第11章电路仿真分析

1、第第11章章 电路仿真分析电路仿真分析11.1 仿真元件库描述仿真元件库描述仿真仿真元件库在元件库在Library/ Simulation目录目录中：中：p 仿真仿真信号信号源元件库源元件库Simulation Sources.IntLibp 仿真仿真专用函数元件专用函数元件库库Simulation Special Function.IntLibp 仿真仿真数学函数元件数学函数元件库库Simulation Math Function.IntLibp 信号信号仿真传输线元件仿真传输线元件库库Simulation Transmission Line.IntLib。11.1.1 仿真信号源元件库仿真

2、信号源元件库1直流源直流源在在Simulation Sources.IntLib库中，库中，包含包含VSRC电压源和电压源和ISRC电电流源流源。2正弦仿真源正弦仿真源在在Simulation Sources.IntLib库中，库中，包含包含VSIN正弦电压源和正弦电压源和ISIN正弦电流源正弦电流源。3周期脉冲源周期脉冲源在在Simulation Sources.IntLib库中，库中，包含包含VPULSE电压周期脉冲电压周期脉冲源和源和IPULSE电流周期脉冲源电流周期脉冲源。4分段线性源分段线性源在在Simulation Sources.IntLib库中，包含了两个分段线性源元库中，包含

3、了两个分段线性源元件：件：VPWL分段线性电压源和分段线性电压源和IPWL分段线性电流源。分段线性电流源。 5指数激励源指数激励源在在Simulation Sources.IntLib库中，包含两个指数激励源元件：库中，包含两个指数激励源元件：VEXP指数激励电压源和指数激励电压源和IEXP指数激励电流源。指数激励电流源。 6单频调频源单频调频源在在Simulation Sources.IntLib库中，包含两个单频调频源元件：库中，包含两个单频调频源元件：VSFFM单频调频电压源和单频调频电压源和ISFFM单频调频电流源单频调频电流源。波形波形: V(t) = VO +VA*sin2*PI*

4、Fc*t + MDI*sin(2*PI*Fs*t) t当时时间；当时时间； VO偏置；偏置； VA峰值；峰值； Fc载频；载频； MDI调制指数；调制指数； Fs调制信号频率。调制信号频率。7线性受控源线性受控源在在Simulation Sources.IntLib库中，包含四个线性受控源元件：库中，包含四个线性受控源元件：HSRC线性电流控制电压源、线性电流控制电压源、GSRC线性电压控制电流源、线性电压控制电流源、FSRC线性电流控制电流源和线性电流控制电流源和ESRC线性电压控制电压源。线性电压控制电压源。8非线性受控源非线性受控源在在Simulation Sources.IntLib库

5、中包含两个非线性受控源元件：库中包含两个非线性受控源元件：BVSRC非线性受控电压源和非线性受控电压源和BISRC非线性受控电流源。非线性受控电流源。11.1.2 仿真专用函数元件库仿真专用函数元件库Simulation Special Function.IntLib元件库中的元件是一些专门为信号仿真而元件库中的元件是一些专门为信号仿真而设计的函数元件，该元件库提供了常用的运算函数，比如增益、加、减、设计的函数元件，该元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元件。乘、除、求和、压控振荡源等专用的元件。11.1.3 仿真数学函数元件库仿真数学函数元件库Sim

6、ulation Math Function.IntLib元件库中的元件主要是一些仿真数学函数元件库中的元件主要是一些仿真数学函数元件，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元件，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。要的仿真信号。11.1.4 信号仿真传输线元件库信号仿真传输线元件库Simulation Transmission Line.IntLib元件库中的元件库中的元件包括：元件包括：1)LLTRA(

7、无损耗传输线无损耗传输线)。2)LTRA(有损耗传输线有损耗传输线)。3)URC(均匀分布传输线均匀分布传输线)。11.1.5 常用元件库常用元件库 Altium Designer为用户提供了一个常用元件库，即为用户提供了一个常用元件库，即Miscellaneous Devices.IntLib。该元件库包括电阻、电容、电。该元件库包括电阻、电容、电感、振荡器、三极管、二极管、电池、熔断器等，所有元件均感、振荡器、三极管、二极管、电池、熔断器等，所有元件均定义了仿真属性，仿真时只要选取默认属性或者修改为自己需定义了仿真属性，仿真时只要选取默认属性或者修改为自己需要的仿真属性即可。要的仿真属性即

8、可。11.1.6 编辑元件仿真属性编辑元件仿真属性仿真属性设置仿真属性设置11.1.7 仿真源工具栏仿真源工具栏Altium Designer还为仿真设计提供了一个仿真源工具栏，以方还为仿真设计提供了一个仿真源工具栏，以方便用户进行仿真设计操作，仿真源工具栏是实用工具栏的一个便用户进行仿真设计操作，仿真源工具栏是实用工具栏的一个子工具栏。执行子工具栏。执行ViewToolbarsUtilities打开实用工具栏，然打开实用工具栏，然后可以选择仿真源工具栏的后可以选择仿真源工具栏的命令。命令。11.2 初始状态的设置初始状态的设置设置初始状态是为计算偏置点而设定一个或多个电压值设置初始状态是为计

9、算偏置点而设定一个或多个电压值(或电流或电流值值)。在分析模拟非线性电路、振荡电路及触发器电路的直流或。在分析模拟非线性电路、振荡电路及触发器电路的直流或瞬态特性时，常出现求解的不收敛现象，当然实际电路是有解瞬态特性时，常出现求解的不收敛现象，当然实际电路是有解的，其原因是点发散或收敛的偏置点不能适应多种情况。设置的，其原因是点发散或收敛的偏置点不能适应多种情况。设置初始值最通常的办法就是在两个或更多的稳定工作点中选择一初始值最通常的办法就是在两个或更多的稳定工作点中选择一个，使仿真顺利进行。个，使仿真顺利进行。11.2.1 节点电压设置节点电压设置 该该设置使指定的节点固定在所给定的电压下，

10、仿真器按这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些节点电压(NS)求得直流或瞬态的初始解。求得直流或瞬态的初始解。 该该设置对双稳态或非稳态电路收敛性的计算是必须的，它设置对双稳态或非稳态电路收敛性的计算是必须的，它可使电路摆脱可使电路摆脱“停顿停顿”状态。状态。一般情况下，设置是不必要的。一般情况下，设置是不必要的。 节点节点电压可以在元件属性对话框中电压可以在元件属性对话框中设置，对设置，对元件仿真属性元件仿真属性进行编辑进行编辑，Model Kind中选中选Initial Condition选项选项，然后在，然后在Model Sub-Kind中选中选Initial N

11、ode Voltage Guess选项选项，进入，进入Parameters选项卡设置其初始值。选项卡设置其初始值。11.2.2 初始条件初始条件设置设置(IC)p NS只是用来帮助直流解的收敛，并不影响最后的只是用来帮助直流解的收敛，并不影响最后的工作点。工作点。p IC仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响DC扫描。扫描。 仿真仿真元件的初始条件设置与节点电压的设置元件的初始条件设置与节点电压的设置类似：对类似：对元件元件仿真属性进行编辑仿真属性进行编辑，在，在Model Kind下拉列表中选中下拉列表中选中Initial Condition选项，然后在选项

12、，然后在Model Sub-Kind列表框中选择列表框中选择Set Initial Condition选项，然后进入选项，然后进入Parameters选项卡设置其初始值。选项卡设置其初始值。Simulation Sources.IntLib库中还提供了两个特别的初始状态定库中还提供了两个特别的初始状态定义义符：符：1).NS。即。即NODE SET(节点设置节点设置)。2).IC。即。即Initial Condition(初始条件初始条件)。11.3 仿真器的设置仿真器的设置11.3.1 进入分析主菜进入分析主菜单：单：DesignSimulateMixed Sim命令，命令，或者从或者从Mi

13、xed Sim工具栏中选择按钮工具栏中选择按钮11.3.2 一般一般设置：设置：General Setup11.3.3 瞬态特性瞬态特性分析：分析：Transient Analysis11.3.4 傅里叶分析：傅里叶分析：Fourier Analysis11.3.5 交流交流小信号分析：小信号分析：AC Small Signal Analysis11.3.6 直流直流分析：分析：DC Sweep Analysis11.3.7 蒙特卡罗蒙特卡罗分析：分析：Monte Carlo Analysis11.3.8 参数扫描参数扫描分析：分析：Parameter Sweep Analysis11.3.9

14、 温度扫描温度扫描分析：分析：Temperature Sweep Analysis11.3.10 传递函数传递函数分析：分析：Transfer Function Analysis11.3.11 噪声分析：噪声分析：Noise Analysis11.3.12 极点极点-零点零点分析：分析：Pole-Zero Analyisi11.4 设计仿真原理图设计仿真原理图1仿真原理图设计流程仿真原理图设计流程 为为使仿真可靠运行而必须遵守的一些规则：使仿真可靠运行而必须遵守的一些规则：p 所有所有的元件需定义适当的仿真元件模式属性。的元件需定义适当的仿真元件模式属性。p 设计者设计者必须放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程中驱动必须放置和连接可靠的信号源，以便仿真过程