysis Type”选择“DC Sweep”。这里我们仅对Primary Sweep进行设置，扫描变量选用电压源，对V1扫描，扫描模式选择线性，设置如图3所示。

图3 直流扫描设置

其中DC Sweep所包含的所有选项说明如表1所示。

表1 DC Sweep选项说明

序号	项目	说明
1	Primary Sweep	主扫描（必选项）。 在扫描变量中，可选择电压源、电流源、全局参数、模型参数或温度；在扫描类型中，可选择线性、对数或值列表，可设置扫描变量的起始值、结束值以及递增值，其中对数扫描可选用十进制或八进制。如上图2所示。
2	Secondary Sweep	副扫描。 设置同主扫描相同，可指定第二个扫描变量。选用副扫描，能够与主扫描构建嵌套扫描，会针对副扫描变量的每一个增量，对第一个扫描变量逐级遍历其整个值的范围。
3	Monte Carlo/Worst Case	蒙特卡罗/最坏情况分析。 可分别对蒙特卡罗分析和最坏情况分析进行设置，均需要设置输出变量。其中蒙特卡罗选项中可以对分析次数、分布方式等进行设置；最坏情况选项中可设置分析偏差的对象（器件误差、批误差）、设置展示所选元件的分析、是否将灵敏度分析结果存入输出文件等。如下图所示。
4	Parametric Sweep	参数扫描。 可扫描的变量有电压源、电流源、全局参数变量、元器件模型参数变量、温度；扫描模式有线性、对数、按值列表三种，按需求自定义扫描参数。如下图所示。
5	Temperature (Sweep)	温度扫描。 可以选择在指定温度运行仿真，或设置若干温度同时分析，多个温度数值间用逗号或空格隔开。如下图所示。
6	Save Bias Point	保存直流工作点。 可以设置保存信息的文件名和地址，选择在达到何种变量值保存直流工作点信息，可以选择不保存子电路的电压和电流。如下图所示。
7	Load Bias Point	调用直流工作点。 指定直流工作点的文件，如下图所示。

步骤二：“Analysis”设置完毕后，我们再对“Data Collection”进行设置。其中我们可以设置电压、电流、功率、数字和噪声数据采集的范围，选择数据架构，选择以CSDF格式保存数据，如图4所示。

图4 数据采集设置

其中数据采集范围选项说明如表2所示。这里我们为所有采集项设为All。

表2 采集范围选项

选项	说明
All	采集并存储所有数据
All but Internal Subcricuits	除了层次设计的子电路外，采集存储所有数据（仅限顶层数据）
At Markers Only	仅采集并存储探针摆放处的数据
None	不采集任何数据

步骤三：在“Probe Window”中可对探测窗口进行设置，如图5所示。

图5 探测窗口设置

设置界面说明如表3所示。

表3 探测窗口设置界面说明

设置项	说明
Display Probe window when profile is opened	打开配置文件是显示探测窗口。 可以显示上次打开配置文件时显示的探测窗口。
Display Probe window	显示探针窗口。 选择during Simulation，可在仿真进行中，并随仿真的进行对波形进行更新；选择after simulation has been completed，则是在仿真完成后显示。
Show	显示。 选择All markers on open schematics，可显示已打开的设计中摆放的所有探针；选择Last plot，可显示最后一次打开的文件。

二、进行仿真

步骤一：完成仿真配置设置后，运行仿真。点击顶端菜单栏【PSpice】>>【Run】，或者通过画布上方工具栏点击对应按钮，如图6所示。也可以直接按快捷键F11运行（需要在其他软件无占用快捷键的情况下）。

图6 运行仿真

PSpice A/D打开后，仿真运行的结果如图7所示，由于我们没有在电路上布置任何探测单元，无法显示任何结果。

图7 无仿真结果的PSpice A/D界面

步骤二：我们可以通过自行添加探测源的方法来展示。点击菜单栏【Trace】>>【Add Trace...】打开迹线添加界面，如图8所示。

图8 添加迹线

迹线添加界面打开后可以看到左侧是仿真输出变量，包含电路中所有输出变量；右侧是各式函数和宏指令，使用函数或宏时需要确保变量在其括号内。这里我们选用两个变量V(IN)和V(OUT)，多个变量间用空格隔开，在左侧选中会直接为我们间隔开，确认后点击OK关闭窗口，如图9所示。

图9 添加需要的探测变量

完成添加后，仿真结果就能立刻显示出来，如图10所示。

图10 仿真结果

步骤三：点击波形图下方的变量，我们也可以通过点击Delete键将其删除。回到我们在电路上摆放电压电平探针，同样仿真结果能够立刻显示出来。如图11所示，效果和上述效果一致。

图11 仅显示变量仿真结果也能通过添加探针来实现

三、使用两个参数进行直流扫描分析

步骤一：我们也可以使用直流特性扫描中的主扫描和副扫描来验证一个简单晶体三极管的Ib-Vce输出特性曲线，我们使用一个电压源V2和电流源I1，参数都使用默认值0，电路图如图12所示。

图12 验证电路

步骤二：创建一个新的配置文件，其中在进行副扫描项需要将其勾选项勾上，否则无法将设置应用到仿真上，如图13所示。

图13 仿真设置

我们设置主扫描变量为电压源V1，由0V开始，到4V为止，每递增0.01V记录一个数据点。设置副扫描变量为电流源I1，由0A，到0.5mA为止，每递增0.1mA记录一个数据点。

步骤三：运行仿真，我们还需要添加迹线，选择集电极电流IC（Q1），如图14所示。

图14 添加参数变量迹线

仿真结果如图15所示。

图15 Ib-Vce输出特性曲线的仿真结果

四、小结

本节主要对如何进行直流特性扫描作简单介绍，以及对直流特性扫描设置界面功能作了阐释，并演示了如何进行两个参数共同参与扫描，便于用户快速上手使用该分析模式。直流特性扫描是PSpice仿真分析模式中的一种，不同分析模式会有不同的设置需求，后续还会介绍其他仿真设置。