ProtelDXP电路仿真

1、ProtelDXP电路仿真n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念在计算机上通过在计算机上通过软件软件来模拟具体来模拟具体电路电路的实际工作过程的实际工作过程, ,并计算出在给定条件下并计算出在给定条件下电路电路中各节点中各节点( (中间输出节中间输出节点点) )的输出波形。的输出波形。n仿真器件丰富n操作简单。n仿真结果直观。nMicroSim 公司的PSPICE nInteractive Image Technologies公司的Electronics Workbench n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念绘制仿绘制仿真原理真原理图图设置仿设置仿真元件真元件参数参数设定仿设定仿真方式真方

2、式仿真仿真分析分析结果结果图1 电路仿真流程 n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念只有具有只有具有“Simulation”（仿真）属性的元件才可用于电路仿真（仿真）属性的元件才可用于电路仿真与与PCB板的原理图板的原理图基本一样基本一样选择元器件的时候需要注意看元器件的选择元器件的时候需要注意看元器件的模型模型列表中是否有列表中是否有Simulation项。项。n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念n只有在输入信号作用下，仿真电路才会正常工作。只有在输入信号作用下，仿真电路才会正常工作。与与PCB板的原理图板的原理图基本一样基本一样n电路电源和电路仿真激励源的概念电路电源和电路仿真激励源的概

3、念n电路电源仅表示电路连接的电源端子，而并没有真正电路电源仅表示电路连接的电源端子，而并没有真正表示在电路中添加了电源器件。表示在电路中添加了电源器件。n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念n在进行电路仿真之前，必须在每一个需要测试的地方在进行电路仿真之前，必须在每一个需要测试的地方 添加网络标号。添加网络标号。n添加方法和电路原理图中添加网络标号的方法一样。添加方法和电路原理图中添加网络标号的方法一样。n电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念常用元件简介及仿真参数设置常用元件简介及仿真参数设置n为了进行电路的仿真，要求仿真图中所有元件必须包含为了进行电路的仿真，要求仿真图中所有元件必须包含仿真

4、信息，以便软件能正确识别和处理。仿真信息，以便软件能正确识别和处理。电路仿真前，需要对元器件进行参数设置。参数设置电路仿真前，需要对元器件进行参数设置。参数设置过程中遵循一个假定：所有的元器件是理想的。过程中遵循一个假定：所有的元器件是理想的。nProtel DXP中将仿真元件模型、中将仿真元件模型、PCB封装库和元器件的原封装库和元器件的原理图符号整合到一个理图符号整合到一个*.IntLib的集成库中。的集成库中。电阻仿真元件电阻仿真元件（a）定值电阻（）定值电阻（b）半导体电阻（）半导体电阻（c）可调电阻）可调电阻n定值电阻：设置定值电阻：设置Valuen半导体电阻：阻值由电阻的长度、宽度

5、和周围环境决定半导体电阻：阻值由电阻的长度、宽度和周围环境决定n电位器：电位器：Value*Set Position（可调电阻系数）（可调电阻系数）n-主要设置阻值参数主要设置阻值参数电阻、电容和电感等元器件要给出正确的参数。并注意填写正电阻、电容和电感等元器件要给出正确的参数。并注意填写正确的确的单位单位。（a）半导体电阻（）半导体电阻（b）抽头电阻）抽头电阻 （c）热敏电阻）热敏电阻 （d）压敏电阻（）压敏电阻（e）定值电阻（）定值电阻（f）可调电阻（）可调电阻（g）电位器）电位器（a）无极性电容（）无极性电容（b）有极性电容）有极性电容 (c)半导体电容半导体电容n半导体电容半导体电容n

6、定值电容：无极性和有极性电容主要设置参数定值电容：无极性和有极性电容主要设置参数要给出正确的参数，并注意填写正确的要给出正确的参数，并注意填写正确的单位单位。n设置电容值和电容两端的起始电压值设置电容值和电容两端的起始电压值n半导体电阻：由半导体电阻：由电容值电容值、长度长度、宽度宽度和和电路初始工作时半导体电电路初始工作时半导体电容两端的电压容两端的电压决定决定（a）定值电感）定值电感 （b）可调电感（）可调电感（c）加铁芯定值电感（）加铁芯定值电感（d）加铁芯可调电感）加铁芯可调电感n设置电感值和电路初始工作时流入电感的电流两个参数。设置电感值和电路初始工作时流入电感的电流两个参数。n（1

7、 1）定值电感（无论是否加铁芯）定值电感（无论是否加铁芯）n实际值为实际值为“Value” 乘以可调电感系数乘以可调电感系数“Set Position” 。n“Initial Current”为电路初始工作时流入电感的电流。为电路初始工作时流入电感的电流。n（2 2）可调电感（无论是否加铁芯）可调电感（无论是否加铁芯）常用元件简介及仿真参数设置常用元件简介及仿真参数设置AltiumLibrarySimulation常用元件简介及仿真参数设置常用元件简介及仿真参数设置n在进行电路仿真时，必须放置仿真电源在进行电路仿真时，必须放置仿真电源n标识符必须和原理图中的标识符必须和原理图中的Power P

8、ort标识符相同，才能进行仿真。标识符相同，才能进行仿真。n作用好比是信号发生器，观察其发出的标准信号经过仿真作用好比是信号发生器，观察其发出的标准信号经过仿真电路后的输出，从而判断仿真电路参数设置的合理性。电路后的输出，从而判断仿真电路参数设置的合理性。正弦信号源：具有固定频率的正弦电压或电流正弦信号源：具有固定频率的正弦电压或电流正弦电压源（正弦电压源（VSIN）和正弦波形电流源（）和正弦波形电流源（ISIN）n直流源直流源:为电路提供不变的电压和电流输出。为电路提供不变的电压和电流输出。n直流电压源直流电压源VSRC和直流电流源和直流电流源ISRC。 n周期脉冲源：周期性的连续脉冲电压或

9、电流输出。周期脉冲源：周期性的连续脉冲电压或电流输出。n电压脉冲源电压脉冲源VPULSE和电流脉冲源和电流脉冲源IPULSE。n分段线性源：通过设置不同时刻的电压或电流，产生分段线性源：通过设置不同时刻的电压或电流，产生仿真电路需要的任意波形的电压或电流激励源。仿真电路需要的任意波形的电压或电流激励源。n分段线性电压源分段线性电压源VPWL和分段线性电流源和分段线性电流源IPWL。 n指数激励源：上升沿或下降沿按指数规律变化的电压或电流指数激励源：上升沿或下降沿按指数规律变化的电压或电流激励源。激励源。n指数函数电压源指数函数电压源VEXP和指数函数电流源和指数函数电流源IEXP。 n线性受控

10、源：有线性受控源：有2个输入节点和输出节点，可在输出节点个输入节点和输出节点，可在输出节点得到受输入节点控制的线性输出信号。得到受输入节点控制的线性输出信号。n线性电压控制电流源线性电压控制电流源GSRC、线性电压控制电压源、线性电压控制电压源ESRC、线性电流控制电流源线性电流控制电流源FSRC、线性电流控制电压源、线性电流控制电压源HSRC。 n调频源：产生仿真电路需要的单频调频波。调频源：产生仿真电路需要的单频调频波。n包括调频电压源包括调频电压源VSFFM和调频电流源和调频电流源ISFFM。n非线性受控源：可以由用户定义的函数关系表达式产生所非线性受控源：可以由用户定义的函数关系表达式

11、产生所需的激励源。需的激励源。n非线性受控电压源非线性受控电压源BVSRC和非线性受控电流源和非线性受控电流源BISRC 。初始状态设置初始状态设置原理图仿真过程中，非线性电路、振荡电路和触发器电路进原理图仿真过程中，非线性电路、振荡电路和触发器电路进行直流或瞬态分析时，常出现解不收敛现象。行直流或瞬态分析时，常出现解不收敛现象。n节点电压设置节点电压设置节点电压可在初始电压设置对话框中设置，即打开如图所示的对话框，在“Model Kind”下拉列表中选择“Initial Condition”选项，再在“Model Sub-Kind”中选择“Initial Node Voltage Guess

12、”选项，然后单击“Parameters”选项卡进行初始电压设置。初始电压设置对话框定义元件属性设置定义元件属性设置在瞬态分析中，设置了参数“Use Initial Conditions”和IC，瞬态分析就先不进行直流工作点的分析，因而应在IC中设定各点的直流电压。如果瞬态分析中没有设置参数“Use Initial Conditions”，那么在瞬态分析前计算直流偏置（初始瞬态）解。这时IC设置中指定的节点电压仅当做求解直流工作点时相应的节点的初始值。定义元件属性设置定义元件属性设置n初始条件设置打开对话框，在“Model Kind”下拉列表中选择“Initial Condition”选项，再在

13、“Model Sub-Kind”中选择“Set Initial Condition”选项，然后单击“Parameters”选项卡进行初始条件设置。定义初始状态元件定义初始状态元件特殊元件设置特殊元件设置特殊元件设置特殊元件设置n作用：为仿真原理图中指定的节点设置初始电压，仿真作用：为仿真原理图中指定的节点设置初始电压，仿真器根据这些节点电压求得直流或瞬态的初始解器根据这些节点电压求得直流或瞬态的初始解n作用：为仿真原理图的瞬态分析设置初始条件，仿真作用：为仿真原理图的瞬态分析设置初始条件，仿真器根据设置的初始条件进行具体的仿真分析。器根据设置的初始条件进行具体的仿真分析。n在瞬态分析中，设置了

14、参数在瞬态分析中，设置了参数“Use Initial Conditions”和和IC，瞬态，瞬态分析就先不进行直流工作点的分析，因而应在分析就先不进行直流工作点的分析，因而应在IC中设定各点的中设定各点的直流电压。直流电压。n如果瞬态分析中没有设置参数如果瞬态分析中没有设置参数“Use Initial Conditions”，那么在，那么在瞬态分析前计算直流偏置（初始瞬态）解。这时瞬态分析前计算直流偏置（初始瞬态）解。这时IC设置中指定的节设置中指定的节点电压仅当做求解直流工作点时相应的节点的初始值。点电压仅当做求解直流工作点时相应的节点的初始值。定义元件属性设置定义元件属性设置仿真器设置仿真

15、器设置DesignSimulateMixed Sim仿真分析设置对话框仿真分析设置对话框5种不同的种不同的数据存储数据存储类型类型激活的仿激活的仿真分析信真分析信号号 n静态工作点分析静态工作点分析:用于计算电路的直流工作点。用于计算电路的直流工作点。n瞬态瞬态/傅里叶分析：在给定激励信号的条件下计算傅里叶分析：在给定激励信号的条件下计算电路的响应。电路的响应。n仿真器设置仿真器设置 n仿真器设置仿真器设置n瞬态：从时间零开始到用户设定的终止时间范围内进行的瞬态：从时间零开始到用户设定的终止时间范围内进行的，属于时域分析。系统将输出各个节点电压、电流及元件消，属于时域分析。系统将输出各个节点电

16、压、电流及元件消耗功率等参数随时间变化的曲线。耗功率等参数随时间变化的曲线。n傅里叶：属于频谱分析，可与瞬态分析同步，主要用来傅里叶：属于频谱分析，可与瞬态分析同步，主要用来分析电路中各个非正弦波的激励和节点的频谱，以获得电分析电路中各个非正弦波的激励和节点的频谱，以获得电路中的基频、直流分量及谐波等参数。路中的基频、直流分量及谐波等参数。n瞬态瞬态/傅里叶分析傅里叶分析 瞬态瞬态/ /傅里叶特性分析参数设置对话框傅里叶特性分析参数设置对话框n瞬态瞬态/傅里叶分析傅里叶分析 n直流扫描分析直流扫描分析DC Sweep Analysis:通过改变直流输入的幅度来通过改变直流输入的幅度来得到不同的

17、输出，继而得到电路的传输特性（即输入与输出的关系得到不同的输出，继而得到电路的传输特性（即输入与输出的关系）。）。n交流小信号分析交流小信号分析AC Small Signal Analysis:通过改变输入信号的通过改变输入信号的频率，分析电路的频率响应特性（输出信号随输入信号频率变化的频率，分析电路的频率响应特性（输出信号随输入信号频率变化的情况）。情况）。n仿真器设置仿真器设置 n噪声分析噪声分析n传递函数分析传递函数分析:主要用来分析仿真电路的输入电阻和输出电阻主要用来分析仿真电路的输入电阻和输出电阻.n温度扫描分析温度扫描分析Temperature Sweep :在定义的温度范围内对应

18、每在定义的温度范围内对应每个给定的温度对电路进行分析个给定的温度对电路进行分析,产生一系列曲线。产生一系列曲线。n仿真器设置仿真器设置n单击菜单单击菜单“Simulate”“Run”命令，可对电路进行仿真。命令，可对电路进行仿真。n系统以用户设定的方式对原理图进行分析后，将生成后缀为系统以用户设定的方式对原理图进行分析后，将生成后缀为.sdf的的输出文件和后缀为输出文件和后缀为.nsx的原理图的的原理图的SPICE模式表示文件；模式表示文件；n并在波形显示器中显示用户设定节点仿真后的输出波形，并在波形显示器中显示用户设定节点仿真后的输出波形，用户可根据该文件分析并完善原理图的设计。用户可根据该文件分析并完善原理图的设计。n仿真器设置仿真器设置n1新建一个项目新建一个项目n仿真实例仿真实例-模拟电路模拟电路n2绘制仿真电路原理图绘制仿真电路原理图n3设置仿真节点设置仿真节点设置设置 Vi、Vb、Vc、Ve和和Vo网络标号。网络标号。注意仿真节点一定要放在注意仿真节点一定要放在元件引脚的外端点或导线上，元件引脚的外端点或导线上，否则该节点将不会出现在否则该节点将不会出现在仿真分析设置对话框中仿真分析设置对话框中“Available Signals”列表框内。列表框内。n4设置仿真器设置仿真器n仿真实例仿真实例-模拟电路模拟电路n5运行电路仿真运行电路仿真