原理图仿真

第6章 原理图仿真
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⒎ 扫描参数分析（Parameter Sweep Analysis）
扫描参数分析允许设计者以自定义的增幅扫描器
件的值。扫描参数分析可以改变基本的器件和模式， 但并不改变子电路的数据。
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3. 振荡器和积分器电路仿真
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（1）电路原理图(见下图)
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（2）仿真设置
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仿真器的设置根据本电路的特点，采用如下两图所 示的仿真设置项，对电路进行瞬态分析。
点击右侧窗口下方的“Operating point”按钮，即可
查看直流工作点仿真分析结果，如下图所示。
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2. 整流稳压电路的仿真分析
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（1）电路原理图 (见下图)
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（2）仿真器进行设置
仿真的设置视具体电路而定。本电路采用下图所示
Fra Baidu bibliotek
在元件库 Simulation Symbols.lib中，主要激励源有： 直流电压源、直流电流源、正弦电压源、正弦电流源、 电压脉冲源、电流脉冲源、分段线性电压源、分段线
性电流源、指数激励电压源、指数激励电流源、单频
调频电压源、单频调频电流源、线性电压控制电流源、 线性电流控制电压源、线性电流控制电流源、线性电
真器按这些节点电压求得直流或瞬态的初始解。该设 置对双稳态或非稳态电路的计算收敛可能是必须的，
它可使电路摆脱“停顿”状态，而进入所希望的状态。
一般情况下，不必设置该项。 对节点电压设置的属性对话框可如下设置： Designator 器件名称，每个节点电压设置必须有唯一 的标识符，如 NS1、NS2等。
⒐ 传递函数分析(Transfer Function Analysis) 传递函数分析计算直流输入阻抗、输出阻抗， 以及直流增益。
⒑ 噪声分析（Noise Analysis）
该设置是进行电路的噪声分析。噪声分析是
同交流分析一起进行的。
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（3）仿真分析
设置完以后，单击 “Run Analyses”按钮开始仿真，
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或单击“Close”按钮结束该设置，再通过执行 “ Simulate\Run”菜单开始仿真。运行仿真后，生成的 “.sdf”文件，如下图所示为瞬态分析结果 .
电路原理图要进行仿真分析，必须使用具有仿真模 型的元件。Protel 99 SE提供有Sim.ddb仿真元件数据库， 该数据库包含了多种仿真元件库 。
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6.1.2 仿真元件数据库Sim.ddb中的激励源
在SIM的仿真元件库中，包含了以下主要激励源。
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6.3 运行电路原理图仿真
6.3.1 电路原理图仿真分析基本方法步骤 电路原理图仿真分析基本方法步骤为： （1）设计电路原理图文件； （2）设置SIM仿真环境； （3）运行仿真； （4）分析仿真结果。
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6.3.2 电路仿真举例
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⒌ 直流分析（DC Sweep Analysis）
直流分析产生直流转移曲线。直流分析将执行一系
列静态工作点分析，从而改变前述定义所选择电源的 电压。设置中，可定义或可选辅助源。
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元件库 Simulation Symbols.lib中，包含了两个特别的初始状态 定义符：
.NS NODESET。 .IC Initial Condition。
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⒈ 节点电压设置.NS
该设置使指定的节点固定在所给定的电压下，仿
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6.1 SIM仿真库中的主要元器件 6.2 仿真设置
6.3 运行电路原理图仿真
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由Protel 99 SE设计的电路原理图，不必进行实际
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6.2.2 仿真分析设置
⒈ 进入分析（Analysis）主菜单
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单击“Simulate\ Setup”命令，如左下图所示。进入仿 真器的设置，弹出“Analyses Setup”对话框，如右下图所 示。 在General选项中，设计者可以选择分析类别。
若PERIOD是基频的周期，则 PERIOD=1／FREQ，
也就是说，瞬态分析至少要持续 1／FREQ(s)。
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⒋ 交流小信号分析（AC Small Signal Analysis） 交流小信号分析将交流输出变量作为频率的函 数计算出来。先计算电路的直流工作点，决定电 路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数， 然后在设计者所指定的频率范围内对该线性化电 路进行分析。
安装调试，只要使用SIM数／模混合信号仿真器，就
可以进行多种性能分析，观察复杂的模拟信号和数字 信号波形，从而及时发现错误，修正错误，有效地提
高了设计质量。
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6.1 SIM仿真库中的主要元器件
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6.1.1 仿真元件数据库Sim.ddb中的仿真元件
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的仿真设置项，对电路进行直流工作点分析、瞬态分析 和交流小信号分析。
第6章 原理图仿真 （3）运行仿真 单击 Run Analyses按钮开始仿真。或单击 Close按钮结束该设置， 再通过执行“Simulate\ Run”菜单命令运行仿真。 仿真完成后，将生成“.sdf”文件，显示电路的输入输出波形，如下 图所示。
8. 温度扫描分析（Temperature Sweep Analysis）
温度扫描分析和交流小信号分析、直流分析及瞬
态特性分析中的一种或几种相连的。该设置规定了在 什么温度下进行模拟。如设计者给了几个温度，则对
每个温度都要做一遍所有的分析。
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谢谢!
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钮结束该设置，再通过执行“Simulate\Run”菜单命令 运行仿真。仿真完成后，将生成“.sdf”文件，显示电 路中集电极C和输入输出的瞬态分析波形，如下图所 示。
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⒉ 瞬态特性分析（Transient Analysis）
瞬态特性分析是从时间零开始，到用户规定的时间范
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围内进行的。设计者可规定输出开始到终止的时间长 短和分析的步长，初始值可由直流分析部分自动确定， 所有与时间无关的源，用它们的直流值，也可以在设 计者规定的各元件上的电平值作为初始条件进行瞬态 分析。 在SIM 99中设置瞬态分析的参数，通过激活
压控制电压源、非线性受控电压源、非线性受控电流
源、频率/电压(F/V)转换仿真源器件、压控正弦振荡器、 压控方波振荡器、压控三角波振荡器等。
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6.2 仿真设置
《 Protel 99 SE EDA 技 术 及 应 用 》 电路原理图运行仿真之前，要先进行仿真状态和参数的设置， 包括：初始状态和初始条件，以及选择仿真项目并进行参数设置。 6.2.1 设置仿真初始状态 设置初始状态是为计算仿真电路直流偏置点而设定一个或多个 电压（或电流）值。在仿真非线性电路、振荡电路及触发器电路的 直流或瞬态特性时，常出现解的不收敛现象，当然，实际电路是收 敛的，设置初始值最通常的原因就是在两个或更多的稳定工作点中 选择一个，以便仿真顺利进行。
Part Type 节点电压的初始幅值，如12V。
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⒉
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初始条件设置 .IC
该设置是用来设置瞬态初始条件的，不要把该设置
和上述的设置相混淆。“.NS”只是用来帮助直流解的 收敛，并不影响最后的工作点（对多稳态电路除外）。 “.IC”仅用于设置偏置点的初始条件，它不影响DC扫 描。 瞬态分析中的设置项中一旦设置了参数 Use Initial Conditions（.IC）时，瞬态分析就先不进行直流工作 点的分析（初始瞬态值），因而应在该“.IC”中设定
⒍ 蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）
蒙特卡罗分析是使用随机数发生器按元件
值的概率分布来选择元件，然后对电路进行模
拟分析。所以蒙特卡罗分析可在元器件模型参
数赋给的容差范围内，进行各种复杂的分析， 包括直流分析、交流及瞬态特性分析。这些分 析结果可以用来预测电路生产时的成品率及成 本等。
1. 单管放大电路的仿真分析 （1）电路原理图 (下图所示)
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（2）仿真器进行设置
仿真的设置视具体电路而定。本电路采用如下图所示
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的仿真设置项，对电路进行直流工作点分析、瞬态分 析分析。
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（3）运行仿真
单击 Run Analyses按钮开始仿真。或单击 Close按
各点的直流电压。
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初始状态的设置共有三种途径：“.IC”设置、“.NS”
设置和定义器件属性。在电路仿真中，如有这三种或两 种共存时，在分析中优先考虑的次序是定义器件属性、 “.IC”设置、“.NS”设置。如果“.NS”和“.IC”共存时， 则“.IC”设置将取代“.NS”设置。
“Transient/一步Fourier”标签页，可得如下页图所示
的“设置瞬态分析／傅里叶分析参数”对话框。
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⒊傅里叶分析（Fourier）
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傅里叶分析是计算瞬态分析结果的一部分，得到 基频、DC分量和谐波。不是所有的瞬态结果都要用到， 它只用到瞬态分析终止时间之前的基频的一个周期。