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第8章 参数测绘仪（Parametric Plotter）工具的使用
参数测绘仪工具不但可以进行多种复杂参数功能的扫描，还可以在Plot/Probe中通过表格与绘图形式更美观和有效的分析扫描结果。用户可以在创建和参数测绘仿真电路时，运用参数测绘仪来进行设计和相关参数模型的分析（任何结合部分）。也可以说参数测绘仪工具是标准PSPICE参数分析（Parametric Sweep）的提升。本章主要介绍参数测绘仪的相关概念和参数测绘仪工具的具体使用方法。 8.1 参数测绘仪参数扫描类型
高级分析中的参数测绘仪是用来执行扫描结果的分析，当用户运行扫描分析时，在电路输出端可以评估一个或多个参数扫描结果。在扫描分析过程中，不同参数值类型都有其相对应的使用规格和标准，主要有4种可利用的参数值扫描方式: - 离散（列表）扫描：对于离散扫描，需要在仿真过程中，必须规定实际参数的参数值。例如：可以规定变量参数为10、100、 340和-10℃、 27℃、80℃等等。
- 线性扫描：对于线性扫描，需要规定起始值，终值，和每一步的步进参数值。参数测绘仪的每一次运行，参数值都会随着重新运行而增加。即在每一次仿真运行中，计算得到的参数值大小等于起始值＋每一次步进（步长值，直到最终结果大于或者等于最终结果为止。例如：如果规定起始值为1，终值为2.5，每一次的步长为0.5，则运用参数测绘仪对参数进行线性扫描的结果是：1, 1.5, 2, 和 2.5。
- 对数八进制（8分贝）扫描：在对数的八进制扫描过程中，主要运用的参数函数方式是ln(2)。对于对数的八进制扫描，需要规定起始值，终值和一些表示八进制的点。表示每八进制的点是指起始值到第二次起始值中间的一些有效点。例如：若起始值是10，每八进制的点数为5，终值是20。这表明参数测绘仪会在这次扫描过程中，在10到20之间选择5个有效值点，20是第五个有效点。
在参数值分析过程中，计算得到的参数会随着品质因素值的增加而增加。品质因素值= exp[(ln(2)/N]（N＝每八进制的点数）例如：运用对数八进制扫描法对参数进行扫描，若起始值是10，终值是30，每八进制的点数为2，则运用对数八进制类型参数测绘仪扫描的结果为10, 14.142, 20, 28.284, 和 40. 在这个例子中，区别在于起始值和终值都大于一个八进制数，因此，运用参数测绘仪测量的实际数值结果都比2大。 - 对数十进制（10分贝）扫描:如果扫描的类型是对数的十进制，主要运用的参数函数是ln(10). 对于对数的十进制扫描，需要规定起始值，终值和一些表示十进制的点。表示每十进制的点是指起始值到第十次起始值中间的一些有效点。例如：若起始值是10，每十进制的点数为5，这表明参数测绘仪会在这次扫描过程中，在10到100之间选择5有效值点，100是第五个有效点。
在参数值分析过程中，计算得到的参数会随着品质因素值的增加而增加。品质因素值= exp[(ln(10)/N]（N＝每十进制的点数）。例如：若起始值是10，终值是100，每十进制的点数为5，则运用对数十进制类型参数测绘仪扫描的结果为10, 15.8489, 25.1189, 39.8107, 63.0957, 和 100. 8.2 电路原理图设计及电路仿真模拟
8.2.1电路原理图设计
调用Capture10.3进行电路原理图设计，以光盘自带的电感交换电路为例，其图如8-1所示。该电路实例所在路径为: ... oolspspice tutorial capture pspiceaa snubber.
对于电路图中元器件参数设置一般是要自行设计的，激励为电压脉冲源，选用Source.olb库中的VPULSE,双击VPULSE，出现其属性编辑框如图8-2所示。
8.2.2电路仿真模拟
调用PSpice对电感交换电路进行瞬态分析，并检查结果：
瞬态分析模拟仿真参数设置如图8-3所示，分别调出输入波形和输出波形瞬态分析结果，其电路输入如图8-4a所示，输出波形如图8-4b所示。
从8-4b)可以看出，电路输出波形出现了阶跃效应电压曲线的过脉冲现象，这对于电路的运行是非常不利的。为了减少这种电压的过脉冲现象，使电压在使用控制的范围内，这就需要调整电路中元器件的参数成分。通过对电路的观察，增加电阻R2和电容器C1的值就能很容易的改善这种不利情况。从《电路》角度就是设法剪除 振荡放电过程，但是这样做也会增加分散通过如电阻R2的能量，造成能量的损失。
因此设计的关键就是要平衡能量的损失和电压的过脉冲现象。为了找出对问题可接受的解决方法，可以改变阻抗 R2 ，电容器 C1 和输入脉冲上升时间的值并且检测不同的参数值对过脉冲现象和能量损失通过R2对电路的影响 。为了能完成这些电路性能的更新，可以用参数测绘仪工具进行参数扫描分析。 8.3 启动Parametric Plotter工具
启动Parametric Plotter工具的方法如图8-5所示。
运行Parametric Plotter出现Parametric Plotter工具窗口，如图8-6所示。
图中，①、②为参数测绘仪分析测量显示区
①“Sweep Parameters”表格区：显示参数扫描过程调整元器件参数数据区。
②“Measurements”表格区：显示参数扫描过程测量分析数据区。
下面将逐一介绍参数测绘仪工具窗口中各个区域功能特点及其使用方法。 8.4 调整元器件参数
8.4.1调整参数扫描设计变量--在“Sweep Parameters”表格区调整
1．添加参数扫描设计变量时，可单击 文件所在行如图8-7所示，将弹出Select Sweep Parameter对话框。从该对话框中选择拟要添加的参数扫描设计变量类型，和相应要求的参数值。以R2为例，具体操作如图8-8所示。电感转换电路所有参数扫描变量添加如图8-9所示，当确定所选参数设计变量无误，点击OK键，则添加该元器件参数扫描变量到Sweep Parameters表格区，如8-10所示。
2. 从8-10可以看出，Sweep Parameters调整区共分为9列。下面将分别介绍Parametric Plotter工具窗口中Sweep Parameters调整区表格各列功能、用法：
8.4.2目标参数扫描测量法 --在“Measurements”表格区调整
1. 在“Measurements”表格区添加扫描测量参数
Measurements是该区的标志，通常以特性参数为目标测量参数， 为添加电路特性参数文件。光标指向该文件并单击它，出现已调用过的目标测量参数。采用左上角 标签页，具体添加目标测量参数如图8-11所示。关于添加目标测量参数的方法可以通过PSpiceA/D(参考第4.5小节确定电路特性函数，这里不赘述。)来添加相应的目标测量参数或者通过Parametric Plotter工具窗口中的Analysis/Parametric Plotter/Create New Measurement来添加。
在这里要强调一点的是关于目标测量参数的轨迹曲线类型参数的添加方法，在Parametric Plotter工具窗口点击鼠标右键，在出现的快捷菜单中执行Create New Trace命令，出现New Trace Expression对话框，可添加需要的目标测量参数，如图8-12所示。
 2．Measurements调整区表格各列功能、用法
从8－11可看出，Measurements共分为8列。下面将分别介绍Parametric Plotter工具窗中Measurements调整区表格各列功能、用法：
 8.5 运行Parametric Plotter的结果分析
8.5.1查看扫描测量函数Parametric Plotter分析数据
所有参数都设置完毕，按下RUN键运行Parametric Plotter工具，运行结束将在Parametric Plotter工具窗口中Measurements调整区显示测量扫描参数的最大值和最小值，如图8-13所示
对于理想参数测绘仪的最大一次扫描次数为500次，当超过500次时，在输出窗口会出现错误信息提示，分析也将停止。但在结果窗口仍然会显示所选择的扫描测量参数的每一次具体分析。
点击左上角的 标签页，将显示参数扫描测量分析的每一次扫描结果和数据分析，每一栏的数据结果与被测量扫描的参数或曲线次数是相等，对于轨迹曲线的测量分析，可以双击对应栏上每一次分析的黄色图标，在PSpice Probe窗口会显示扫描的参数图形，如图8-14所示。
在图8-14结果显示区中，可以分类并且锁定各种专栏中显示的结果。例如：在电感转换电路中，设计参数测量扫描的主要目标是限制能量的损失,使被测量yatlastx(avg(w(r2))的值少于 0.06, 然后将阶越曲线的过冲量减到最少。为了达成设计目标,首先双击结果显示区分类的第六行专栏标题，数值进行重新处理升序排列，然后锁定被处理分类中的有用数值，使其保持不变。在处理完能量损失价值之后,接着将结果显示区的第五列数值进行分类处理，这次的分类处理对最后的分类处理结果不会起到扰乱的作用。最终，对于所有被测量的yatlastx(avg(w(r2))的值少于0.06的阶跃曲线过冲量参数值都会得到分类处理。显示结果如图8-15所示。
8.5.2 Plot波形信息显示区
对于同样的显示结果还可以通过Plot窗口信息区设立相应的Plot参数波形曲线，在PSpice Probe窗口显示扫描的曲线轨迹信息。点击左上角的 标签页，将显示Plot窗口信息区。如图8-16所示。
运用Plot窗口信息区可以在同一波形显示区同时显示多种复杂的图形运动轨迹，在任何时间点，最多可以在Probe窗口中添加4个Plot波形显示区。可以运用Plot向导绘制任何在X轴和Y轴范围内的扫描参数曲线轨迹。
1．添加Plot 信息文件
(1) 右键点击Plot窗口信息区或者单击 文件行信息，显示Plot Information-select profile对话框，添加拟增加的参数扫描Plot窗口。选择transient.sim参数扫描测量类型，如图8-16所示。
(2) 单击【Next】，选择r2::value为Plot波形显示区X轴变量，如图8-17所示。
说明：当选择了一个参数或者要测量的设计变量作为X轴的变化量，那么相对应Y轴只允许选择“Measurement”的设计变量。同理，如果选择时间/频率作为X轴的变量，那么在Y轴只会显示一系列有效的曲线轨迹。
(3) 单击【Next】，选择transient.sim::overshoot(v[L1:2])作为Y轴的变化量，如图8-18所示。
(4) 单击【Next】，选择C1::value作为要扫描的设计参数变量，让其为每一个扫描参数所应用，这样就构成了完整独立的X－Y曲线轨迹扫描设置。如图8-18所示。
(5) 单击【Next】，显示主要的扫描参数和它们的参数值，对于每一个参数，选择恒定不变的值来进行曲线的扫描分析。例如：给C1定的值q1::cgso，点击右键锁定该参数和它的值141p, 同理, 给C1恒定的值param::trise，点击右键锁定该参数和它的值10n。如图8-19所示。
单击【Finish】，结束该Plot 信息文件参数设置。按照同样的方法添加其他需要的Plot 信息文件参数信息。具体扫描参数设置会显示在Plot波形显示信息区，如图8-20所示。
8.5.3 查看原始数据清单
若要查看Parametric Plotter分析原始数据，在Parametric Plotter工具窗口按下如图8-22所示命令即可调出Parametric Plotter分析结果清单。
调出的Parametric Plotter原始数据如图8-23所示，图中所示数据为排序为第1次和第414次的原始数据清单
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