在上一篇文章中，我们介绍了主要类型的电压和电流发生器的操作和使用，它们是电子电路设计人员必不可少的工具。在本文中，我们将介绍用途更广、功能更强大的其他类型信号发生器，以结束本部分的回顾。
如果设计人员需要特别复杂的波形或包含设备记录采样的信号，可以使用“PWL文件”。它可以描述任何类型的信号，因为其描述样本存储在文本文件中。要将信号数据导入QSPICE，您需要附加一个文本文件作为PWL函数。PWL文件必须包含表示时间和数值数据对的二维点列表，以逗号分隔，没有标题信息。这种类型的发生器根据文本文件中定义的点之间的直线段绘制信号。一般来说，为了获得更准确的显示结果，建议可以多增加一些用于描述结果的点数。这是因为更多的点可以包含更多的细节，从而提高结果表示的清晰度和质量。数据文件示例如下：
0.01 , 518.37
0.02 , 510.53
0.03 , 514.40
0.04 , 511.22
0.05 , 506.37
0.06 , 504.43
0.07 , 502.53
0.08 , 505.50
0.09 , 507.89
0.10 , 508.81
0.11 , 502.77
0.12 , 511.68
0.13 , 512.51
0.14 , 514.44
0.15 , 513.56
0.16 , 517.69
第一列代表时间，以秒为单位，第二列代表电压值，以伏特为单位。要将文本文件作为PWL函数添加到电压或电流源，您可以在组件中写入以下SPICE代码：
PWL FILE=”samples.txt”
下面的示例(图1)显示了一个特殊传感器记录的地震记录。发生器显示的是真实的地震记录，持续时间约264秒。图中还显示了所使用的电路图，其中包括PWL发生器和一个假负载电阻。信号取自“Signal”节点。包含样本的文本文件是“samples.txt”，其具有以下特征：
它由平均数量的记录组成，并不是一个特别大的文件，这款软件管理得很好。
图1：使用“PWL文件”类型的发生器，可以生成存储在文本文件中的任何信号
通过后续操作(我们将在下一部分中进一步探讨)，可以分析信号的FFT(快速傅里叶变换)，以便探索和研究传感器的性能和响应。例如，图2显示了前面记录的地震信号的FFT，它非常清楚地显示了地震摆动的特征。特别值得注意的是信号的以下特征：
刚刚研究的FFT是根据传感器记录的总持续时间为264秒的图线计算的。图中既包括信号随时间变化的活动信号区间，也包括信号恒定的静态信号区间。检验信号FFT可能性是一项非常重要的操作，我们将在以后的文章中对其进行研究。
图2：地震信号的FFT
那么这种发生器是否也能处理大型数据？下一个示例使用的就是一个更大的PWL文件，其中包含大约4天时间内的环境温度变化趋势。包含样本的文本文件是“Temperatures.txt”，其具有以下特征：
这是一个非常大的文件，测试的目的是观察软件的性能。以下展示了文件前十行的表示形式，其中包含秒数(第一列)和温度(第二列)：
1.000000 , 34.358040
2.000000 , 34.338650
3.000000 , 34.365350
4.000000 , 34.380930
5.000000 , 34.366310
6.000000 , 34.409220
7.000000 , 34.400480
8.000000 , 34.298600
9.000000 , 34.386330
10.000000 , 34.364720
电路图与之前的测试相同。运行仿真并显示“signal”节点上的电压，会生成图3中的图形。虽然发生器将结果显示为电压，但存档中记录的数据实际上是温度测量值。设计人员必须始终考虑到这一事实。正如您所了解的，PWL文件是一种非常强大的工具，可用于仿真各种波形。与预定义波形相比，它们具有多种优势，使其可用于各种应用。PWL文件允许以任意精度定义波形，从而可以仿真无法用预定义波形表示或数学公式描述的真实波形。它们还可用于在时域中仿真和分析音频信号或任何类型的现有信号。
图3：四天内记录的温度图形
QSPICE在3-4秒内就快速、流畅地跑完了仿真。结果和图形立即出现在了电脑显示器上，没有任何延迟。考虑到仿真涉及超过380,000条记录，这个结果令人惊讶不已。管理如此大量的数据并非易事，需要使用复杂的算法来快速响应用户请求。
在电压和电流发生器中，可以实现一些自动数学函数以获得有用的输出波形(参见图4中的相关图形)。下面列出了其中一些功能：
第一个功能的语法如下：
SFFM(Voff Vamp Fcar MDI Fsig)
其中：
第二个功能的语法如下：
GAUSS(Td Amp Sigma [Period])
其中：
第三个功能的语法如下：
CHIRP(AMP T1 FREQ1 T2 FREQ2 […]) [LOG] [XTRAP]
对于T1之前的时间，电压是振幅为AMP、频率为FREQ1的正弦波；对于T1和T2之间的时间，频率在FREQ1和FREQ2之间线性变化。可以给定任意数量的时间频率点。对于最后一点之后的时间，频率就是最后一点的频率。
图4：一些数学函数允许生成特殊波形
在QSPICE课程的这一期中，我们结束了对电压和电流发生器的回顾，其中一些对于设计人员来说非常有用且先进。因此，他们可以拥有强大的工具来生成任何电信号，不太可能找不到正确的解决方案。
这些信号生成方法有助于创建先进的电子电路和优化系统性能。电压和电流发生器是设计人员必不可少的工具，使他们能够生成从简单波形到复杂波形的任何电信号。电压和电流发生器可以根据不同的标准进行分类，例如生成的信号类型、波形和最终结果的精度。有很多电路通常需要特定的输入信号，这些信号只能使用合适的电压和电流源来生成。
(原文刊登于EDN姊妹网站Power Electronics News，参考链接：QSPICE: The Various Types of Power Sources (Part 5)，由Ricardo Xie编译。)
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