滤波器电路共有三个可调电位器R gain、Rfc和Rbw,用来调整中心频率、带宽以及增益,且这种调整是相互影响的。三个可变电阻的阻值是由滑动触点的位置SET确定的,显然SET值的范围为0~1,所以将三个电位器的位置参数分别设置为aG、aBW和aFc。
由于对滤波器的优化设计是交流小信号分析,因此应将分析类型"Analysis type"设置为"AC Sweep/Noise";扫描类型"AC Sweep Type"设置为"Logarithmic";"Points/Decade"设置为100;起始频率"Start"和终止频率"End"分别设置为1Hz和100Hz。
为了进行优化设计,在电路图绘制好后,应放置OPTPARAM符号并设置待优化的元器件参数。本例中参数属性设置值如表1所示。
设置好待调整的元器件参数以后,调用Pspice Optimizer模块并在优化窗口中设置增益(G)、中心频率(Fc)和带宽(BW)三个优化指标。并利用Pspice中提供的特征值函数定义这三个优化指标。
调用Pspice A/D进行模拟计算,在相应窗口中显示中心频率的值为8.3222,带宽为0.712187,增益为14.8106。显然这与要求的设计指标有差距,需要通过优化设计达到目标,具体设置见表2。
在优化窗口中选择执行Tune/Auto/Start子命令,即可开始优化过程。优化结束后,优化窗口中给出最终优化结果如图3所示。
系统共进行了三次迭代,自动调用了9次电路模拟程序。当3个待调整的元器件参数分别取aG=0.476062;aFc=0.457928;aBW=0.702911时,可以使3个设计指标达到G=10.3499,Fc=9.98953,BW=1.00777。
可见,对电路进行优化设计后,电路指标均能满足设计要求。另外,完成优化设计后,还可以从不同角度显示和分析优化结果。
三. 结束语
需要强调的是,Pspice Optimizer的自动化设计程度也是相对的,如果所设计的电路距离它的基本功能还相差甚远的话,用Pspice Optimizer来进行优化设计是很难达到理想效果的。同时它不能创建电路,不能对电路中的敏感元素进行优化设计。
从上面的例子可以看出,当电路的功能已经大致完成,但仍需要对一些指标进行优化,这时调用Pspice Optimizer来完成这一优化过程是相当方便的。如果用户能够观察出具体是什么因素影响了电路的某项性能,从而知道调节哪些参数可使该性能更加理想;那么,应用Pspice Optimizer对该电路进行调整也是完全合适的。