1． 引言

    電子設計自動化（EDA）是以電子系統(tǒng)設計軟件為工具，借助于計算機來完成數(shù)據處理、模擬評價、設計驗證等工序，以實現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產品的整個或大部分設計過程的技術。它具有設計周期短、設計費用低、設計質量高、數(shù)據處理能力強，設計資源可以共享等特點。電路通用分析軟件OrCAD/PSpice9以其良好的人機交互性能，完善的電路模擬、仿真、設計等功能，已成為微機級EDA的標準系列軟件之一。本文基于OrCAD/PSpice9的電路優(yōu)化設計方法，通過實例分析了有源濾波器的優(yōu)化設計過程。

2． OrCAD/PSpice9軟件的特點

    OrCAD/PSpice9是美國OrCAD INC.公司研制的一種電路模擬及仿真的自動化設計軟件，它不僅可以對模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)/模混合電路等進行直流、交流、瞬態(tài)等基本電路特性的分析，而且可以進行蒙托卡諾（Monte Carlo）統(tǒng)計分析，zui壞情況（Worst Case）分析、優(yōu)化設計等復雜的電路特性分析。相比PSpice8.0及以前版本，具有如下新的特點：

    · 改變了批處理運行模式?？梢栽赪INDOWS環(huán)境下，以人機交互方式運行。繪制好電路圖，即可直接進行電路模擬，無需用戶編制繁雜的輸入文件。在模擬過程中，可以隨時分析模擬結果，從電路圖上修改設計。

    · 以OrCAD/Capture作為前端模塊。除可以利用Capture的電路圖輸入這一基本功能外，還可實現(xiàn)OrCAD中設計項目統(tǒng)一管理，具有新的元器件屬性編輯工具和其他多種省時的功能。

    · 將電路模擬結果和波形顯示分析兩大模塊集成在一起。Probe只是作為其中的一個窗口，這樣可以啟動多個電路模擬過程，隨時修改電路特性分析的參數(shù)設置，并可在重新進行模擬后繼續(xù)顯示、分析新的模擬結果。

    · 引入了模擬類型分組的概念。每個模擬類型分組均有各自的名稱，分析結果數(shù)據單獨存放在一個文件中，同一個電路可建立多個模擬類型分組，不同分組也可以針對同一種特性分析類型，只是分析參數(shù)不同。

    · 擴展了模型參數(shù)生成軟件的功能。模型參數(shù)生成軟件ModelED可以統(tǒng)一處理以文本和修改規(guī)范兩種形式提取模型參數(shù)；新增了達林頓器件的模型參數(shù)提?。煌瓿赡Ｐ蛥?shù)提取后，自動在圖形符號庫中增添該器件符號。

    · 增加了亞微米MOS器件模型EKV2-6。EKV2-6是一種基于器件物理特性的模型，適用于采用亞微米工藝技術的低壓、小電流模擬電路和數(shù)/?；旌想娐返哪M分析。

3． 電路優(yōu)化設計

    所謂電路優(yōu)化設計，是指在電路的性能已經基本滿足設計功能和指標的基礎上，為了使得電路的某些性能更為理想，在一定的約束條件下，對電路的某些參數(shù)進行調整，直到電路的性能達到要求為止。OrCAD/PSpice9軟件中采用PSpice Optimizer模塊對電路進行優(yōu)化設計，可以同時調整電路中8個元器件的參數(shù)，以滿足zui多8個目標參數(shù)和約束條件的要求?？梢愿鶕o定的模型和一組晶體管特性數(shù)據，優(yōu)化提取晶體管模型參數(shù)。
 

_gain、R_fc和R_bw，用來調整中心頻率、帶寬以及增益，且這種調整是相互影響的。三個可變電阻的阻值是由滑動觸點的位置SET確定的，顯然SET值的范圍為0～1，所以將三個電位器的位置參數(shù)分別設置為aG、aBW和aF_c。

    由于對濾波器的優(yōu)化設計是交流小信號分析，因此應將分析類型“Analysis type”設置為“AC Sweep/Noise”；掃描類型“AC Sweep Type”設置為“Logarithmic”;“Points/Decade”設置為100；起始頻率“Start”和終止頻率“End”分別設置為1Hz和100Hz。

   為了進行優(yōu)化設計，在電路圖繪制好后，應放置OPTPARAM符號并設置待優(yōu)化的元器件參數(shù)。本例中參數(shù)屬性設置值如表1所示。

    設置好待調整的元器件參數(shù)以后，調用PSpice Optimizer模塊并在優(yōu)化窗口中設置增益（G）、中心頻率（F_c）和帶寬（BW）三個優(yōu)化指標。并利用PSpice中提供的特征值函數(shù)定義這三
個優(yōu)化指標，具體設置見表2。