上篇文章讲述了在汽车电子设计中正确用Pspice做蒙特卡洛分析的设计要点，本文是它的姊妹篇，将会讲述用Pspice做最差电路分析（WCCA）的设计要点。
同样，本文将就在汽车电子中需要注意的一些细节和事项做个总结，并结合一个实际的设计案例（图1）来把整个过程串联起来。
图1：电池电压测量电路。
在Pspice的WCCA分析中需要调用Pspice中的break器件模型，它们在Pspice中的Breakout.olb元件库中（见图2“Pspice中的break器件模型”）.这和在Cadence/Capture中使用的模型（symbol）不一样，如果不使用带有break参数的器件，是无法实施最差电路分析仿真的。
图2：Pspice中的break器件模型。
以图1为例，即电池电压测量电路。
需要把完整电路加到仿真电路中，如图1中的D1和D2——它们是MCU内部的钳位二极管，用来保护MCU的I/O口。需要注意的是，不是所有的MCU都具备这种内部钳位二极管，需要通过阅读数据手册来确定。
要把电路中的“隐藏通路”部分在电路仿真中体现出来，如图1中R3代表PCB对于信号的“隐藏”接地阻抗。
仿真参数的设置对于正确运行出仿真结果至关重要。图3为最差电路分析的设置界面，本文不准备详细如何去介绍这些设置参数，这超出了本文的写作范围。需要注意两点，第一点是在break器件模型中对于参数的正确输入。在本例中，R1和R2通过分压的方式来获得采样的电池电压，因此此处选用的都是1%精度的电阻。在设置参数的时候需要按照图4设置才能符合实际的工程应用（1%精度的电阻在最差电路分析时用3%来处理，其中考虑了温度变化的影响以及电阻本身的阻值偏差影响）。第二点的是在做最差电路分析的时候，和蒙特卡洛不同的是，它不需要将温度的变化要求设置在里面（如图5），这是因为在break的参数中DEV的设置值已经包含了器件的偏差，这样运行出来的结果才是真正的最差电路分析。
图3：最差电路分析的设置界面。
图4：Pspice中的break器件模型中的DEV设置。
图5：在最差电路分析时不需要把温度的参数设置进去。
对图1做最差电路分析，完整的仿真分析计划如下：
1）VBat_SENSE的电压@12V；
2）VBat_SENSE的电压@26V。
图6：VBat_SENSE的电压@12V的仿真输出。
图7：VBat_SENSE的电压@26V的仿真输出。
从仿真曲线可以看出在26V的输入下，VBat_SENSE的电压在最差情况下没有超过5V，这是可以接受的设计值。
最后对本文中需注意的一些事项做个总结：
1）最差电路分析主要的目的就是分析元件在极限误差下对电路的影响程度。一般而言，元件的极限误差都是考虑了器件的容差以及温度变化对器件影响等因素的，因而所得到的仿真结果更接近真实情况。
2）元件误差受误差影响的情况，一般是以LOT（批次）和DEV（器件）这两个误差系数来描述的（见图3）。LOT误差会使相同模型的元件一起变化，故适用于集成电路（IC）仿真。DEV误差会使用相同模型的元件分别变化，比较适用于分立元件仿真。
3）随机产生器的种子值（Random number seed）可为1到32767间的奇数。由于最差电路分析所分析的是器件极限偏差对电路的影响，因此可以看出在设置其界面（如图3）时是不需要设置种子值的，这点和蒙特卡洛分析的设置有所不同。
本文为《电子技术设计》2019年11月刊杂志文章。
最前沿的电子设计资讯
