第8章电路仿真.ppt

1、第8章电路模拟，8.1概述8.2 SIM 99模拟库的主要组件8.3 SIM 99的激励源8.4仿真器设置8.4运行电路模拟，返回主目录，8.1概述，Protel 99 SE的模拟器可以直接对单个或多个原理图进行数字模拟混合模拟。牙齿模拟器使用最新版本的Berkeley的SPICE3f5/Xspice启用模拟数字混合模拟，使用基于事件的数字设备(TTL/CMOS)动作模型执行精确的数字和模拟器模拟，而无需进行D/A或A/D转换。每个模拟库中的零部件都具有放置在Simulation Models库中的相应模型。牙齿模拟器根据计算机的内存大小，允许根据电路大小模拟无限层次的模拟电路和无限数量的语句

2、。在执行成功的模拟之前，您必须确保线路图档案包含所有必要的模拟资讯。通常，(1)所有零部件都必须有模型。(2)必须有适当的信号源。(3)要标识节点，必须添加相应的网络标记。8.2SIM 99模拟库的主要组件包括SIM 99的模拟库中的以下主要模拟组件：8.2.1电阻库Simulation Symbols.lib包含RES:固定电阻：RESSEMI:半导体电阻电阻器。RPOT:电位器；RVAR:可变电阻。上面的符号表示典型的电阻类型，如图8.1所示。放置时按Tab键，或放置后设置双击零件弹出式属性对话框、参数。图8.1模拟库的电阻类型，8.2.2电容库Simulation Symbols。Lib

3、包含以下电容：CAP:值无极电容；CAP2:设定值极性电容；CAPSEMI:半导体电容。这些符号表示常见的电容类型，如图8.2所示。图82模拟库的电容类型，8.2.3电感库Simulation Symbols。Lib中包含的电感INDUCTOR。电感属性对话框：设计师：可以从电感名称(如L1)设置为参数(如设计师：名称)。未成型单位的电感值，例如Part Type: 27mh。在IC: Part Fields选项卡中进行设置时，表示初始条件，即电感初始电压值。仅当在模拟分析工具傅里叶变换中选择了“使用初始条件”时，“牙齿”条目才有效。8.2.4二极管库Diode.lib包含根据产业标准部件数命

4、名的巨大二极管数。如图8.3所示，牙齿图简要说明了库中包含的几个茄子二极管的列表。图8.3模拟库的二极管类型，库Bjt.lib中的8.2.5三极管包含大量被命名为产业标准部件数的三极管。如图8.4所示，牙齿图简要列出了库中包含的三极管型号。图8.4模拟库的电晶体类型，8.2.6 JFET接头场效应电晶体接头场效应电晶体(包含在Jfet.lib库文件中)。如图8.5所示，牙齿图简要显示了库中包含的连接场效应电晶体的列表。图8.5模拟库的连接场效应管类型，8.2.7 MOS场效应电晶体MOS场效应电晶体是现代集成电路中最常用的组件。SIM 99提供了四个茄子MOXFET模型，其中VA特性公式不同，

5、但所基于的物理模型相同。库Mosfet.lib包含根据产业标准部位数命名的巨大MOS场效应电晶体数。如图8.6所示，牙齿图简要显示了库中包含的MOS场效果电晶体列表。图8.6模拟库的MOS场效应管，8.2.8电压/电流控制交换机库Switch.lib包含可用于以下模拟的交换机：CSW:基本电流控制开关SW:基本电压控制开关。如图8.7所示，牙齿图简要列出了磁带库中包含的电压/电流控制开关。图87模拟库中的电压/电流控制开关，8.2.9保险丝Fuse.lib包含常规保险丝组件。熔断器的属性对话框参数：设计师：熔断器名称(例如f1)可以设置。当前：熔断器电流，单位为a，例如1a；阻抗：ohm单位的

6、线内熔断器，在“Part Fields”选项卡上设置。8.2.10继电器(RELAY)库Relay.lib包含大量继电器，如图8.8所示。可以在继电器属性对话框(设计师：继电器名称)中设置为参数(设计师：名称)。Pullin:触点引入电压；下降开关：触点偏差电压；Contar:触点阻抗Resignator:线圈阻抗；Inductor:螺旋电感。图8.8仿真库的继电器类型，8.2.11互检测(电感耦合器)库Transformer.lib包含大量电感耦合器。您可以在电感耦合器的属性对话框：设计师：感应耦合器名称(例如T1)中进行参数设定，如下所示：Ratio:变更模型预设值的次要侧/主要侧可变比率

7、RP:选项，主要侧阻抗；RS:可选，第二侧阻抗。8.2.12 TTL和CMOS数字电路部件库74XX.lib包含74XX系列的TTL逻辑组件。库Cmos.lib包含4000系列的Cmos逻辑组件。设计人员可以在设计的模拟图中使用上述库中包含的数字电路零件。8.2.13 SIM99的模拟库SIM99的模拟库将各种元件分类存储在以下库中：7SEGDISP。Lib : 7段数字电子管库。74xx .Lib:74系列数字集成电路库。BJT .Lib:双极电晶体。BUFFER .Lib:缓冲库。CAMP .Lib:电流放大器库。CMOS .Lib:CMOS数字集成电路库。COMPARATOR .Lib:

8、比较程序库。CRYSTAL .Lib:修正库。DIODE .Lib:二极管库。IGBT .Lib:绝缘栅双极电晶体库。JFET .Lib:结场效应电晶体。MATH .Lib:具有多种数字功能的双通信端口库。MESFET .Lib:金属半导体场效应管库。MISC .Lib:其他库。MOSFET .Lib:金属氧化物场效应管库。OPAMP .Lib:运算放大器库。OPTO .Lib:光纤耦合器库。REGULATOR .Lib:电源供应设备库。RELAY .Lib:继电器库。SCR .Lib:晶闸管库。Simulation Symbols .Lib:通用模拟库。SWITCH .Lib:交换机库。TI

9、MER .Lib:基于时间的电路库。TRANSFORMER .Lib:变压器库。TRANSLINE .Lib:传输线库。TRIAC .Lib:双向晶闸管库。TUBE .Lib:电子管库。UJT .Lib:单节点电晶体库。8.3 SIM 99的激励源，SIM 99的模拟库包含以下主要激励源：8.3.1 DC源在库Simulation Symbols.lib中包含以下DC源组件：VSRC电压源；ISRC电流源；模拟库中的电压/电流源符号如图8.9所示。图8.9电压/电流源符号，8.3.2正弦模拟源库Simulation Symbols.lib包含以下正弦源组件：VSIN正弦电压源ISIN正弦电流源

10、。通过这些源，可以创建正弦波电压和电流源。模拟库中的正弦电压/电流源符号如图8.10所示。图8.10正弦电压/电流源符号，8.3.3周期脉冲源库Simulation Symbols.lib包含以下周期脉冲源组件：VPULSE:电压脉冲源IPULSE:电流脉冲源；使用这些源可以创建周期的连续脉冲。模拟库中的周期脉冲源符号如图8.11所示。图8.11周期脉冲源符号，周期脉冲源的属性对话框参数：设计师：设置所需激励源组件名称(例如，input)；DC:无需设置牙齿条目。AC:要在牙齿电源供应设备(常规1)上执行交流信号分析，您可以设置牙齿选项。交流相位：小信号的电压相位；Initial Value:

11、电压或电流的起始值：Pulsed:上升时间的电压或电流值；Time Delay:动机源从初始状态到激发的延迟(S)。Rise Time:上升时间，必须大于0；Fall Time:下降时间，必须大于0。Pulse Width:脉冲宽度，即脉冲发生状态的时间(S；持续时间：s单位的脉冲周期；8.3.4金志洙激励源库Simulation Symbols.lib包含以下金志洙激励源组件：VEXP:金志洙激励电压源IEXP:金志洙激励电流源；可以使用这些源创建具有金志洙上升或下降边缘的脉冲波形。图8.12是模拟库的金志洙激励源部件。图8.12金志洙激励源符号，8.3.5单频率源库Simulation S

12、ymbols.lib包含单频率源部件，例如VSFFM电压源。ISFFM电流源；使用这些源可以创建单频率调频波。图8.13是模拟库的单个频率调制源组件。图8.13单频率调制源符号，8.3.6线性控制源库Simulation Symbols.lib包含以下线性控制源组件：GSRC:线性电压控制电流源ESRC:线性电压控制电压源；FSRC:线性电流控制电流源；HSRC:线性电流控制电压源；如图8.14所示，仿真器内的线性控制源组件如图8.14所示。图8.14线性控制源元组件，上面的标准SPECE线性控制源，每个线性控制源具有两个输入节点和两个输出节点。输出节点之间的电压或电流由输入节点之间电压或电流

13、的线性函数、通常是源的增益、交叉传导等确定。线性控制源的属性对话框设置包括：设计师：所需激励源组件名称(GSRC1)部件类型设置：对于线性电压控制电流源，以S(西门子)为单位设置应答。对于线性电压控制电压源，设置电压增益，对于无量纲设置线性电流控制电压源，设置互阻(以单位计)。对于线性电流控制电流源，电流增益、无量纲设置、8.3.7非线性控制源库Simulation Symbols.lib包含以下非线性控制源组件：BVSRC非线性控制电压源；BISRC非线性控制电流源；图8.15是包含在仿真器内的非线性控制源组件。图8.15非线性控制源符号，8.3.8电压控制振动(VCO)模拟源库Simula

14、tion Symbols.lib中有SINEVCO电压控制正弦振荡器SQRVCO电压控制方波振荡器；TRIVEO电压控制三角波振荡器。设计人员可以使用上述组件在原理图上创建压控振荡器(图8.16)。图8.16是包含在仿真器内的压力控制振动源组件。图8.16电压控制冲击源组件，8.4仿真器设置，8.4.1模拟初始状态设置初始状态设置是设置一个或多个电压(或电流)值以计算模拟电路直流偏置点。模拟非线性电路、振动电路和触发器电路直流或暂时性特性时经常发生的解决方案收敛不是因为收敛，而实际电路收敛是因为偏置点发散或收敛的偏置点无法适应各种情况。设定初始值最常见的原因是选取两个或多个稳定工作点之一，以使

15、模拟顺利进行。库Simulation Symbols.lib包含两个茄子特殊的初始状态定义程序nsnodeset。IC Initial Condition。设置一节点电压。NS牙齿设置将指定的节点固定在指定的电压下，仿真器以该节点电压获得DC或暂时的初始解释。可能需要双稳态或异常电路计算的收敛，这使您可以从“暂停”状态移动到电路和所需状态。通常不需要设置。在节点电压下设置的属性对话框参数：设计师：节点名称，每个节点电压设置具有唯一标识符，例如NS1)。Part Type:节点电压的初始大小，例如12V。2设置初始条件。IC牙齿设置用于建立临时初始条件，“IC”仅用于建立偏置点的初始条件，不影响

16、DC扫描。在初始条件中设置的属性对话框参数：可以设置为设计师：节点名称。每个初始条件设置都必须具有唯一的标识符，例如IC1。Part Type:节点电压的初始大小，例如5V。初始状态设置包括三种茄子方法：IC设置、NS设置和组件属性定义。在电路模拟期间，如果三个牙齿茄子或两者同时存在，则分析需要优先考虑的顺序是定义组件属性、“IC”设置和“NS”设置。当“NS”和“IC”共存时，“IC”设置将替代“NS”设置。在执行8.4.2仿真器设置模拟之前，设计者需要确定电路分析、要收集的变量数据以及模拟完成后自动显示的变量的波形等。1当“分析”(Analysis)主菜单进入Protel 99 SE原理图编辑的主菜单时，单击“SimulateSetup”命令进入仿真器设置，如图8.17所示。图8.17“simulate S