电路仿真的资料

电路仿真的资料第1页/共52页Protel2004提供的仿真元器件仿真元器件库MiscellaneousDevices.IntLib仿真专用函数组件库SimulationSpecialFunction.IntLib仿真信号源组件库SimulationSources.IntLib仿真数学函数组件库SimulationMathFounction.IntLib信号仿真传输线组件库SimulationTransmissionLine.IntLib中文名称

英文名称6.1仿真元器件库第2页/共52页常用仿真元器件库电阻电容电感振荡器晶体管二极管电池熔断器6.1仿真元器件库6.1.1常用仿真元器件库第3页/共52页仿真信号源组件库3.周期脉冲源4.分段线性源2.正弦仿真源5.指数激励源6.单频调频源1.直流源ISRCVSRCVSINISINVPULSEIPULSEIPWLVPWLIEXPVEXPVSFFMISFFM6.1.2仿真信号源组件库6.1仿真元器件库第4页/共52页仿真信号源组件库还包含线性受控源和非线性受控源。HSRCGSRCFSRCESRC线性受控源线性电流控制电压源线性电流控制电流源线性电流控制电流源线性电压控制电压源6.1仿真元器件库第5页/共52页非线性受控源BVSRCBISRC非线性受控电压源非线性受控电流源非线性电压或电流源，有时被称为方程定义源。电压或电流波形可描述为：V=表达式或I=表达式6.1仿真元器件库第6页/共52页

SimulationSpecialFunction.IntLib库中的组件是一些专门为信号仿真而设计的函数组件库，该组件库提供了常用的运算函数，比如增益、加、减、乘、除、求和、压控振荡源等专用的组件。6.1.3仿真专用函数组件库6.1仿真元器件库第7页/共52页

SimulationMathFunction.IntLib组件库中主要是一些仿真数学函数组件，比如求正弦、余弦、绝对值、反正弦、反余弦、开方等数学计算的函数，使用这些函数可以对仿真电路中的信号进行数学计算，从而获得自己需要的仿真信号。

6.1.4仿真数学函数组件库6.1仿真元器件库第8页/共52页信号仿真传输线组件库LLTRALTRAURC无损耗传输线有损耗传输线均匀分布传输线6.1.5信号仿真传输线组件库6.1仿真元器件库第9页/共52页为没有定义仿真属性的元器件添加仿真属性：①双击元器件打开如图对话框②单击选择仿真类型完成6.1.6元器件仿真属性编辑6.1仿真元器件库第10页/共52页执行选单命令View\Toolbars\Utilities，就可以显示实用工具栏，单击实用工具栏中的按钮，即可显示如图6.13所示的仿真源工具命令。在仿真设计时，可以直接从该工具命令中选取组件添加到原理图中。

6.1.7仿真源工具6.1仿真元器件库第11页/共52页6.2.1节点电压(NS)设置

该设置使指定的节点固定在所给定的电压下，仿真器按这些节点电压求得直流或瞬态的初始解。节点电压可以在“元件属性”对话框中设置。对元件仿真属性进行编辑

接着对仿真模式参数设置6.2仿真设置第12页/共52页6.2.1节点电压(NS)设置

该设置使指定的节点固定在所给定的电压下，仿真器按这些节点电压求得直流或瞬态的初始解。节点电压可以在“元件属性”对话框中设置

在ModelKind下拉列表中选中InitialCondition选项，然后在ModelSub-Kind列表框中选择InitialNodeVoltageGuess选项，然后进入Parameters标签页设置其初始值。6.2仿真设置第13页/共52页该设置是用来设置瞬态分析初始条件的，IC仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响DC扫描。仿真元件的初始条件设置操作如下：打开对话框打开对话框6.2仿真设置6.2.2初始条件(IC)设置第14页/共52页该设置是用来设置瞬态分析初始条件的，IC仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响DC扫描。仿真元件的初始条件设置操作如下：在ModelKind下拉列表中选中InitialCondition选项，然后在ModelSub-Kind列表框中选择SetInitialCondition选项，然后进入Parameters标签页设置其初始值。6.2仿真设置6.2.2初始条件(IC)设置第15页/共52页库SimulationSources.IntLib中提供了两个特别的初始状态定义符

(1).NS即NODESET(2).IC即InitialCondition(初始条件)

这两个特别的符号可以用来设置电路仿真的节点电压和初始条件。6.2仿真设置第16页/共52页初始状态

设置的3种途径

“.IC”设置“.NS”设置

定义元器件属性如有这三种或两种共存时，在分析中优先考虑的次序是：定义元器件属性、“.IC”设置、“.NS”设置。如果“.NS”和“.IC”共存时，则“.IC”设置将取代“.NS”设置。6.2仿真设置第17页/共52页

1．进入Analysis(分析)主选单AnalysisSetup执行Design\Simulate\MixedSim命令

选择显示可分析的信号显示激活的信号6.2.3仿真器的设置6.2仿真设置第18页/共52页2．TransientAnalysis(瞬态特性分析)

激活

Transient/FourierAnalysis选项，在如图所示的“瞬态分析/傅里叶分析参数设置”对话框进行设置。瞬态分析通常从时间零开始。

StepTime(步长)通常是用在瞬态分析中的时间增量。6.2仿真设置第19页/共52页3．FourierAnalysis(傅里叶分析)若PERIOD是基频的周期，则PERIOD=1/FREQ，就是说，瞬态分析至少要持续1/FREQ(s)。若要进行傅里叶分析，必须选中Transient/FourierAnalysis选项。在此设置参数。进行傅里叶分析设置傅里叶分析的基频设置所需的谐波数6.2仿真设置第20页/共52页4．DCSweepAnalysis(直流扫描分析)

激活DCSweepAnalysis选项，可得如图6.17所示的“直流分析参数设置”对话框。定义了电路中的主电源选中可以使用从电源6.2仿真设置第21页/共52页

5．ACSmallSignalAnalysis(交流小信号分析)

ACSmallSignalAnalysis(交流小信号分析)将交流输出变量作为频率的函数计算出来。设置交流小信号分析的参数，可以通过激活ACSmallSignalAnalysis选项，打开“交流小信号分析参数设置”对话框。

6.2仿真设置第22页/共52页扫描类型共有三种选择：

(1)Linear定义扫描中线性递增的测试点数。

(2)Decade定义扫描中以10的倍数递增的测试点数。

(3)Octave定义扫描中以8的倍数递增的测试点数。6.2仿真设置第23页/共52页6．NoiseAnalysis(噪声分析)

设置噪声分析的参数，可激活NoiseAnalysis选项，打开如图所示的“噪声分析设置”对话框来操作。

起始频率噪声源中止频率扫描类型测试点数输出点数参考点数可设的参数6.2仿真设置第24页/共52页7．TransferFunctionAnalysis(传递函数分析)

激活TransferFunctionAnalysis选项，打开如图所示的“传递函数分析”对话框。

定义了参考的输入源设置了参考源的节点6.2仿真设置第25页/共52页8．TemperatureSweep(温度扫描)分析通过激活TemperatureSweep选项，打开如图所示的“温度扫描分析”对话框。定义了扫描温度的范围定义了温度扫描的步幅6.2仿真设置第26页/共52页9．ParameterSweep(参数扫描)分析

通过激活ParameterSweep选项，可打开如图所示的“参数扫描分析”对话框。6.2仿真设置第27页/共52页在SweepVariable(参数域)中输入参数，该参数可以是一个单独的标识符，如R1；也可以是带有元件参数的标识符，如R1[resistance]，可以直接从下拉列表中选择。

StartValue和StopValue定义了扫描的范围，StepValue定义了扫描的步幅。6.2仿真设置第28页/共52页10．MonteCarloAnalysis(蒙特卡罗分析)

MonteCarloAnalysis(蒙特卡罗分析)是使用随机数发生器按元器件值的概率分布来选择元器件，然后对电路进行模拟分析。激活MonteCarloAnalysis选项打开如图6.23所示的“蒙特卡罗分析参数设置”对话框

6.2仿真设置第29页/共52页元器件的Distribution(分布规律)有：

(1)Uniform平直分布，元器件值在定义的容差范围内统一分布。

(2)Gaussian高斯曲线分布，元器件值的定义中心值加上容差±3，在该范围里呈高斯分布。

(3)WorstCase与Uniform类似，但只使用该范围的结束点。

6.2仿真设置第30页/共52页对电路图进行仿真分析，应使其包含以下的必要信息：①所有的元器件和部件须引用适当的仿真组件模型②必须放置和连接可靠的激励信号源，以便仿真过程中驱动整个电路

③在需要绘制仿真数据的节点处必须添加网络标号④如果必要的话，必须定义电路的仿真初始条件

6.2仿真设置第31页/共52页6.3.1对电路图进行仿真分析的方法与步骤

调用元器件库选择仿真用原理图元器件放置元器件连接线路添加激励源和网络标号实施仿真6.3运行电路仿真第32页/共52页6.3运行电路仿真6.3.1对电路图进行仿真分析的方法与步骤

采用Protel2004进行混合信号仿真的设计流程如图所示。第33页/共52页设计仿真原理图时，一定要先加载仿真元器件库，仿真元器件库存放路径为Altium\Library\Simulation，仿真元器件库如图所示。6.3运行电路仿真第34页/共52页在此实例中，采用如图所示简易整流稳压电路。

1．模拟电路仿真实例：简易整流稳压电路的仿真分析

(1)设计仿真原理图文件6.3.2电路仿真举例6.3运行电路仿真第35页/共52页双击电路中的Vin组件

按下单击设置参数6.3运行电路仿真第36页/共52页

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框。6.3运行电路仿真第37页/共52页

(3)设置完以后，单击按钮开始仿真系统弹出一个运行仿真的消息框Message

。

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框。6.3运行电路仿真第38页/共52页

(3)设置完以后，单击按钮开始仿真系统弹出一个运行仿真的消息框Message

。

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框。仿真完成后，仿真器输出*.sdf文件，显示仿真分析波形，瞬态分析波形如图所示。

单击显示直流工作点分析结果6.3运行电路仿真第39页/共52页

(4)在仿真的过程中，系统会同时创建SPICE网络表。仿真分析后，仿真器就生成一个后缀为“.nsx”的文件，“.nsx”文件为原理图的SPICE模式表示。如图所示。

(5)设计者通过仿真结果完善原理图设计。

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2．数字电路仿真实例：双稳态电路仿真分析

(1)绘制原理图，绘制好的双稳态电路如图所示。6.3运行电路仿真第41页/共52页

2．数字电路仿真实例：双稳态电路仿真分析

(1)绘制原理图，绘制好的双稳态电路如图所示。双击电路中的V3元器件，会弹出“组件属性设置”对话框。单击设置6.3运行电路仿真第42页/共52页

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框，如图所示。

6.3运行电路仿真第43页/共52页

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框，如图所示。

(3)设置完以后，单击按钮开始仿真，系统会弹出一个运行仿真的消息框Message，如图所示。6.3运行电路仿真第44页/共52页

(2)执行选单命令Design\Simulate\MixedSim，弹出AnalysesSetup对话框，如图所示。

(3)设置完以后，单击按钮开始仿真，系统会弹出一个运行仿真的消息框Message，如图所示。当仿真完成后，仿真器输出*.sdf文件，显示如图所示的瞬态分析波形。

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(4)在仿真的过程中，系统会同时创建SPICE网络表。仿真分析后，仿真器就生成一个后缀为“

.nsx”

的文件，“

.nsx”

文件为原理图的SPICE模式表示。如图所示。

(5)设计者通过仿真结果完善原理图设计。

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3．数字/模拟电路混合仿真