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orcad/pspice的收敛问题 整理了一下,和大家共享一下

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不是经典我不发
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LV8
副总工程师
  • 2008-6-20 16:37:05
收敛的定义
收敛一个数值方法里的概念,大概意思就是让迭代的结果是一个确定的值,而不是发散了,那样就没有一个确定的值,也就是求不出解了。 在ORCAD和Pspice分析电路时,先建立
电路的矩阵方程组,然后估计一组节点电压,在迭代计算新的一组节点电压。重复此迭代过程以逐渐满足基尔霍夫电压定律和电流定律一组最终解。但是每次迭代过程中,有时会
使计算不收敛。通常不收敛发生在直流扫描分析、偏置点计算和瞬态分析的求解过程中。

直流分析不收敛
直流分析时的不收敛,往往是由于电路连接、元件值或模型参数值有错造成的。
偏置点的计算不收敛有以下5种解决方法;
具体步骤如下:
1、如果在输入文件中有.OP和.AC语句,则去掉这些语句,只进行瞬态分析。去掉所有脉冲,指数或正弦输入源。
2、设置合理的模拟时间。
3、使用.TRAN语句中的UIC开关,这将允许在没有求解静态工作点的情况下就进行瞬态计算。
4、对电路的输入文件中的每一个非线性控制节点添加观察项
5、运行该分析。
6、从输出曲线图中每一节点的输出波形取值。将这些电压值作为节点设置来决定每个非线性控制节点的初始电压。
7、重新加上所需要的独立电源、.OP和.AC语句。
8、.TRAN语句中去掉UIC开关,⑧再开始分析。
使用UIC开关
在以上方法都不能使直流偏置点收敛时,使用开关UIC可作为最后的偿试。该法获得正确结果的可能性约98%。这种方法是在不用直流(DC)和交流(AC)分析时只进行瞬态分析,并用获得的稳态输出值作为给节点进行电压值设定,再按要求,重新进行所需的分析。
放宽分析精确度
收敛的最终判据是用相对误差和绝对误差来表示的,这些误差直接反映了分析的精度。如果放宽了分析的精度也就放宽了收敛的条件。如果设置RELTOL=0.02,ABSTOL=10-10,VNTOL=10-4,且把ITL1设为300,这就比用它们的缺省值都大,即放宽了收敛条件,如果这时收敛了,就记下非线性元件控制节点的直流电压值,并把这些节点的电压用.NODESET语句设定记下的节点直流电压值,然后恢复上述任选项的值,即提高分析精度,再运行一次,看是否收敛。
使用.NODESET语句 .NODESET 语句是节点电压设置语句,用它可以对电路中某些节点设置初始电压。在直流分析时将对予置节点接上设定的电压源,进行迭代直至收敛,再将这些电压源去掉继续迭代直至收敛到最终解。因此该语句仅起帮助收敛的作用并不影响直流偏置点的最终解。
使用OFF项
在直流计算时,可关断所有对直流计算是截止的半导体器件。偏置点首先是假定被设定的器件都是在截止时得到的,收敛后再允许这些器件中有电流通过,以使它们的端电压与实际相符,处于正常工作,然后继续迭代至收敛。因此ON/OFF项不影响偏置点的最终解,只影响对初始迭代的估计。所以,这种方法对非线性工作区是最有效。
重置ITLl项
最简单的方法是增加直流迭代次数的限制,在任选项中ITLl为40,可把ITLl 置为1000,这样就允许许更多的迭代次数,可能会导致收敛。这种方法,往往对计算终止值在真实解附近较有效。
直流扫描和转移分析不收敛
直流扫描和转移特性分析时的不收敛,除了采用直流偏置点分析中的解决方法外还有以下几种
重置ITL2项
ITL2是对直流转移特性曲线迭代次数的限制,其缺省值是20,如把ITL2置为200,这样就允许更多的迭代次数,而导致收敛。当然在增加ITL2时,应同时重置ITL1,一般ITL1>ITL2。
用分段线性源代替直流扫描
导致直流扫描特性分析不收敛和最一般的情况是分析带有正反馈的电路,如斯密特触发器电路。可以使用瞬态分析代替直流扫描。

瞬态分析不收敛
瞬态分析先进行直流工作点的计算,将计算结果作为瞬态分析在T0时刻的初始值,再通过Newton-Raphson算法进行迭代计算,在迭代计算过程中时间步长值是动态变化的。
瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续,对于快速的电压变化可以通过改变分析的步长值来保证收敛。

重置ITL4项
重新设置瞬态分析时间点的迭代极限, ITL4的缺省值是10,如设为40,就会有更多的迭代次数,可能会导致收敛,这种设置会使模拟速度减慢。在ITL4增加后,有时要设置ITL5=0使解收敛。
放宽分析精度
试将电压和电流的相对误差容限即相对精度放宽,RELTOL的缺省值是0.001,如将其放宽到0.01。此时也可放宽电流或电压的绝对误差容限,就是重置ABST0L(缺省值1PA).如到lNA,重置VNTOL(缺省值luv),如到100UV。
设置电路初始条件
仿真出现终止的原因还有可能是某一节点出现了最大值或最小值(电压或电流),有时还有振荡,这时就要在易出现问题处观察各个值,根据不同情况加小电感或电容,也可以通过改变仿真的时间步长、加吸收电路。串小电阻,并大电阻,一般需要进行多次尝试
电源小子
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LV4
初级工程师
  • 2008-6-20 18:06:15
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好顶!!!
power118
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副总工程师
  • 2008-6-26 21:51:50
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好东西感谢!
libing
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副总工程师
  • 2008-6-28 14:40:02
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学习了感谢
yj603
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zyl123
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最新回复
  • 2015-1-14 18:55:09
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楼主 你所说的设置参数在哪里啊 我都没找到哎
求楼主不吝赐教
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