电路原理图的仿真分析.ppt

任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 任务七 电路原理图的 仿真分析 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 知识点 了解SIM仿真库及常用仿真激励源 了解仿真的分类及仿真电路必须具备的 条件 掌握电路仿真分析方法 技能点 运用Protel 99 SE 的仿真功能对模拟、 数字、模数混合电路进行电路性能仿真 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 一、知识链接 1、电路仿真的概念:模仿真实的电路。 目的： v对所设计的电路性能进行预计、判断和校验； v在特定环境下对电路功能、性能指标进行测试 ，以验证电路功能是否正常，各项性能指标是否 达到设计要求。 2、传统的电路仿真： 方法：面包板（万能板）导线元件+测量 仪器 缺点：工作量大、研发周期长，仪器仪表多 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 3、现代电路仿真 方法：以电路分析理论为基础，通过建立元器件的 数学模型，借助数值计算方法，在计算机上对电路功 能、性能指标进行分析计算，然后以文字、表格、图 形等方式在屏幕上显示出电路的有关性能指标。 目前常用仿真软件： vMultisim 、Pspice 、EWB vOrCAD、Protel 99SE软件内嵌的电路仿真测试 以Power Supply.ddb为例，进行电路仿真 分析。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 Power Supply.sch原理图 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 Power Supply.sdf仿真波形图 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 二、任务目标: 1、对差动放大电路Differential Amplifier.ddb 进行以下仿真分析：静态工作点分析、瞬态/ 傅里叶分析、交流小流信号分析（频率响应） 、温度扫描分析（模拟电路） 2、对放大整形电路进行必要的仿真分析。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 差动放大电路 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 B 放大整形电路 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 三、相关知识 1、电路进行仿真必须具备的条件 条件一：电路中所有的元器件必须从元件仿真库 Sim.Ddb中调出使用。 原因：该库中元件建立了数学模型有生命力 。 条件二：电路中必须加载仿真信号源（仿真激励 源）。 条件三：电路中在关键节点上放置网络标号。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 2、Sim仿真库 点击“Add/Remove”按钮，添加路径C： Program FilesDesign Exporer 99 SELibrarySch中的仿真数据库Sim.ddb文 件到当前设计管理器中。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 库库 名所包含的元件 74.Lib74系列TTL的逻辑逻辑器件 BJT.LIB晶体三极管系列 CMOS.LIB4000系列CMOS逻辑逻辑器件 CRYSTAL.LIB石英晶体系列 DIODE.LIB半导导体二极管系列 JFET.LIB结结型场场效应应管系列 MESFET.LIB金属半导导体场场效应应管系列 MOSFET.LIB 金属氧化物半导导体场场效应应管系列 OPAMP.LIB运算放大器系列 Relay.LIB延迟迟元件系列 Simulation Symbols.Lib常用电电阻、电电容、电电源等系列 SWITCH.LIB开关系列 TIMER.LIB定时时器系列 TRANSFORMER.LIB变压变压器系列 TRANSLINE.LIB传输线传输线 系列 仿真库Sim.ddb元件子库列表 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 3、常用仿真电源（激励源） （1）直流仿真源： VSRC电压源、ISRC 电流源 为电路提供一个不变的电压或电流信号。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 （2）正弦仿真源： VSIN 正弦电压源、ISIN正弦电流源 注意： VSIN 正弦电压源属性设置 见P102 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 （3）周期脉冲源： VPULSE电压脉冲源、IPULSE电流脉冲源 为电路创建周期的连续的脉冲。 注意： VPULSE脉冲电压源属性设置 见P103 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 （4）分段线性源 ： VPWL分段线性电压源、IPWL分段线性电流 源 可创建任意形状的波形。 注意： VPWL分段线性电压源属性设置 见P104 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 4、九类仿真分析 (1)静态工作点分析：Operating Point Analysis (2)瞬态分析/傅里叶分析： Transient /Fourier Analysis (3)直流扫描分析：DC Sweep (4)交流小信号分析 ：AC Small Signal Analysis (5)温度扫描分析：Temperature Sweep (6) 参数扫描分析 ：Parameter Sweep (7)噪声分析 ：Noise Analysis (8) 传递函数分析： Transfer Function (9)蒙特卡罗分析：Monte Carlo Analysis 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 四、任务实施过程 绘制仿真电路原理图 选择仿真方式并设置仿真参数 执行仿真操作 观察分析仿真测试数据 保存或打印 电路仿真流程： 仿真元件、仿真源 、网络标号 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 1、差动放大电路的仿真分析 步骤1：绘制差动放大电路图。 注意：元件均在Sim.ddb库中。 步骤2：在原理图设计环境中，执行菜单命令 Simulate/Setup 步骤3：在General标签中只选择Operating Point Analysis（静态工作点分析），在Active Signals栏中 选择IN、OUT1、OUT2三个信号，并选择Show Active Signals项。 步骤4：单击Run Analysis按钮，得到静态工作点分 析结果。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 步骤5：在General标签中选择Operating Point Analysis、Transient/Fourier Analysis两项，在Active Signals栏中选择IN、OUT1、OUT2三个信号，并选 择Show Active Signals。 步骤6：切换到Transient/Fourier Analysis标签中进 行设置。 步骤7：单击Run Analysis按钮，得到瞬态/傅里叶 分析结果。 任务七 电路原理图的仿真分析 PROTEL99SE电子线路设计 步骤8：在General标签中选择AC Small Signal两 项，切换到AC Small Signal标签，设置后单击Run Analysis按钮，得到交流小信号分析结果。 步骤9：切换到Temperture Swee