《Altium Designer winter 09电路设计案例教程》-第29讲 第13章 电路仿真分析

图13-24 瞬态特性参数设置
13.3.3信号仿真分析 信号仿真分析
单击 “ ” 按钮运行仿真，仿真波形如图13-25所示。
图13-25 瞬态分析仿真波形
读者可以改变一些原理图中元件参数，再运行仿真看看 其变化。试着将C1的值改为47n，然后再运行瞬态特性分析。 输出波形将显示一个不均匀的占空比波形。
图13-18 交流小信号分析参数设置对话框 其中Start Frequency参数用于设置进行交流小信号分析的起始频率。 Stop Frequency参数用于设置进行交流小信号分析的终止频率。 Sweep参数用于设置交流小信号分析的频率扫描的方式，系统提供了三种频率扫描 方式“Linear”项表示对频率进行线性扫描，“Decade”项表示采用10的指数方式进行扫 描，“Octave”项表示采用8的指数方式进行扫描。 Test Points参数表示进行测试的点数。 Total Test Points参数表示中的测试点数。
执行Design→Simulate→Mixed Sim命令,弹出如图13-15所示的电路 仿真分析设置对话框。
13.2.1一般设置（General 一般设置（ 一般设置 Setup） ）
在仿真分析设置对话框的左 侧分析选项列表中，列写出了所 有的分析选项，选中每个分析选 项，右侧即显示出相应的设置项。 选中General Setup，即可在右侧 的选项中进行一般设置。在 Available Signals 列表中显示的 是可以进行仿真分析的信号， Active Signals列表框中显示的是 激活的信号，将需要进行仿真的 信号，单击 “ ”和 “ ” 可完成添加或删除激活信号，如 图13-15所示。
图13-22 多谐振荡器仿真原理图
13.3.2仿真器参数设置
1.单击 “ ” 按钮，弹出13-23所示的对话框，分别双击Q1B、Q1C、 Q2B、Q2C，把他们添加到Active Signals内，见图13-23。 2.在Collect Data For栏，从列表中选择“Node Voltage，Supply Current，Device Current and Power”。 3.为这个分析勾选“Operating Point Analysis”和“Transient Analysis”。
小结： 小结：
13.1仿真元件库 13.2仿真器的设置 13.3多谐振荡器电路仿真实例
13.3.1绘制仿真原理图 13.3.2仿真器参数设置 13.3.3信号仿真分析
13.2.4交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）
交流小信号分析用于对系统 的交流特性进行分析，在频域响 应方面显示系统的性能，该分析 功能对于滤波器的设计相当有用， 通过设置交流信号分析的频率范 围，系统将显示该频率范围内的 增益。在电路仿真分析设置对话 框中，激活AC Small Signal Analysis选项，在如图13-18所示 的交流小信号分析参数设置对话 框中进行设置。
图13-14传输线元件
13.1.5仿真Pspice功能元件库（Simulation Pspice Function.IntLib） 仿真Pspice功能元件库主要为设计者提供Pspice功能元件。
13.2仿真器的设置 13.2仿真器的设置
完成电路的编辑后，在仿真之前，要选择对电路进行 那种分析，设置收集的变量数据，以及设置显示哪些变量 的波形。常见的仿真分析有静态工作点分析（Operating Point Analysis）、瞬态分析（Transient Analysis）、直 流扫描分析（DC Sweep Analysis）、交流小信号分析 （AC Small Signal Analysis）、噪声分析（Noise Analysis）、极点、零点分析（Pole-Zero Analysis）、传 递函数分析（Transfer Function Analysis）、温度扫描分 析（Temperature Sweep）、参数扫描（Parameter Sweep）、蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）等分 析。本章主要讲解后面例子中用到的静态工作点分析、瞬 态分析和交流小信号分析的设置方法。
1.
2. 3. 4. 5.
13.3.1绘制仿真原理图
在第二章中已经绘制了多谐振荡器电路，如图2-1所 示。其中每个元件都具有其仿真属性，因此不用更改。只 需将接口Y1删除，添加一个+12V的电压源V1，方法：单 击“Utility”工具栏中的工具按钮，打开如图13-20所示的 仿真电源工具栏，在工具栏中单击“+12V”电压源工具按 钮，在工作区放置一个+12V的电压源。
13.3多谐振荡器电路仿真实例 多谐振荡器电路仿真实例
在学习前面关于电路仿真的基本知识后，将对第二章 的多谐振荡器电路进行仿真。电路仿真的一般步骤如下： 找到仿真原理图中所有需要的仿真元件，如果仿真元件 库中没有所用的元件，必须事先建立其仿真库文件，并 添加仿真模型。本章后面的模拟放大电路仿真和BCD-7 段译码电路仿真实例中将讲解这部分内容，但元件的仿 真库文件的建立方法在本教材中不做要求。 仿真元件的放置和电路的连接，并且添加激励源。 在需要绘制仿真数据的节点处添加网络标号。 仿真器参数设置。 电路仿真并分析仿真结果。
可进行仿 真的信号 激活的信 号
添加或删 除按钮
图13-15 仿真分析设置对话框
13.2.2静态工作点分析（Operating Point Analysis） 静态工作点分析通常用于对放大电路进行分析， 当放大器处于输入信号为零的状态的时候，电路中 各点的状态就是电路的静态工作点。最典型的是放 大器的直流偏置参数。进行静态工作点分析的时候， 不需要设置参数。 13.2.3瞬态分析（Transient Analysis） 瞬态分析用于分析仿真电路中工作点信号随时 间变化的情况。进行瞬态分析之前，设计者要设置 瞬态分析的起始和终止时间、仿真时间的步长等参 数。在电路仿真分析设置对话框中，激活Transient 选项，在如图13-17所示的瞬态分析参数设置对话框 中进行设置。
图13-20 放置激励源+12v的电压源
放置完毕后，点击元件，弹出元件属性对话框，如图1321所示，修改其参数，设置Designator为“V1”、Comment 为“=Value”、Value为“+12”。
图13-21 仿真电压源属性设置对话框
连接电路，并放置网络 标号：Q1B、Q1C、Q2B、 Q2C，如图13-22所示。
图13-17 瞬态分析参数设置对话框
在Transient Analysis Setup列表中共用11个参数设置选项，这些参数的 含义分别是： Transient Start Time参数用于设置瞬态分析的起始时间。瞬态分析通常 从时间零开始，在时间零和开始时间，瞬态分析照样进行，但并不保存结果。 而开始时间和终止时间的间隔将保存，并用于显示。 Transient Stop Time参数用于设置瞬态分析的终止时间。 Transient Step Time参数用于设置瞬态分析的时间步长，该步长不是固 定不变的。 Transient Max Step Time参数用于设置瞬态分析的最大时间步长。 Use Initial Conditions项用于设置电路仿真的初始状态。当勾选该项后， 仿真开始时将调用设置的电路初始参数。 Use Transient Default项用于设置使用默认的瞬态分析设置，选中该项后， 列表中的前四项参数将处于不可修改状态。 Default Cycles Displayed参数用于设置默认的显示周期数。 default Points Per Cycle参数用于设置默认的每周期仿真点数。 Enable Fouries项用于设置进行傅立叶分析，勾选该项后，系统将进行傅 立叶分析，显示频域参数。 Fouries Fundamental Frequency用于设置进行傅立叶分析的基频。 Fouries Number of Harmonics用于设置进行傅立叶分析的谐波次数。
图13-4 节点设置和初始条件状态定义符
13.1.2仿真数学函数元件库（Simulation Math Function. IntLib） 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数， 通过使用这些函数可以对仿真信号进行相关的数学计算，从而得到自 己需要的信号。 13.1.3仿真特殊功能元件库（Simulation Special Function. IntLib） 仿真特殊功能元件库的元件主要是常用的运算函数，比如增益、 加、减、乘、除、求和和压控振荡源等专用的元件。 13.1.4信号仿真传输线元件库（Simulation Transmission Line. IntLib） 信号 仿真传输线元件库包括三个信号仿真传输线元件，分别是URC均 匀分布传输线、LTRA有损耗传输线和LLTRA无损耗传输线，如图1314所示。
11.2 多通道电路设计
教学目的及要求： 教学目的及要求：
1. 了解电路仿真的基本知识介绍 2. 熟悉电路仿真的步骤 3. 熟练掌握多谐振荡器电路的仿真
教学重点、难点： 教学重点、难点：多谐振荡器电路的仿真 复习： 复习：
11.2.1多路滤波器的原理图设计 11.2.1多路滤波器的原理图设计 11.2.2多路滤波器的PCB设计 多路滤波器的PCB 11.2.2多路滤波器的PCB设计 1.检查电路正确否，执行“Project”→“Compile PCB Project 多通道设 计.PrjPcb”命令。 2.执行“Design” →“Update PCB Document 多路滤波器.PcbDoc”命令。 3.从图11-46看出，元件的标号是乱的，所以重新标注PCB板上元件的 标号。 4.设计 PCB板 5.把PCB板上重新标注的元件的标号信息更新到原Altium Designer为用户提供了大部分常用的仿真元件， 这些仿真元件库在安装目录下的：/Altium Designer Winter 09/Library/Simulation中，其中包含了仿真信号源 库Simulation Sources.IntLib、仿真特殊功能元件库 Simulation Special Function.IntLib、仿真数学功能元件库 Simulation Math Function.IntLib、信号仿真传输线元件库 Simulation Transmission Line.IntLib，仿真Pspice功能元 件库Simulation Pspice Function.IntLib,其元件库图标如图 13-1所示。