【導讀】當打開或關閉 LED 時shi，隨sui著zhe光guang線xian變bian亮liang或huo變bian暗an有you一yi個ge緩huan慢man的de過guo渡du。這zhe種zhong類lei型xing的de瞬shun態tai行xing為wei非fei常chang簡jian單dan，但dan這zhe是shi一yi個ge電dian子zi係xi統tong改gai變bian狀zhuang態tai時shi的de基ji本ben反fan應ying。使shi用yong瞬shun態tai分fen析xi可ke以yi充chong分fen理li解jie時shi域yu中zhong的de信xin號hao轉zhuan換huan，以yi及ji它ta們men與yu重zhong要yao係xi統tong參can數shu的de關guan係xi。

本文要點：

●所有的物理係統在運行動態中都會表現出一些瞬態行為，電子產品也是如此

●瞬態分析技術可以幫助了解不同電氣狀態之間的轉換

●當檢查測量數據或軟件仿真數據時，一些基本的瞬態分析技術可用於了解電氣狀態之間的轉換

當打開或關閉 LED 時shi，隨sui著zhe光guang線xian變bian亮liang或huo變bian暗an有you一yi個ge緩huan慢man的de過guo渡du。這zhe種zhong類lei型xing的de瞬shun態tai行xing為wei非fei常chang簡jian單dan，但dan這zhe是shi一yi個ge電dian子zi係xi統tong改gai變bian狀zhuang態tai時shi的de基ji本ben反fan應ying。使shi用yong瞬shun態tai分fen析xi可ke以yi充chong分fen理li解jie時shi域yu中zhong的de信xin號hao轉zhuan換huan，以yi及ji它ta們men與yu重zhong要yao係xi統tong參can數shu的de關guan係xi。

初次接觸軟件仿真數據的設計師可能認為時域瞬態分析是一個簡單、隻是在圖表上觀察波形的問題。但實際情況是，瞬態分析中需要用到一係列的數學技術和商業軟件應用。

通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)創(chuang)造(zao)性(xing)的(de)方(fang)法(fa)和(he)強(qiang)大(da)的(de)設(she)計(ji)工(gong)具(ju)
，可(ke)以(yi)全(quan)麵(mian)了(le)解(jie)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)瞬(shun)態(tai)行(xing)為(wei)。這(zhe)往(wang)往(wang)不(bu)需(xu)要(yao)手(shou)動(dong)完(wan)成(cheng)大(da)量(liang)計(ji)算(suan)
，直(zhi)接(jie)觀(guan)察(cha)時(shi)域(yu)響(xiang)應(ying)和(he)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)數(shu)學(xue)步(bu)驟(zhou)即(ji)可(ke)獲(huo)得(de)重(zhong)要(yao)的(de)見(jian)解(jie)。

時域瞬態分析技術在時域中運用，全麵展現了不同狀態之間的信號轉換過程。

如何進行時域瞬態分析

shuntaifenxishejiyitaojishu，yongyufenxishiyuzhongdefangzhenshujuhuoshiyanjieguo，tebieshidangsuoyanjiudexitongzailianggezhuangtaizhijianguodushi。julieryan，cishiwomenyouyigeyijingchongdiandao 5V 的 RC 電路：如果源電壓突然變為 7V，在時域中就會出現這兩種狀態的過渡。時域瞬態分析的一些原則方法包括：

穩定性分析：這是對拉普拉斯域分析（Laplace domain analysis）的(de)概(gai)括(kuo)，但(dan)它(ta)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)於(yu)耦(ou)合(he)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)係(xi)統(tong)
，這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)表(biao)現(xian)出(chu)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)瞬(shun)態(tai)行(xing)為(wei)。穩(wen)定(ding)性(xing)分(fen)析(xi)使(shi)用(yong)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)預(yu)測(ce)係(xi)統(tong)在(zai)哪(na)些(xie)條(tiao)件(jian)下(xia)會(hui)有(you)穩(wen)定(ding)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)。

參數提取：這zhe類lei回hui歸gui技ji術shu被bei用yong來lai確que定ding分fen析xi模mo型xing中zhong的de參can數shu。這zhe是shi通tong過guo比bi較jiao模mo型xing預yu測ce和he測ce量liang數shu據ju來lai完wan成cheng的de

，然ran後hou應ying用yong統tong計ji技ji術shu來lai判pan斷duan預yu測ce和he實shi驗yan數shu據ju的de一yi致zhi程cheng度du。

建立經驗模型：zongjiexingshuntaifenxideyizhongfangfashigenjushiyanhuoxianchangqiujieqishujujianlijingyanmoxing。jingyanmoxingfeichangshihekuaisuyucexitongdexingweihuoxunzhaobutongfuzadudemoxingzhijiandeyibanguanxi。zhexiemoxingshenzhiyijingbeinaru IPC 標準。

下圖顯示了當負載吸取一個電流脈衝（例如一個開關數字電路）時，一些典型的LDO 穩壓器輸出電壓的實驗數據。可以通過瞬態分析來研究輸出電壓的下降，從而修改電路以提供更穩定的輸出電壓。

LDO 穩壓器的瞬態響應示例
，顯示了電壓下降和恢複情況

瞬態分析中一些可能的檢查點包括建立穩定時間（或恢複時間）
，yijizheyuwenyaqizhongdegezhongcanshudeguanxi。zaixuduoxitongzhong，shaoshutedingcanshujiangfuzequedingxitongdeshuntaixiangying，dankenengqueshaofenximoxinglaimiaoshuzhezhongguanxi。

參數提取

很hen多duo時shi候hou，我wo們men有you一yi個ge理li論lun的de係xi統tong模mo型xing，需xu要yao從cong測ce量liang數shu據ju中zhong提ti取qu模mo型xing的de參can數shu。有you許xu多duo方fang法fa可ke以yi做zuo到dao這zhe一yi點dian
，取qu決jue於yu模mo型xing的de形xing式shi以yi及ji是shi否fou有you一yi個ge分fen析xi解jie決jue方fang案an。這zhe些xie方fang法fa一yi般ban分fen為wei兩liang個ge方fang麵mian：

回歸：如果描述係統的分析模型是已知的，那麼它可以用於回歸分析
，以確定任何未知的模型參數。

統計比較：有you時shi，係xi統tong的de分fen析xi模mo型xing並bing不bu為wei人ren所suo知zhi，但dan可ke能neng有you一yi個ge數shu字zi模mo型xing

，例li如ru來lai自zi場chang求qiu解jie器qi的de模mo型xing。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，場chang求qiu解jie器qi的de結jie果guo可ke以yi針zhen對dui各ge種zhong係xi統tong參can數shu值zhi產chan生sheng，兩liang個ge數shu據ju集ji可ke以yi進jin行xing統tong計ji比bi較jiao，以yi確que定ding最zui可ke能neng的de係xi統tong參can數shu值zhi。

穩定性分析

lapulasibianhuanhelapulasiyuzhongdehanshujingchangyonglaimiaoshuwulixitongdeshuntaixingwei。wendingxingfenxishejijianlizailapulasiyushangdeyitaogengwanzhengdejishu。zaixianxingshibian (linear time-invariant ，即LTI) 係統中
，包括在耦合係統中，穩定性分析方法產生的結果與拉普拉斯變換求解技術相同。

在線性係統的穩定性分析中，目標是解出以下特征值方程：

用於穩定性分析和瞬態分析的主特征方程

特征值 (λ) 的實部和虛部以複數共軛對的形式出現

，用於表明係統的極點和零點。借此

，我們可以立即知道係統是否有穩定的響應
、在接近穩定狀態時是否會有瞬態振蕩（極限周期），以及係統接近穩定狀態的速度。下表總結了線性係統中各種 λ 值的預期瞬態行為。

對dui於yu非fei線xian性xing係xi統tong來lai說shuo，確que定ding穩wen定ding性xing的de方fang法fa並bing不bu單dan一yi，一yi係xi列lie可ke能neng的de方fang法fa都dou可ke以yi應ying用yong於yu不bu同tong的de係xi統tong。暴bao力li的de時shi域yu仿fang真zhen可ke以yi給gei出chu一yi些xie有you用yong的de結jie果guo，這zhe也ye是shi SPICE 求qiu解jie器qi中zhong用yong於yu非fei線xian性xing電dian路lu的de主zhu要yao方fang法fa。這zhe仍reng然ran是shi一yi個ge活huo躍yue的de研yan究jiu領ling域yu，穩wen定ding性xing方fang法fa往wang往wang需xu要yao針zhen對dui特te定ding的de非fei線xian性xing係xi統tong進jin行xing調tiao整zheng
，以yi獲huo得de實shi用yong的de見jian解jie。

建立經驗模型

這是最普遍的瞬態分析形式，因為它隻是使用線性或非線性回歸將建議的模型方程與實驗數據相匹配。

如果有 MS Excel huoqitadianzibiaogechengxu，jiukeyiweixitongchuangjianyigejingyanmoxing，bingzairenheqitafenxizhongjiayishiyong。yiliudianzidianlufangzhenqikeyizhijiecongshujuzhongjianliyigemoxing，bingcongjieguozhongchuangjianyige SPICE 子電路，然後可以將其納入更大的電路中。電子學的經驗建模需要使用正確的設計和仿真應用，來幫助實現瞬態分析的自動化。

（來源：Cadence楷登PCB及封裝資源中心）

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