電路仿真的資料

電路仿真的資料第1頁/共52頁Protel2004提供的仿真元器件仿真元器件庫MiscellaneousDevices.IntLib仿真專用函數(shù)組件庫SimulationSpecialFunction.IntLib仿真信號源組件庫SimulationSources.IntLib仿真數(shù)學函數(shù)組件庫SimulationMathFounction.IntLib信號仿真?zhèn)鬏斁€組件庫SimulationTransmissionLine.IntLib中文名稱

英文名稱6.1仿真元器件庫第2頁/共52頁常用仿真元器件庫電阻電容電感振蕩器晶體管二極管電池熔斷器6.1仿真元器件庫6.1.1常用仿真元器件庫第3頁/共52頁仿真信號源組件庫3.周期脈沖源4.分段線性源2.正弦仿真源5.指數(shù)激勵源6.單頻調(diào)頻源1.直流源ISRCVSRCVSINISINVPULSEIPULSEIPWLVPWLIEXPVEXPVSFFMISFFM6.1.2仿真信號源組件庫6.1仿真元器件庫第4頁/共52頁仿真信號源組件庫還包含線性受控源和非線性受控源。HSRCGSRCFSRCESRC線性受控源線性電流控制電壓源線性電流控制電流源線性電流控制電流源線性電壓控制電壓源6.1仿真元器件庫第5頁/共52頁非線性受控源BVSRCBISRC非線性受控電壓源非線性受控電流源非線性電壓或電流源，有時被稱為方程定義源。電壓或電流波形可描述為：V=表達式或I=表達式6.1仿真元器件庫第6頁/共52頁

SimulationSpecialFunction.IntLib庫中的組件是一些專門為信號仿真而設計的函數(shù)組件庫，該組件庫提供了常用的運算函數(shù)，比如增益、加、減、乘、除、求和、壓控振蕩源等專用的組件。6.1.3仿真專用函數(shù)組件庫6.1仿真元器件庫第7頁/共52頁

SimulationMathFunction.IntLib組件庫中主要是一些仿真數(shù)學函數(shù)組件，比如求正弦、余弦、絕對值、反正弦、反余弦、開方等數(shù)學計算的函數(shù)，使用這些函數(shù)可以對仿真電路中的信號進行數(shù)學計算，從而獲得自己需要的仿真信號。

6.1.4仿真數(shù)學函數(shù)組件庫6.1仿真元器件庫第8頁/共52頁信號仿真?zhèn)鬏斁€組件庫LLTRALTRAURC無損耗傳輸線有損耗傳輸線均勻分布傳輸線6.1.5信號仿真?zhèn)鬏斁€組件庫6.1仿真元器件庫第9頁/共52頁為沒有定義仿真屬性的元器件添加仿真屬性：①雙擊元器件打開如圖對話框②單擊選擇仿真類型完成6.1.6元器件仿真屬性編輯6.1仿真元器件庫第10頁/共52頁執(zhí)行選單命令View\Toolbars\Utilities，就可以顯示實用工具欄，單擊實用工具欄中的按鈕，即可顯示如圖6.13所示的仿真源工具命令。在仿真設計時，可以直接從該工具命令中選取組件添加到原理圖中。

6.1.7仿真源工具6.1仿真元器件庫第11頁/共52頁6.2.1節(jié)點電壓(NS)設置

該設置使指定的節(jié)點固定在所給定的電壓下，仿真器按這些節(jié)點電壓求得直流或瞬態(tài)的初始解。節(jié)點電壓可以在“元件屬性”對話框中設置。對元件仿真屬性進行編輯

接著對仿真模式參數(shù)設置6.2仿真設置第12頁/共52頁6.2.1節(jié)點電壓(NS)設置

該設置使指定的節(jié)點固定在所給定的電壓下，仿真器按這些節(jié)點電壓求得直流或瞬態(tài)的初始解。節(jié)點電壓可以在“元件屬性”對話框中設置

在ModelKind下拉列表中選中InitialCondition選項，然后在ModelSub-Kind列表框中選擇InitialNodeVoltageGuess選項，然后進入Parameters標簽頁設置其初始值。6.2仿真設置第13頁/共52頁該設置是用來設置瞬態(tài)分析初始條件的，IC僅用于設置偏置點的初始條件，它不影響DC掃描。仿真元件的初始條件設置操作如下：打開對話框打開對話框6.2仿真設置6.2.2初始條件(IC)設置第14頁/共52頁該設置是用來設置瞬態(tài)分析初始條件的，IC僅用于設置偏置點的初始條件，它不影響DC掃描。仿真元件的初始條件設置操作如下：在ModelKind下拉列表中選中InitialCondition選項，然后在ModelSub-Kind列表框中選擇SetInitialCondition選項，然后進入Parameters標簽頁設置其初始值。6.2仿真設置6.2.2初始條件(IC)設置第15頁/共52頁庫SimulationSources.IntLib中提供了兩個特別的初始狀態(tài)定義符

(1).NS即NODESET(2).IC即InitialCondition(初始條件)

這兩個特別的符號可以用來設置電路仿真的節(jié)點電壓和初始條件。6.2仿真設置第16頁/共52頁初始狀態(tài)

設置的3種途徑

“.IC”設置“.NS”設置

定義元器件屬性如有這三種或兩種共存時，在分析中優(yōu)先考慮的次序是：定義元器件屬性、“.IC”設置、“.NS”設置。如果“.NS”和“.IC”共存時，則“.IC”設置將取代“.NS”設置。6.2仿真設置第17頁/共52頁

1．進入Analysis(分析)主選單AnalysisSetup執(zhí)行Design\Simulate\MixedSim命令

選擇顯示可分析的信號顯示激活的信號6.2.3仿真器的設置6.2仿真設置第18頁/共52頁2．TransientAnalysis(瞬態(tài)特性分析)

激活

Transient/FourierAnalysis選項，在如圖所示的“瞬態(tài)分析/傅里葉分析參數(shù)設置”對話框進行設置。瞬態(tài)分析通常從時間零開始。

StepTime(步長)通常是用在瞬態(tài)分析中的時間增量。6.2仿真設置第19頁/共52頁3．FourierAnalysis(傅里葉分析)若PERIOD是基頻的周期，則PERIOD=1/FREQ，就是說，瞬態(tài)分析至少要持續(xù)1/FREQ(s)。若要進行傅里葉分析，必須選中Transient/FourierAnalysis選項。在此設置參數(shù)。進行傅里葉分析設置傅里葉分析的基頻設置所需的諧波數(shù)6.2仿真設置第20頁/共52頁4．DCSweepAnalysis(直流掃描分析)

激活DCSweepAnalysis選項，可得如圖6.17所示的“直流分析參數(shù)設置”對話框。定義了電路中的主電源選中可以使用從電源6.2仿真設置第21頁/共52頁

5．ACSmallSignalAnalysis(交流小信號分析)

ACSmallSignalAnalysis(交流小信號分析)將交流輸出變量作為頻率的函數(shù)計算出來。設置交流小信號分析的參數(shù)，可以通過激活ACSmallSignalAnalysis選項，打開“交流小信號分析參數(shù)設置”對話框。

6.2仿真設置第22頁/共52頁掃描類型共有三種選擇：

(1)Linear定義掃描中線性遞增的測試點數(shù)。

(2)Decade定義掃描中以10的倍數(shù)遞增的測試點數(shù)。

(3)Octave定義掃描中以8的倍數(shù)遞增的測試點數(shù)。6.2仿真設置第23頁/共52頁6．NoiseAnalysis(噪聲分析)

設置噪聲分析的參數(shù)，可激活NoiseAnalysis選項，打開如圖所示的“噪聲分析設置”對話框來操作。

起始頻率噪聲源中止頻率掃描類型測試點數(shù)輸出點數(shù)參考點數(shù)可設的參數(shù)6.2仿真設置第24頁/共52頁7．TransferFunctionAnalysis(傳遞函數(shù)分析)

激活TransferFunctionAnalysis選項，打開如圖所示的“傳遞函數(shù)分析”對話框。

定義了參考的輸入源設置了參考源的節(jié)點6.2仿真設置第25頁/共52頁8．TemperatureSweep(溫度掃描)分析通過激活TemperatureSweep選項，打開如圖所示的“溫度掃描分析”對話框。定義了掃描溫度的范圍定義了溫度掃描的步幅6.2仿真設置第26頁/共52頁9．ParameterSweep(參數(shù)掃描)分析

通過激活ParameterSweep選項，可打開如圖所示的“參數(shù)掃描分析”對話框。6.2仿真設置第27頁/共52頁在SweepVariable(參數(shù)域)中輸入?yún)?shù)，該參數(shù)可以是一個單獨的標識符，如R1；也可以是帶有元件參數(shù)的標識符，如R1[resistance]，可以直接從下拉列表中選擇。

StartValue和StopValue定義了掃描的范圍，StepValue定義了掃描的步幅。6.2仿真設置第28頁/共52頁10．MonteCarloAnalysis(蒙特卡羅分析)

MonteCarloAnalysis(蒙特卡羅分析)是使用隨機數(shù)發(fā)生器按元器件值的概率分布來選擇元器件，然后對電路進行模擬分析。激活MonteCarloAnalysis選項打開如圖6.23所示的“蒙特卡羅分析參數(shù)設置”對話框

6.2仿真設置第29頁/共52頁元器件的Distribution(分布規(guī)律)有：

(1)Uniform平直分布，元器件值在定義的容差范圍內(nèi)統(tǒng)一分布。

(2)Gaussian高斯曲線分布，元器件值的定義中心值加上容差±3，在該范圍里呈高斯分布。

(3)WorstCase與Uniform類似，但只使用該范圍的結束點。

6.2仿真設置第30頁/共52頁對電路圖進行仿真分析，應使其包含以下的必要信息：①所有的元器件和部件須引用適當?shù)姆抡娼M件模型②必須放置和連接可靠的激勵信號源，以便仿真過程中驅(qū)動整個電路

③在需要繪制仿真數(shù)據(jù)的節(jié)點處必須添加網(wǎng)絡標號④如果必要的話，必須定義電路的仿真初始條件

6.2仿真設置第31頁/共52頁6.3.1對電路圖進行仿真分析的方法與步驟

調(diào)用元器件庫選擇仿真用原理圖元器件放置元器件連接線路添加激勵源和網(wǎng)絡標號實施仿真6.3運行電路仿真第32頁/共52頁6.3運行電路仿真6.3.1對電路圖進行仿真分析的方法與步驟

采用Protel2004進行混合信號仿真的設計流程如圖所示。第33頁/共52頁設計仿真原理圖時，一定要先加載仿真元器件庫，仿真元器件庫存放路徑為Altium\Library\Simulation，仿真元器件庫如圖所示。6.3運行電路仿真第34頁/共52頁在此實例中，采用如圖所示簡易整流穩(wěn)壓電路。

1．模擬電路仿真實例：簡易整流穩(wěn)壓電路的仿真分析

(1)設計仿真原理圖文件6.3.2電路仿真舉例6.3運行電路仿真第35頁/共52頁雙擊電路中的Vin組件

按下單擊設置參數(shù)6.3運行電路仿真第36頁/共52頁

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框。6.3運行電路仿真第37頁/共52頁

(3)設置完以后，單擊按鈕開始仿真系統(tǒng)彈出一個運行仿真的消息框Message

。

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框。6.3運行電路仿真第38頁/共52頁

(3)設置完以后，單擊按鈕開始仿真系統(tǒng)彈出一個運行仿真的消息框Message

。

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框。仿真完成后，仿真器輸出*.sdf文件，顯示仿真分析波形，瞬態(tài)分析波形如圖所示。

單擊顯示直流工作點分析結果6.3運行電路仿真第39頁/共52頁

(4)在仿真的過程中，系統(tǒng)會同時創(chuàng)建SPICE網(wǎng)絡表。仿真分析后，仿真器就生成一個后綴為“.nsx”的文件，“.nsx”文件為原理圖的SPICE模式表示。如圖所示。

(5)設計者通過仿真結果完善原理圖設計。

6.3運行電路仿真第40頁/共52頁

2．數(shù)字電路仿真實例：雙穩(wěn)態(tài)電路仿真分析

(1)繪制原理圖，繪制好的雙穩(wěn)態(tài)電路如圖所示。6.3運行電路仿真第41頁/共52頁

2．數(shù)字電路仿真實例：雙穩(wěn)態(tài)電路仿真分析

(1)繪制原理圖，繪制好的雙穩(wěn)態(tài)電路如圖所示。雙擊電路中的V3元器件，會彈出“組件屬性設置”對話框。單擊設置6.3運行電路仿真第42頁/共52頁

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框，如圖所示。

6.3運行電路仿真第43頁/共52頁

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框，如圖所示。

(3)設置完以后，單擊按鈕開始仿真，系統(tǒng)會彈出一個運行仿真的消息框Message，如圖所示。6.3運行電路仿真第44頁/共52頁

(2)執(zhí)行選單命令Design\Simulate\MixedSim，彈出AnalysesSetup對話框，如圖所示。

(3)設置完以后，單擊按鈕開始仿真，系統(tǒng)會彈出一個運行仿真的消息框Message，如圖所示。當仿真完成后，仿真器輸出*.sdf文件，顯示如圖所示的瞬態(tài)分析波形。

6.3運行電路仿真第45頁/共52頁

(4)在仿真的過程中，系統(tǒng)會同時創(chuàng)建SPICE網(wǎng)絡表。仿真分析后，仿真器就生成一個后綴為“

.nsx”

的文件，“

.nsx”

文件為原理圖的SPICE模式表示。如圖所示。

(5)設計者通過仿真結果完善原理圖設計。

6.3運行電路仿真第46頁/共52頁

3．數(shù)字/模擬電路混合仿真