计算机辅助设计综合实习指导书.doc

计算机辅助设计综合实习实习指导书一、实习的性质与目的1、课程性质：计算机辅助设计是电子信息类各专业本科生的必修课。计算机辅助设计技术范畴包含电子系统设计和开发的全过程，可分为系统级、电路级和物理级。2、实习目的：借助现代EDA技术进行系统电路设计，侧重于综合应用所学知识，设计较为复杂的功能电路或小型电子系统，培养学生的现代电路设计与综合应用的能力，提高电路设计水平，培养现代电子系统设计能力和创新研究能力。二、实习教学的基本要求给出实习课题任务要求，学生通过阅读资料、选择方案、设计电路、编程仿真、性能指标测试、撰写报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新研究能力。需要熟练掌握常用电子系统设计工具Protel。三、实习进度安排实习时间为三周，第三周周四、五验收设计成果，提交实习报告。周次星期实习内容学时（数）备注第1周周一实习动员、准备、任务分配2周二熟悉Protel设计环境2周三Protel 原理图设计2周四层次原理图的设计及常用功能使用2周五原理图元件编辑器功能的使用2第2周周一各种报表的产生、电气法则测试2周二印刷电路板（PCB）设计2周三PCB元件的创建2周四单面板的制作2周五双面板的制作2第3周周一仿真分析方式2周二仿真电路的设计与运行（一）2周三仿真电路的设计与运行（二）2周四系统设计验收、考核2周五撰写报告、提交文档，实习总结2四、成绩考核与评定方法1. 考核方式：实际动手能力、报告（设计）、考核2. 成绩构成：总成绩考勤、纪律（10）实际动手能力（50）报告（20）考核（20%）五、PROTEL DXP 实用教程计算机辅助设计，就是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。在电子设计中，Protel 、Power-Logic、PowerPCB、PADS、CAD等计算机软件对产品的设计已经成为一种明显的趋势，熟练使用这类工具软件可以极大地提高设计产品的质量和效率。和其它同类EDA设计软件相比，Protel功能相对完善 ，容易学习和掌握，使用方便等优点集于一身，是目前使用最广泛的设计软件。Protel DXP具有丰富的设计功能，只有很好地掌握它，才能充分发挥其效能。5.1 原理图设计的步骤：1. 启动Protel DXP，进入原理图设计系统。2. 新建项目和原理图文件。3. 设置图纸的大小，根据所需绘制图形的大小来设置合适的图纸。4. 载入原理图库，原理图中的所有元件都来自元件库，因此在放置元件之前，先要载入原理图库。5. 放置元件，根据电路原理图的需要，将元件从元件库中选择出来，放置到图纸上，并且同时进行设置元件的序号、元件封装的定义和设置等工作。6. 为了电路图的美观，需要对元件进行修改、对齐的操作。7. 通过各种布线的工具将已经设置好的元件连接起来，完成原理图制作。8. 对完成后的原理图进行调整和修改。9. 输出各种报表，如网络表、元件列表及层次列表等。其中最重要的是网络表。10. 打印和输出。例如：（1）创建项目与保存Protel DXP是以设计项目为中心，一个设计项目中可以包含各种设计文件，如原理图 SCH 文件，电路图 PCB 文件及各种报表，多个设计项目可以构成一个 Project Group （设计项目组）。因此，项目是 Protel DXP 工作的核心，所有设计工作均是以项目来展开的。 选择主菜单区的【文件】/【创建】/【项目】/【PCB项目】选项，单击鼠标或按回车键即可。如果在此之前已经打开了一个或多个设计项目，可以选择主菜单区的【文件】/【打开项目】选项，单击鼠标或按回车键即可。按照上面的操作将弹出所示的窗口。 创建后，Protel DXP的主窗口变成如图所示的新窗口，里面有一PCB-Projec1.PrjPCB的项目文件，右击【另存项目为】将其及时保存。选择好合适的保存路径，将其保存。我们以“三端稳压电源 ”的项目名称进行保存，后缀名为（PrjPCB）。若要关闭项目，则选中后右击【Close Project】，将其项目文件关闭。（2） 设置原理图图纸在项目建立完后，即建立原理图。单击菜单栏【文件】/【创建】/【原理图】选项，后缀名为（SchDoc），单击鼠标或按回车键即可。创建后的原理图显示，如下图所示：我们也要将创建好的原理图及时保存，“三端稳压电源 ”的项目右边的 图标是红色的，请右击【保存项目】。这样可将原理图保存在项目文件中。系统默认图纸的大小为B号图纸 单击鼠标右键选择浮动菜单下的【选项】/【文档选项】或执行菜单命令【设计】/【文档选项】改变图纸的大小（3） 装入元件库绘制一张原理图首先是要把有关的元器件放置到工作平面上。 看一下三端稳压电源 所对应的元件库和选择的元件首先我们必须选择对应的元件库，有两种方法进行选择：1.在原理图界面的最右端单击【元件库】，出现原理图元件库工作面板。2.单击命令状态栏【System】/【元件库】按钮。单击【元件库】按钮，跳出可用元件库对话框，选择【项目】/按下【加元件库】 在Protel DXP的安装目录下的Library中搜索这两个元件库Miscellaneous Connectors.IntLib、Miscellaneous Devices.IntLib （4） 放置元件：放置元件有两种方法：a:利用浏览器放置元件；b:利用菜单命令放置元件执行菜单命令【放置】/【元件】。直接单击鼠标右键，在浮动菜单上选择“放置/元件”。直接点击电路绘制工具栏上的按扭。使用快捷键【P】/【P】。（5） 元件的删除 删除单个元件：执行菜单命令【编辑】/【删除】，或选中元件按Del键 删除多个元件：执行菜单命令【编辑】/【清除】，或按快捷键【Ctrl】+【Del】，即可从工作区中删除选中的多个元件。 如果想退出该命令状态，可以单击鼠标右键或按【Esc】键即可。 （6） 元件位置的调整移动单个元件：执行菜单命令【编辑】/【移动】，或鼠标选中元件后进行拖曳。移动多个元件：执行菜单命令【编辑】/【移动】 /【移动选定对象】。元件方向调整： 【Space】键（空格键）：每按一次，被选中的元件逆时针旋转90。 【X】键：使元件左右对调。 【Y】键：使元件上下对调。 如果想退出该命令状态，可以单击鼠标右键或按【Esc】键即可。用以上介绍元件库选择、元件放置、元件删除、元件移动等知识点，按要求把“三端稳压电源 ”的元件放置在原理图中。（7） 改变元件的属性改变元件属性有两种方法：1. 用鼠标单击后不放，使得元件处于可拖动状态时按下Tab键，进入【元件属性】 2. 直接双击元件，就可以弹出【元件属性】对话框 【元件属性】选项卡中的内容较为常用，它包括以下选项。标识符：输入元件标号，其后的可视复选框用于设定是否显示元件标号名称。注释：输入元件注释，其后的可视复选框用于设定是否显示元件标注释。参考库：显示此元件在库文件中的参考名。库：显示此元件所在的库文件描述：该文本框中显示元件的描述信息。唯一ID：元件唯一编号，由系统随机给定。图形选项：可对元件的方向、样式、颜色、边线和引脚颜色进行编辑。（8）绘制原理图：所有的元件放置完毕，并且设置好元件的属性后，就可以进行电路图中各对象间的布线。布线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。只是将元件放置在图纸上，各元件之间没有任何电气意义。 画导线执行画导线命令的方法可以有以下几种。 单击画原理图工具栏中的画导线按钮。 执行菜单命令【放置】/【导线】。 按快捷键【P】/【W】。 如果对绘制的某导线不满意，可以双击该导线，在弹出的的对话框中设定该段导线的有关参数，如线宽、颜色等。 利用网络标号实现电气连接 原理图工具栏中的按钮或执行菜单命令【放置】/【网络标签】。 这时光标会变成十字形状，并且出现一个随着光标移动而移动的虚线方框 ，按【Tab】键，出现属性对话框，可以根据要求修改属性对话框中的内容。 放置电路节点放置的方法有以下几种。 单击画原理图工具栏上的 。 执行菜单命令【放置】/【手工放置节点】。 按快捷键【P】/【J】。 放置电源及接地符号电源元件及接地元件有别于一般的电气元件，它们必须通过菜单【放置】/【电源端口】或电路图绘制工具栏上的按钮来调用，这时，工作区中会出现随着十字光标移动的电源符号，按【Tab】键，会出现属性对话框在对话框中，可以编辑电源属性。如：电源符号的网络名称、修改电源类型、修改电源符号放置的角度。电源与接地符号在风格下拉列表中有多种可供选择至此三端稳压电源 原理图绘制完毕：按照以上建立元件库、查找元件、元件位置调整、更改元件属性、画导线、放置电路节点、放置电源及接地符号等知识点，我们将三端稳压电源的原理图绘制完毕。（9） 导线的移动在绘制过程中，有可能因为调整元件的位置等原因，造成对导线的位置不满意，所以就出现了导线的移动问题。导线的移动，可以将鼠标移到要移动的导线上，按住鼠标左键不放，再将鼠标移到想要将导线放置的新的位置，松开鼠标左键即可；也可以直接双击要移动的导线，在弹出的属性对话框中，将其设置为选中状态。单击【确认】按钮，此时该导线处于选中状态，按照上面的方法拖动即可。（10） 绘制原理图的方法总结：放大。可以单击主工具栏上的按钮或执行菜单命令【查看】/ 【放大】，每进行一次操作，工作区域相应的放大一次。缩小。可以单击主工具栏上的按钮或执行菜单命令【查看】/ 【缩小】，每进行一次操作，工作区域相应的缩小一次。不同比例显示。【查看】菜单命令中有【50%】、【100%】、 【200%】和【400%】4种比例显示可供用户选择。值得注意的是，同一命令不能重复执行多次。绘图区填满工作区。当需要查看整张原理图图纸时，可以单击 主工具栏上的按钮或执行菜单命令【查看】/【整个区域】。所有对象显示在工作区。当需要在工作区中查看电路原理图上 的所有对象时（不是整张图纸），可以执行菜单命令【查看】/ 【显示全部对象】。利用菜单命令【查看】/【选定的对象】放大显示用户选定的区域。该方式是通过确定用户选定区域对角线上的两个顶点的位置，来确定所要进行放大的区域。具体的步骤是，首先，执行菜单命令【查看】/【选定的对象】；然后，将光标移到目标区域对角线的某一顶点；接着，拖动鼠标，将光标移到对角线的另一个顶点位置，单击确认，即可将选定区域放大显示在整个工作区域中。利用菜单命令【查看】/【指定点周围区域】放大显示用户选定的区域。该方式是通过确定用户选定区域的中心位置和某一角的位置，来确定所要进行放大的区域。具体步骤是，首先，执行菜单命令【查看】/【指定点周围区域】；然后，将光标移到目标区域的中心，单击；接着，将光标移到选定区域的某一角，单击鼠标左键确认，即可将选定区域放大显示在整个工作区中刷新画面。设计过程中，有时可能会发现画面显示残留的斑点、线段或图形变形等问题，虽然并不影响电路的正确性，但是不美观。这时，可以通过执行菜单命令【查看】/【更新】来刷新画面。I、放大：按【PageUp】键，绘图区域会以光标当前位置为中心进行放大，该操作可连续执行多次。II、缩小：按【PageDown】键，绘图区域会以光标当前为中心进行缩小，该操作也可以连续执行多次。III、位移：按【Home】键，原来光标下的显示位置会移到工作区的中心位置显示。IV、刷新：按【End】键，会对显示画面进行刷新，从而消除残留斑点或线条变形，恢复正确的画面。5.2 电路仿真在传统的电路设计过程中，为了检验所设计电路的性能，必须通过用具体器件搭建电路的方法来检测并联调电路，因此设计的工作量较大。这种方法不仅研制时间长，而且设计质量取决于设计人员的经验。EDA技术最大的优点之一是可以实现基于程序模型的电路仿真，在设计过程中，可随时随地进行试验仿真和功能验证。Protel在早期版本的基础上加强了软件的仿真功能，其仿真模块直接嵌入在软件中而形成一个整体，可提供模拟和数字信号混合仿真。5.2.1 设置放置元件参数Protel DXP中的仿真元器件都在该软件的安装文件夹下，最常用的元器件都可以在“Miscellaneous Debices.IntLib”库中找到。仿真电路中所需的元器件只需从库中直接放置在原理图中，就可以进行仿真了。 注意：为了正确进行电路的仿真分析，仿真原理图中的所有元器件都必须具有Simulation属性，必须包含有特定的仿真信息。（1） 设置常用仿真元器件参数1.电阻： 在Protel DXP的电路仿真中，为用户提供了两种类型的具有仿真属性的电阻，一种是RES（普通电阻），另一种是RES Sim（半导体电阻）。普通电阻： 在【元件库】面板的“Miscellaneous ebices.InLib”库中选择固定电阻Res2，并放置到电路仿真原理图中，如图10-1所示。由图中可以看出，在模型种类栏下存在Simulation仿真模型，则表示该元件可以用于原理图仿真。元件的仿真模型参数需要在元件的属性对话框中进行设置，常见的操作方法有两种：方法一：将放置元件过程中，按下【Tab】键便可打开元件属性对话框。方法二：将元件放置好后，双击该元件，系统将会弹出元件属性对话框。修改元件的标号与元件注释后，双击【模型】选项卡中【Simulation】选项，弹出【SimModel】对话框，如图10-3所示。在其中设置电阻的模型名称及描述。在图示的对话框中打开【参数】选项卡，弹出下图所示的对话框，用于设置电阻的阻值。在Value中输入电阻的阻值，并选中Component parameter复选框。2. 半导体电阻： 在【元件库】面板中选择半导体电阻，放置到仿真电路原理图中，双击电阻符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置半导体电阻的仿真参数，如图所示。主要参数有： Value：用来设置电阻的阻值。 Length：半导体电阻的长度。 Width： 半导体电阻的宽度。 Temperature: 半导体工作温度。3. 电位器： 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中，提供了多种具有仿真模型的电位器。这几种电位器具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择电位器，如Res Adj1，放置到仿真电路原理图中，双击电位器符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置电位器的仿真参数，如下图所示。主要参数： Value：用来设置电位器阻值。 Set Position：第1引脚和中间引脚之间的阻值与总阻值的比值。4. 电容：在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中，提供了3种具有仿真模型的电容，即Cap（无极性电容）、Cap Pol（极性电容）、Cap Semi（半导体电容）等。这几种电容具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择电容，如Cap，放置到仿真电路原理图中，双击电容符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置电容的仿真参数，如下图所示。主要参数： Value：用来设置电容的电容值。 Initial Voltage：用来设置电容两端的初始电压。5. 电感：在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中，提供了多种具有仿真模型的电感，如Inductor（普通电感）、Inductor Iron（带铁芯的电感）等。这几种电感具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择电感，如Inductor，放置到仿真电路原理图中，双击电感符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置电感的仿真参数，如下图所示。主要参数： Value：用来设置电感的电感值。 Initial Voltage：用来设置电感初始电流。6. 二极管在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中，提供了多种具有仿真模型的二极管，如Diode（普通二极管）、Diode Zener（稳压二极管）、LED（发光二极管）等。 这几种二极管具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择二极管，如Diode，放置到仿真电路原理图中，双击二极管符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置二极管的仿真参数，如下图所示。主要参数有： Area Factor：用来设置环境因数。 Starting Conditions：用来设置二极管的初始状态，一般选择“OFF”选项。 Initial Voltage： 用来设置通过二极管的初始电压。 Temperature: 用来设置二极管的工作温度。7. 晶体管： 这几种晶体管具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择晶体管，如NPN，放置到仿真电路原理图中，双击晶体管符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置晶体管的仿真参数，如下图所示。主要参数有： Area Factor：用来设置晶体管的环境因数。 Starting Conditions：用来设置晶体管的初始状态，一般选择“OFF”选项。 Initial B-E Voltage： 用来设置基极B-发射极E之间的初始电压。 Initial C-E Voltage： 用来设置集电极E-发射极E之间的初始电压。 Temperature: 用来设置晶体管的工作温度。8. 晶振： 在【元件库】面板中选择晶振，如XTAL，放置到仿真电路原理图中，双击晶振符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置晶振的仿真参数，如图10-11所示。主要参数有： FREQ：用来设置晶振的振荡频率。 RS：用来设置晶振的内阻。 C： 用来设置晶振的电容值。 Q: 用来设置晶振的品质因数。9. 熔断器（保险丝）： 这几种熔断器具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择熔断器，如Fuse 1，放置到仿真电路原理图中，双击熔断器符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置熔断器的仿真参数，如下图所示。主要参数有： Resistance：用来设置熔断器的电阻值。 Cuttent：用来设置熔断器的熔断电流值。10. 变压器： 这几种变压器具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择变压器，如Trans，放置到仿真电路原理图中，双击变压器符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置变压器的仿真参数，如下图所示。主要参数有： InductanceA：用来设置变压器A边的电感值。 InductanceB：用来设置变压器B边的电感值。 Coupling Factor：用来设置变压器的耦合系数。11. 继电器： 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中，提供了多种具有仿真模型的继电器。如Relay、Relay-DPDT和Delay-SPST等。 这几种继电器具有相同仿真参数，在【元件库】面板中选择继电器，如Relay，放置到仿真电路原理图中，双击继电器符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置继电器的仿真参数，如下图所示。主要参数有： Pullin：用来设置触点的吸合电压。 Dropoff：用来设置触点的释放电压。 Contact：用来设置继电器的铁心吸合时间。 Resistance:用来设置继电器线圈的电阻值。 Inductance:用来设置继电器线圈的电感值。5.2.2 设置仿真激励源参数绘制电路原理图后，必须在电路中放置合适的仿真激励源，这样才可以在仿真的过程中，给电路提供驱动，使电路正常工作。Protel DXP 2004 sp2提供了多种仿真激励源，这些元件在“Simulation Sources.IntLib”库中可以找到。 注意：单击【元件库】面板中的“元件库”按钮进行加载，路径为你所安装Protel DXP路径下的Library中。1. 直流电源： 直流电源有两种：直流电压激励源（VSRC、VSRC2）和直流电流激励源（ISRC），这两种激励源的作用是作为仿真电路的工作电源。 在【元件库】面板“Simulation Sources.IntLib”库中选择直流电源，如VSRC，放置到仿真电路原理图中，双击直流电压源符号，在属性设置对话框中，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置直流电源的各项仿真参数，如下图所示。主要参数有： Value：用来设置直流电压值。 AC Magnitude：用来设置交流小信号分析时的电压值。 AC Phase：用来设置交流小信号的相位。直流电流激励源（ISRC）的仿真参数设置与直流电压的设置基本相同。2. 正弦信号激励源 正弦信号激励源有两种：正弦交流电压源（VSIN）和正弦交流电流源（ISIN），主要为仿真电路提供激励信号。常用于瞬态分析和交流小信号分析中，把他们放到仿真电路图中。 双击正弦信号激励源，弹出设置对话框，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置正弦信号激励源的各项仿真参数，如下图所示。主要参数有： DC Magnitude：用来设置正弦信号的直流参数，通常设置为0。 AC Magnitude：用来设置交流小信号分析电压值，通常设置为1V。 AC Phase：用来设置交流小信号分析的初始相位值，通常设置为0。 Offset:用来设置叠加在正弦波信号上的直流分量。 Amplitude:用来设置正弦波信号的振幅。 Frequency：用来设置正弦波信号的频率。 Delay:用来设置正弦波信号初始延时时间。 Damping Factor:用来设置正弦波信号的阻尼因子，该值影响正弦波信号的振幅随时间的变化。如果设置为0，表示正弦波为等幅正弦波；如果设置为正值，表示正弦波幅度虽时间递减；如果设置为负值，表示正弦波幅度随时间递增。 Phase:用来设置正弦波信号的初始相位。 注意：正弦波信号激励源的主要参数值：振幅、频率、初始相位。3. 脉冲激励源：脉冲激励源有两种：脉冲电压源（VPULSE）和脉冲电流源（IPULSE），主要为仿真电路提供周期性的脉冲信号，可以产生矩形波、方波、三角波等众多波形。常用于脉冲数字电路的瞬态分析中，将它们放入仿真电路。双击脉冲激励源，弹出设置对话框，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置脉冲激励源的各项仿真参数，如下图所示。主要参数有： DC Magnitude：用来设置脉冲的直流参数，通常设置为0。 AC Magnitude：用来设置交流小信号分析电压值，通常设置为1V。 AC Phase：用来设置交流小信号分析的初始相位值，通常设置为0。 Initial Value: 用来设置脉冲的初始电压或电流值。 Pulsed Value: 用来设置脉冲电压或电流值。 Time Delay：用来设置延迟时间。 Rise Time: 用来设置上升时间，必须大于0。 Fall Time: 用来设置下降时间，必须大于0。 Pulse Width: 用来设置脉冲宽度，单位S。 Period：用来设置脉冲周期。 Phase: 用来设置脉冲初始相位。4. 调频激励源： 调频激励源有两种：调频电压源（VSFFM）和调频电流源（ISFFM），主要为仿真电路提供一个频率随调制信号变化而变化的调频信号，将它们放入仿真电路。 双击调频激励源，弹出设置对话框，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置调频激励源的各项仿真参数，如图10-18所示。主要参数有： DC Magnitude：用来设置调频的直流参数，通常设置为0。 AC Magnitude：用来设置交流小信号分析电压值，通常设置为1V。 AC Phase：用来设置交流小信号分析的初始相位值，通常设置为0。 Offset: 用来设置叠加在调频信号上的直流分量。 Amplitude: 用来设置载波振幅。 Carrier Frequency：用来设置载波频率。 Modulation Index: 用来设置调制系数。 Signal Frequency: 用来设置调制信号的频率。5. 指数函数激励源： 指数函数激励源有两种：指数函数电压源（VEXP）和指数函数电流源（IEXP），常用于高频电路仿真分析中，将它们放入仿真电路。 双击指数函数激励源，弹出设置对话框，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置指数函数激励源的各项仿真参数，如图10-19所示。主要参数有： DC Magnitude：用来设置直流参数，通常设置为0。 AC Magnitude：用来设置交流小信号分析电压值，通常设置为1V。 AC Phase：用来设置交流小信号分析的初始相位值，通常设置为0。 Initial Value: 用来设置指数函数的初始电压或电流值。 Pulsed Value: 用来设置指数函数的跳变值。 Rise Delay Time：用来设置指数函数的上升延迟时间。 Rise Time Constant: 用来设置指数函数的上升过程时间。 Fall Delay Time: 用来设置指数函数的下降延迟时间。 Fall Time Constant: 用来设置指数函数的下降过程时间。5.2.3 设置特殊元件参数1. 设置节点电压初始值： Protel DXP为仿真电路中的电路节点提供节点电压初始值，在“Simulation Sources.InLib”库中选择.IC元器件。 将.IC元件放置到需要设置电压初始值的节点上，双击该元件，弹出设置对话框，双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项，打开【参数】选项卡，用来设置各项仿真参数，如图10-20所示。主要参数有： Initial Conditions：用来设置该节点的电压初始值。2. 仿真数学函数： 在Protel DXP 2004 sp2的电路仿真器中还提供了仿真数学函数，它同样可以用于电路仿真原理图中，主要是对仿真电路图中的两个节点信号进行合成，执行加、减、乘、除等运算，也可以变换一个节点信号，如：正弦变换、余弦变换、双曲线变换等。 仿真数学函数放在“Simulation Math Function.IntLib”库中。使用时，只需将仿真数学函数功能模块放到仿真电路中需要进行信号处理的地方即可，不需要手工设置仿真。如图10-21所示为元件的仿真参数属性。5.2.4 设置放置方式参数仿真原理图绘制好后，在进行电路仿真分析之前，需要选择合适的参数设置和仿真方式。才能运行仿真，观察仿真结果。在Protel DXP的电路仿真中，仿真方式的设置分为两部分，一是常规参数设置；二是特殊参数设置。 在原理图编辑窗口中，执行菜单【设计】/【仿真】/【Mixed Sim】命令，弹出电路仿真分析设计对话框，如下图所示。电路仿真分析设定对话框主要分为两部分，左边为【分析/选项】栏，主要是列出各种具体的仿真方式，供用户选择。右边列出与左边选项对应的仿真方式中的具体参数设置。系统默认分析选项为“General Setup”，即常规则参数设置。5.2.5 常规参数设置从下图电路仿真分析设定对话框中可以看到，常规参数的设置包括如下几项内容：1. 为此收集数据（Collect Data For） 用来设置放置数据类型，在图10-22中单击该选项右边的下三角按钮，如图10-23所示。主要包括以下几个参数：主要参数有： Node Voltage and Supply Current：用来计算节点电压和流过电源的电流。 Node Voltage,Supply and Debice Current：用来计算节点电压、流过电源和元器件的电流。 Node Voltage，Supply Currrent and Subcircuit VARS：用来计算节点电压、流过电源的电流、子电路的端电压和电流。 Node Voltage, Supply Current,Device Current and Power:用来计算节点电压、流过电源和元件上的电流、在元件上消耗的功率。 Active Signals: 用来计算本列框中所列出的激活信号。系统默认的选项为“Node Voltage，Supply Current，Device Current and Power”。但用户可以根据自己的需要选择数据类型。2. 图纸到网格表（Sheets to Netlist） 用来设置仿真程序的作用范围，在下图所示中单击该选项右边的下三角按钮，如下图所示。包括如下参数：主要参数有： Active Sheet：仅对当前电路仿真原理图进行仿真。 Active project：对当前的整个工程项目下的所有仿真原理图进行仿真。3. SimView设定 用来设置仿真结果图中显示的内容，在下图所示中单击该选项右边的下三角按钮，如下图所示。 包括如下参数：主要参数有： Keep Last setup：按照上一次仿真操作设置在仿真结果内显示信号波形，而忽略【Active Signals】栏中所列出的激活信号。 Show active signals：按照【Active Signals】栏中所列出的激活信号，在仿真结果图中显示其波形。4. 可用信号（Available Signals） 该列表框中显示了所有可供选择的观测信号，随【为此收集数据】下拉列表框中所选择的内容变化而变化。 5. 活动信号（Active Siganals） 该列表框中显示了运行仿真程序后，能够在仿真结果图显示波形的信号，如下图所示。在【可用信号】列表框中选择某个信号，单击下面的几个箭头表面显示和不显示作用。5.2.6 仿真分析方式 如下图所示，Protel DXP提供了10种具体的仿真分析方式： Operating Point Analysis：工作点分析。 Transient/Fourier Analysis：瞬态特性分析/傅里叶分析。 DC Sweep Analysis：直流扫描分析。 AC Small Signal Analysis: 交流小信号分析。 Noise Analysis: 噪声分析。 Pole-Zero Analysis：极点-零点分析。 Transfer Function Analysis: 传递函数分析。 Temperature Sweep: 温度扫描分析。 Parameters Sweep: 参数扫描分析。 Monte Carlo Analysis:蒙特卡罗分析。 如果运用哪种仿真方式，只需要选中选项后的复选框即可。下面，分别介绍个仿真分析方式的参数设置。（1） 仿真分析方式参数设置1. 工作点分析（Operating Point Analysis） 工作点分析，即静态工作点分析，指的是将所有电容元件视为开路，所有电感元件视为短路，然后计算各个节点的电压和个支路的电流。在进行工作点分析时，不需要用户进行仿真参数的设置，只需选中该复选框即可。运行仿真后，就能得到仿真文件。2. 瞬态特性分析/傅里叶分析（Transient/Fourier Analysis） （1）瞬态特性分析（Transient Analysis）瞬态特性分析时一种最常用的仿真分析方式，类似一个真实的示波器显示输出波形，处理在某一时间段指定的时间间隔，瞬时输出指定变化的波形（电压或电流）。在进行瞬态分析时，电路的初始状态可由设计者自行给定。如果没有给定初始条件，或不使用所设定初始条件，那么仿真程序将自动进行直流分析，并用直流解作为电路的初始状态，瞬态特性分析窗口，如下图所示。瞬态特性分析主要参数设置如下： Transient Start Time：用来设置瞬态特性分析的起始时间。 Transient Stop Time：用来设置瞬态特性分析的终止时间。 Transient Step Time：用来设置瞬态特性分析的时间步长。 Transient Max Step Time：用来设置瞬态特性分析的最大步长。 Use Initial Conditions：用来设置是否使用初始设置条件。选中该复选框，表示使用用户设置的初始条件。 Use Transient Defaults：选中该项，使用瞬态仿真分析默认参数。 Default Cycles Displayed：用来设置仿真分析窗口中波形显示的周期数。 Default Pionts Per Cycle：用来设置每个周期内需要仿真计算的时间点数。（2）傅里叶分析（Fourier Analysis） 在图10-26中，选中【Enable Fourier】复选框，则表示选择了傅里叶仿真分析方式。傅里叶分析是在大信号正弦瞬态分析时对输出的最后一个周期波形进行谐波分析。该参数设置如下： Fourier Fundanmental Frequency：用来设置傅里叶分析的基波频率，默认值为信号源的频率。 Fourier Number of Harmonics：用来设置傅里叶分析的谐波分量数目，默认值为10。3. 直流扫描分析（DC Sweep Analysis） 直流扫描分析用于检验电路中的激励源在一定范围按照指定规律变化时，对静态工作点的影响。在图10-22对话框中选择【DC Sweep Analysis】复选框，直流扫描分析窗口如图10-27所示。直流扫描分析主要参数设置如下： Primary Source：用来设置扫描激励源名称。 Primary Start：用来设置激励源幅值的起始值。 Primary Stop：用来设置激励源幅值的终止值。 Primary Step：用来设置扫描参数变化步长。 Enable Secondary：选中复选框，【Secondary source】参数起作用，能用于同时分析两个激励源直流变化对电路的影响。注意：Primary Source（扫描激励源）是必须的，但次扫描激励源（Secondary Source）是根据需要而定。如果选中【Enable Secondary】复选框，则次扫描激励源的参数就必须进行设置。4. 交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）交流小信号分析主要用来分析仿真电路的频率响应特性，属于电路的幅频特性分析，即输出信号随输入信号频率变化而变化的趋势。在图10-22对话框选中【AC Small Signal Analysis】复选框，交流小信号分析窗口如下图所示。交流小信号分析主要参数设置如下： Start Frequency：用来设置交流分析起始频率。 Stop Frequency：用来设置交流分析终止频率。 Sweep Type：用来设置扫描方式。 Test Points：用来设置交流小信号分析时测试点数目。 Total Test Points：用来设置交流小信号分析的总测试点数目。注意：进行交流小信号分析之前，必须保证电路中至少有一个交流激励源，即将激励源中的【AC Magnitude】设置为一个大于0的值，一般幅度为1，相位为0。5. 噪声分析（Noise Analysis） 系统能够计算的噪声包括，输入噪声、输出噪声和器件噪声。噪声分析是同交流分析一起进行的。电路中产生噪声的器件有电阻器和半导体器件，每个器件的噪声源在交流小信号分析的每个频率上都可计算出相应的噪声，并传送到一个输出节点，所有传送到该节点的噪声进行RMS（均方根）相加，就得到了指定输出端的等效输出噪声。噪声分析窗口如图10-29所示。噪声分析主要参数设置如下： Noise Source：用来设置噪声源。 Start Frequency：用来设置交流分析起始频率。 Stop Frequency：用来设置交流分析终止频率。 Sweep Type：用来设置扫描方式。 Test Points：用来设置测试点数目。 Points Per Summary：用来计算噪声范围。输出“0”则只计算输入和输出噪声，输入“1”则同时计算各个元件噪声影响。 Output Node：用来设置输出噪声节点。 Reference Node：用来设置参考节点，一般设置为“0”，表示以接地点位参考点。6. 极点-零点分析（Pole-Zero Analysis）该分析可以用于交流小信号电路传递函数中，数字信号被视为高阻接地。分析通常是从直流工作点，对非线性器件求得线性化的小信号模型。在此基础上再进行分析传递函数极点-零点分析。极点-零点分析窗口如10-30所示。极点-零点分析参数设置如下： Input Node：用来设置输入节点。 Input Reference Node：用来设置输入参考点。 Output Node：用来设置输入节点。 Output Reference Node：用来设置输出参考点。 Transfer Function Type：用来设置传输类型。 Analysis Type：用来设置分析类型。7. 传递函数分析（Transfer Function Analysis） 传递函数分析是在直流工作点的基础上将电路线性化，从而计算电路的输入阻抗，输出阻抗和直流增益。传递函数分析窗口如图10-31所示。传递函数分析主要参数设置如下： Source Name：用来设置参考电源。 Reference Node：用来设置参考节点，一般设置为“0”，表示以接地点为参考点。8. 温度扫描分析（Temperature Sweep） 温度扫描分析是指当温度在指定范围内变化时，通过对电路参数进行各种仿真分析，确定电路的温度漂移等性能指标。 注意：温度扫描分析不能单独进行，需伴随其他仿真方式，如瞬态特性分析、交流小信号分析、直流扫描分析、传递函数分析等一起进行仿真分析。温度扫描分析参数设置如下： Start Temperature：用来设置扫描的起始温度。 Stop Temperature：用来设置扫描终止温度。 Step Temperature：用来设置扫描温度步长。9. 参数扫描分析（Parameters Sweep） 参数扫描分析允许设计者在指定的范围内、以自定义的增幅扫描元件的参数值，它可以与其他分析方法配合起来使用，通过分析电路参数变化对电路特性的影响，从而找到某一元器件在仿真电路中最佳参数。参数扫描分析窗口如图10-33所示。参数扫描分析主要参数设置如下： Primary Sweep Variable：用来设置参数扫描的对象。 Primary Start Value：用来设置参数扫描的初始值。 Primary Stop Value：用来设置参数扫描的终止值。 Primary Step Value：用来设置参数扫描的步长。 Primary Sweep Type：用来设置参数扫描的方式。 Absolute Values：参数扫描以绝对值变化方式计算。 Relative Values：参数扫描以相对值变化方式计算。 Enable Secondary：如果选中该项，就可以对第2个对象进行参数扫描分析，设置内容与方法同上。10. 蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis） 蒙特卡罗分析是一种统计模拟方法，它是在给定仿真元器件参数容差的统计分布规