《電子線路CAD與實(shí)訓(xùn)(第2版)》項目十一-單管放大電路的仿真

電子線路CAD項目十一單管放大電路的仿真

項目基本技能

1．繪制仿真原理圖（1）建立工程項目和原理圖，并保存在指定文件夾下（2）在圖11－1所示單管放大電路中，電阻、電容、三極管位于MiscellaneousDevices.IntLib庫；直流電壓源和正弦波電壓源位于SimulationSources.IntLib庫，載入這兩個元件庫。繪制仿真原理圖(3)放置需要的元件，并設(shè)定仿真參數(shù)，其中直流電壓源設(shè)為12V，正弦波電壓源的頻率【Frequency】設(shè)為1kHz，振幅【Amplitude】為0.1V，如圖11－2所示。

（4）繪制原理圖，其繪制方法與繪制普通電路原理圖的方法相同。圖11－2正弦波電壓源參數(shù)設(shè)置

(1)在三極管的基極、發(fā)射極和集電極分別放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽vb、ve、vc，用來測試這幾個點(diǎn)的仿真數(shù)據(jù)，如圖11－3所示。注意網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號一定要放在元件的管腳外端點(diǎn)或?qū)Ь€上，否則在【分析設(shè)定】對話框的【可用信號】列表框內(nèi)將不顯示。

圖11－3放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽

2．放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽并啟動仿真器(2)選擇菜單【設(shè)計】→【仿真】→【MixedSim】，如圖11－4所示，將彈出【分析設(shè)定】對話框，啟動仿真器。

圖11－4啟動仿真器放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽并啟動仿真器(1)在【分析設(shè)定】對話框中，選中【OperatingPointAnalysis】靜態(tài)工作點(diǎn)仿真方式，其參數(shù)使用默認(rèn)值，同時把【可用信號】列表框內(nèi)的vb、vc、ve添加到【活動信號】列表框內(nèi)，如圖11－5所示11－5添加活動信號

3．進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)分析仿真參數(shù)設(shè)置(2)設(shè)置完成后，單擊【確定】按鈕，運(yùn)行仿真器，仿真結(jié)果如圖11－6所示。

進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)分析仿真參數(shù)設(shè)置圖11－6靜態(tài)工作點(diǎn)分析結(jié)果

(1)在【分析設(shè)定】對話框中，選中【Transient/FourierAnalysis】瞬態(tài)分析/傅里葉分析仿真方式，瞬態(tài)分析的仿真參數(shù)設(shè)置采用默認(rèn)設(shè)置，運(yùn)行仿真器，仿真結(jié)果如圖11－7所示。

4．進(jìn)行瞬態(tài)分析仿真參數(shù)設(shè)置圖11－7單管放大電路瞬態(tài)分析結(jié)果5．根據(jù)仿真結(jié)果對電路原理圖進(jìn)行改進(jìn)項目基本技能

知識點(diǎn)一電子線路仿真的基本概念一、電子線路仿真的基本概念

電路仿真是以電路分析理論為基礎(chǔ)，通過建立元件數(shù)學(xué)模型，借助數(shù)值計算方法在計算機(jī)上對電路性能指標(biāo)進(jìn)行分析運(yùn)算，然后以文字、表格及圖形等方式在屏幕上顯示出來。不需要實(shí)際的元件和儀器儀表設(shè)備，電路設(shè)計者就可以用電路仿真軟件對電路性能進(jìn)行分析和校驗(yàn)。二、仿真的操作步驟

(1)建立原理圖文件?？梢栽诠こ添椖恐薪⒃韴D文件，也可以建立自由的原理圖文件。(2)裝入所需的元件庫。元件庫中擬使用的元件要包含仿真信息，即該元件具有Simulation屬性。(3)在電路圖上放置元件，并設(shè)置元件的仿真參數(shù)。(4)繪制仿真電路原理圖。其繪制方法與繪制普通電路原理圖的方法相同。(5)放置仿真激勵源。仿真激勵源包括信號源（如正弦波、脈沖波）與直流穩(wěn)壓電源，在仿真電路中，必須包含有激勵源。激勵源就如同一個特殊的元件，放置后還要設(shè)置激勵源的仿真參數(shù)，如直流電源電壓大小，正弦交流信號的幅值、頻率及相位等。仿真的操作步驟

(6)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽。在需要觀察信號波形的電路節(jié)點(diǎn)處放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，以便觀察指定節(jié)點(diǎn)的電壓波形。(7)啟動仿真器。打開仿真參數(shù)設(shè)置對話框即啟動仿真器。(8)選擇仿真方式并設(shè)置仿真參數(shù)。根據(jù)仿真電路的特征與性質(zhì)，選擇仿真方式，除工作點(diǎn)分析不需要設(shè)置仿真參數(shù)外，其它仿真方式都需要設(shè)置仿真參數(shù)。(9)運(yùn)行電路仿真，獲得仿真結(jié)果。(10) 根據(jù)仿真結(jié)果對電路原理圖進(jìn)行改進(jìn)。知識點(diǎn)二設(shè)置仿真元件一、加載仿真激勵源庫

仿真激勵源庫有4個，位于Altium2004\Library\Simulation目錄下，它們分別是數(shù)學(xué)函數(shù)模塊元件庫SimulationMathFunction.IntLib、激勵源元件庫SimulationSources.IntLib、特殊功能模塊元件庫SimulationSpecialFunction.IntLib和傳輸線元件庫SimulationTransmissionLine.IntLib。加載仿真激勵源庫的方法和加載其它元件庫的方法相同。

二、添加仿真元件

加載仿真激勵源庫的方法和加載其它元件庫的方法相同。繪制仿真電路圖和繪制原理圖的方法相同，只是仿真電路圖中的元件必須采用具有仿真模型的元件，即在元件屬性對話框中，其模型類型欄下存在【Simulation】項。

要設(shè)置仿真元件的仿真參數(shù)（以電容為例），可以雙擊模型類型欄的【Simulation】項，或選中【Simulation】項，單擊其下面的【編輯】按鈕，彈出仿真模型對話框。

選中參數(shù)標(biāo)簽欄【參數(shù)】，彈出參數(shù)設(shè)置窗口，【Value】用于設(shè)置電容值的大小，【InitialVoltage】用于設(shè)置仿真初始時刻電容兩端的電壓值，默認(rèn)值為0V。仿真激勵源屬性及其設(shè)置

知識點(diǎn)三設(shè)置仿真激勵源參數(shù)

直流電源直流電源有兩種，即直流電壓源（VSRC、VSRC2）和直流電流源（ISRC）。在直流電源的仿真參數(shù)設(shè)置對話框中，【Value】項用于設(shè)置直流電源輸出電壓或電流的大??；【ACMagnitude】項用于設(shè)置交流信號的幅值；【ACPhase】項用于設(shè)置進(jìn)行交流小信號分析時輸入電壓或電流的相位，單位為“度”。仿真激勵源屬性及其設(shè)置

正弦波交流電源正弦波交流電源有兩種，即正弦波交流電壓源和正弦波交流電流源，都位于SimulationSources.IntLib元件庫中。在正弦波交流電源的仿真參數(shù)設(shè)置對話框中，【DCMagnitude】項用于設(shè)置直流幅值；【ACMagnitude】項和【ACPhase】項用于設(shè)置交流幅值和交流相位；【Offset】項用于設(shè)置直流偏移量；【Amplitude】項用于設(shè)置正弦波電壓或電流的峰值；【Frequency】項用于設(shè)置正弦波電源的頻率；【Delay】項用于設(shè)置信號延遲；【DampingFactor】項用于設(shè)置衰減因子；【Phase】項用于設(shè)置正弦波的初始相位。仿真激勵源屬性及其設(shè)置

周期脈沖電源周期脈沖電源常用于獲得矩形波或方波。周期脈沖電源有兩種，即周期脈沖電壓源和周期脈沖電流源

。在周期脈沖電源的仿真參數(shù)設(shè)置對話框中，【DCMagnitude】項、【ACMagnitude】項、【ACPhase】項的設(shè)置含義與正弦波交流電源相同；InitialValue】項用于設(shè)置仿真初始時電源電壓值或電流值的大??；【PulsedValue】項用于設(shè)置電源電壓或電流的幅值；【TimeDelay】項用于設(shè)置電源從初值變化到脈沖值的延遲時間；【RiseTime】項用于設(shè)置電壓或電流脈沖的上升時間；【FallTime】項用于設(shè)置電壓或電流脈沖的下降時間；【PulseWidth】項用于設(shè)置脈沖寬度；【Period】項用于設(shè)置脈沖周期，單位為“秒”；【Phase】項用于設(shè)置正弦波的初始相位。

知識點(diǎn)四電路仿真類型和參數(shù)設(shè)置

一、仿真類型和參數(shù)設(shè)置

當(dāng)仿真的準(zhǔn)備工作完成之后，可啟動仿真器進(jìn)行電路仿真，單擊【設(shè)計】→【仿真】→MixedSim命令，將彈出【分析設(shè)定】對話框，仿真器啟動，如圖11－19所示。

圖11－19設(shè)置仿真分析

ProtelDXP提供了十種仿真分析方式：【OperatingPointAnalysis】：工作點(diǎn)分析【Transient/FourierAnalysis】：瞬態(tài)分析/傅立葉分析【DCSweepAnalysis】：直流掃描分析【ACSmallSignalAnalysis】：交流小信號分析【NoiseAnalysis】：噪聲分析【Pole_ZeroAnalysis】：零極點(diǎn)分析【TransferFunctionAnalysis】：傳遞函數(shù)分析【TemperatureSweepAnalysis】：溫度掃描分析【ParameterSweepAnalysis】：參數(shù)掃描分析【MonteCarloAnalysis】：蒙特卡羅分析選中各選項后的復(fù)選框，即表示將運(yùn)行該仿真方式。仿真類型二、各仿真類型的工作參數(shù)設(shè)置1．靜態(tài)工作點(diǎn)分析參數(shù)設(shè)置(OperatingPointAna