Altium13.0第八章模拟行为仿真实现
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
预先安装仿真库文件
仿真传输线
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
建立新的行为模型增益控制工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium Designer ，打开AD13.0软件。 2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。 3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原 理图文件。 构建增益控制行为模型
放置元器件和信号源 连接电路元器件和信号源
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
6．按照在放置元件一节中，所介绍的为元件分配标识符的方法，为电路
中的元件和信号源分配唯一的标识符。下图给出分配完标识符后的原理图
界面。 7．如图，设置V1按如下参数，
在输入和输出端分别分别放置名字
1）将Value修改为ABS(V(%1,%2)*GAIN。 2）选中Component Parameter复选框。
（wenku.baidu.com）点击OK按钮，退出EVALUE配置界面。
修改EXPR表达式设置界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
9．为了方便分析仿真结果，按图所示的电路，在输入和输出端分别分别放 置名字为IN和OUT的网络标号。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到下列元件。并将其按照下 图所示的位置进行放置。 2．点击AD主界面下的工具栏内 的连线按钮，将这些元器件和信号
源按照图8.3所示的方式进行连接。
修改完电路参数后的界面
10．保存设计文件，将其保存到gain_control_analysis目录下。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
设置增益控制行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。 2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置 ：
2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置
设置仿真参数界面（1）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
3．选择AC Small Signal Anlysis选项，出现如图所示的AC Small Signal Analysis Setup（AC小信号分析设置）界面。按下面参数设置：
如图所示，按如下设置参数： （1）Offset（偏置）：0； （2）Amplitude（幅度）：1； （3） Frquency （频率）:10Hz。
为电路元器件和信号源分配唯一的 标识符
V1参数设置界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
8．下面将设置EVALUE的参数，下面给出设置参数的步骤： （1）如图所示，按照前面的方法在仿真参数设置界面中，选择 Global Parameters Setup。按下面参数设置： Parmeter：GAIN。 Value:2。 （2）用鼠标双击EVALUE图标。
放置元器件和信号源
连接电路元器件和信号源
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
3．按照前面所介绍的为元件分配标识符的方法，为电路中的元件和信号源分
配唯一的标识符。图8.4给出分配完标识符后的原理图界面。 4．双击V1信号源图标，
打开其属性对话框界面。
Spice的模拟行为提供设计者一个简单的方式，用于仿真一块尚未完成或是 极复杂的子电路。 设计者可以自行定义或使用Spice内已经建好的模拟行为元件，它运用描述 电路特性的方式，而不需要以真实电路来输入和仿真。因此，可以大大简 化仿真的时间及复杂度。
正如前面提到的那样，电子线路设计中最重要问题是，如何对其进行系统
3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原
全局参数设置界面
（3）打开如图所示的属性设置对话框界面，在该界面的下方点击Edit…按钮
。
Copyright © 2009 Altium Limited
EVALUE参数设置界面
基于行为模型的增益控制实现
（4）在下图所示的配置Sim Model模型中，选择Parameters标签，在EXPR一
行按下面设置参数：
级建模。 首先，通过对电子线路所建立的系统模型，从理论上进行分析可行性。然
后，才考虑如何进行具体的实现。
Copyright © 2009 Altium Limited
模拟行为仿真概念
需要说明的是，在实现基于行为模型的系统建模前，按照前面的方法。将 如图所示的下面的库，添加到库管理器中：
仿真数学功能 仿真Psipce功能 仿真源 仿真特殊功能
为IN1、INT2和OUT的网络标号。
为电路元器件和信号源分配的标识符 修改完电路参数后的界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
设置AM行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。 2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置
设置分析参数
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
3．Transient Analysis按默认参数设置。
4．其它按默认参数设置。
5．点击OK按钮，退出分析设置界面，运行仿真。 分析增益控制行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框，关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，有一个Transient
3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原
理图文件。 构建滤波器行为模型 1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到下列元件。并将其按照图 所示的位置进行放置。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
设置仿真参数界面（1）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
3．选择Transient Analysis选项，出现如图所示的Transient Analysis Setup（瞬态分析设置）界面。按下面参数设置：
设置仿真参数界面（2）
Copyright © 2009 Altium Limited
第8章 模拟行为仿真实现
何宾 2013.11
学习内容与目标
8.1 模拟行为仿真概念
8.2 基于行为模型的增益控制实现
8.3 基于行为模型的调幅实现
8.4基于行为模型的滤波器实现
8.5 基于行为模型的压控振荡器实现
Copyright © 2009 Altium Limited
2
学习内容与目标
设置仿真参数界面（2）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
分析滤波器行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框。关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，点击AC Analysis标 签。 3．在该界面中，分别添加IN和OUT波形。如图给出了滤波器仿真结果。 4．保存工程文件，将其保存到s_function_analysis目录下（读者根据 情况保存到其它目录下），退出设计工程。
s域传输函数仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的压控振荡器实现
建立新的压控振荡器行为模型工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium
Designer，打开AD13.0软件。
2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。
（2）在配置界面下方，点击Edit…按钮。
（3）出现图8.23所示的SXFERR传输函数参数配置界面。在该界面下按如下设置 ：
传输函数参数设置
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
设置滤波器行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。
行为级AM调试仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
建立新的滤波器行为模型工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium
Designer，打开AD13.0软件。
2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。
基于行为模型的滤波器实现
下面设置SXFERR的传输函数表达式。本设计给出的一个4阶巴特沃兹低通滤波器 输入到denormalized_freq的参数，将转折频率设置为3kHz（来自量化的 1rad/s。或者159mHz） 量化的传输函数表示为: G(S)=1/(1S4+2.6131S3+3.4142S2+2.6131S+1) 下面给出设置SXFERR传输函数的步骤，其步骤包括： （1）双击图8.22内的SXFERR，打开其属性对话框界面。
基于行为模型的调幅实现
建立新的行为模型AM工程
1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium Designer
，打开AD13.0软件。 2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。 3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原 理图文件。 构建AM行为模型
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到如下元件，并将其按照下 图所示的位置进行放置。 2．点击AD主界面下的工具栏 内的连线按钮，将这些元器件和 信号源按照下图所示的方式 进行连接。
通过学习本章内容，读者更好地理解基于系统模拟行为模型所实现的“系统 级”电子线路前端设计的SPICE验证。 通过SPICE的模拟行为仿真，更好的从系统级的角度把握设计的原理，而不 是仅仅局限在某个具体的设计实现细节问题上。
Copyright © 2009 Altium Limited
模拟行为仿真概念
基于行为模型的调幅实现
分析AM行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框。关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，点击Transient Analysis标签。 3．在该界面中，分别添加IN1、IN2和OUT波形。如图给出了AM调制仿真结 果。
Analysis标签。点击该标签。
3．在该界面，添加IN和OUT波形。给出了行为级增益控制的仿真结果。 4．保存所有的工程文件，将其保存到gain_control_analysis（读者根据
情况保存到其它目录下）目录下，退出设计工程。
图行为级增益控制的仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
2．点击AD主界面下的工具栏 内的连线按钮，将这些元器件和 信号源按照图所示的方式 进行连接。
3．按照前面所介绍的为元
件分配标识符的方法，为电路中 的元件和信号源分配唯一的标识
放置元器件和信号源 连接电路元器件和信号源 图为电路元器件和信号源分配唯一 的标识符
符。图给出分配完标识符后
的原理图界面。
Copyright © 2009 Altium Limited
仿真传输线
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
建立新的行为模型增益控制工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium Designer ，打开AD13.0软件。 2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。 3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原 理图文件。 构建增益控制行为模型
放置元器件和信号源 连接电路元器件和信号源
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
6．按照在放置元件一节中，所介绍的为元件分配标识符的方法，为电路
中的元件和信号源分配唯一的标识符。下图给出分配完标识符后的原理图
界面。 7．如图，设置V1按如下参数，
在输入和输出端分别分别放置名字
1）将Value修改为ABS(V(%1,%2)*GAIN。 2）选中Component Parameter复选框。
（wenku.baidu.com）点击OK按钮，退出EVALUE配置界面。
修改EXPR表达式设置界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
9．为了方便分析仿真结果，按图所示的电路，在输入和输出端分别分别放 置名字为IN和OUT的网络标号。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到下列元件。并将其按照下 图所示的位置进行放置。 2．点击AD主界面下的工具栏内 的连线按钮，将这些元器件和信号
源按照图8.3所示的方式进行连接。
修改完电路参数后的界面
10．保存设计文件，将其保存到gain_control_analysis目录下。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
设置增益控制行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。 2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置 ：
2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置
设置仿真参数界面（1）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
3．选择AC Small Signal Anlysis选项，出现如图所示的AC Small Signal Analysis Setup（AC小信号分析设置）界面。按下面参数设置：
如图所示，按如下设置参数： （1）Offset（偏置）：0； （2）Amplitude（幅度）：1； （3） Frquency （频率）:10Hz。
为电路元器件和信号源分配唯一的 标识符
V1参数设置界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
8．下面将设置EVALUE的参数，下面给出设置参数的步骤： （1）如图所示，按照前面的方法在仿真参数设置界面中，选择 Global Parameters Setup。按下面参数设置： Parmeter：GAIN。 Value:2。 （2）用鼠标双击EVALUE图标。
放置元器件和信号源
连接电路元器件和信号源
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
3．按照前面所介绍的为元件分配标识符的方法，为电路中的元件和信号源分
配唯一的标识符。图8.4给出分配完标识符后的原理图界面。 4．双击V1信号源图标，
打开其属性对话框界面。
Spice的模拟行为提供设计者一个简单的方式，用于仿真一块尚未完成或是 极复杂的子电路。 设计者可以自行定义或使用Spice内已经建好的模拟行为元件，它运用描述 电路特性的方式，而不需要以真实电路来输入和仿真。因此，可以大大简 化仿真的时间及复杂度。
正如前面提到的那样，电子线路设计中最重要问题是，如何对其进行系统
3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原
全局参数设置界面
（3）打开如图所示的属性设置对话框界面，在该界面的下方点击Edit…按钮
。
Copyright © 2009 Altium Limited
EVALUE参数设置界面
基于行为模型的增益控制实现
（4）在下图所示的配置Sim Model模型中，选择Parameters标签，在EXPR一
行按下面设置参数：
级建模。 首先，通过对电子线路所建立的系统模型，从理论上进行分析可行性。然
后，才考虑如何进行具体的实现。
Copyright © 2009 Altium Limited
模拟行为仿真概念
需要说明的是，在实现基于行为模型的系统建模前，按照前面的方法。将 如图所示的下面的库，添加到库管理器中：
仿真数学功能 仿真Psipce功能 仿真源 仿真特殊功能
为IN1、INT2和OUT的网络标号。
为电路元器件和信号源分配的标识符 修改完电路参数后的界面
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
设置AM行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。 2．打开如图所示的Analyses Setup（分析设置）界面。按下面参数设置
设置分析参数
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的增益控制实现
3．Transient Analysis按默认参数设置。
4．其它按默认参数设置。
5．点击OK按钮，退出分析设置界面，运行仿真。 分析增益控制行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框，关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，有一个Transient
3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原
理图文件。 构建滤波器行为模型 1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到下列元件。并将其按照图 所示的位置进行放置。
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
设置仿真参数界面（1）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
3．选择Transient Analysis选项，出现如图所示的Transient Analysis Setup（瞬态分析设置）界面。按下面参数设置：
设置仿真参数界面（2）
Copyright © 2009 Altium Limited
第8章 模拟行为仿真实现
何宾 2013.11
学习内容与目标
8.1 模拟行为仿真概念
8.2 基于行为模型的增益控制实现
8.3 基于行为模型的调幅实现
8.4基于行为模型的滤波器实现
8.5 基于行为模型的压控振荡器实现
Copyright © 2009 Altium Limited
2
学习内容与目标
设置仿真参数界面（2）
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
分析滤波器行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框。关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，点击AC Analysis标 签。 3．在该界面中，分别添加IN和OUT波形。如图给出了滤波器仿真结果。 4．保存工程文件，将其保存到s_function_analysis目录下（读者根据 情况保存到其它目录下），退出设计工程。
s域传输函数仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的压控振荡器实现
建立新的压控振荡器行为模型工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium
Designer，打开AD13.0软件。
2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。
（2）在配置界面下方，点击Edit…按钮。
（3）出现图8.23所示的SXFERR传输函数参数配置界面。在该界面下按如下设置 ：
传输函数参数设置
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
设置滤波器行为仿真参数 1．在AD主界面主菜单下选择Design->Simulate->Mixed Sim。
行为级AM调试仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的滤波器实现
建立新的滤波器行为模型工程 1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium
Designer，打开AD13.0软件。
2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。
基于行为模型的滤波器实现
下面设置SXFERR的传输函数表达式。本设计给出的一个4阶巴特沃兹低通滤波器 输入到denormalized_freq的参数，将转折频率设置为3kHz（来自量化的 1rad/s。或者159mHz） 量化的传输函数表示为: G(S)=1/(1S4+2.6131S3+3.4142S2+2.6131S+1) 下面给出设置SXFERR传输函数的步骤，其步骤包括： （1）双击图8.22内的SXFERR，打开其属性对话框界面。
基于行为模型的调幅实现
建立新的行为模型AM工程
1．在Windows7操作系统主界面的左下角下，选择开始—>Altium Designer
，打开AD13.0软件。 2．在AD主界面主菜单下选择New->Project->PCB Project，创建一个名字 为PCB_Project1.PrjPCB的新工程。 3．按照前面所介绍的添加原理图的方法，添加名字为Sheet1.SchDoc的原 理图文件。 构建AM行为模型
Copyright © 2009 Altium Limited
基于行为模型的调幅实现
1．从Miscellaneous Devices.IntLib库中找到如下元件，并将其按照下 图所示的位置进行放置。 2．点击AD主界面下的工具栏 内的连线按钮，将这些元器件和 信号源按照下图所示的方式 进行连接。
通过学习本章内容，读者更好地理解基于系统模拟行为模型所实现的“系统 级”电子线路前端设计的SPICE验证。 通过SPICE的模拟行为仿真，更好的从系统级的角度把握设计的原理，而不 是仅仅局限在某个具体的设计实现细节问题上。
Copyright © 2009 Altium Limited
模拟行为仿真概念
基于行为模型的调幅实现
分析AM行为仿真结果 1．运行SPICE仿真后，弹出消息对话框。关闭该对话框界面。 2．自动打开PCB_Project1.sdf文件。在该文件下，点击Transient Analysis标签。 3．在该界面中，分别添加IN1、IN2和OUT波形。如图给出了AM调制仿真结 果。
Analysis标签。点击该标签。
3．在该界面，添加IN和OUT波形。给出了行为级增益控制的仿真结果。 4．保存所有的工程文件，将其保存到gain_control_analysis（读者根据
情况保存到其它目录下）目录下，退出设计工程。
图行为级增益控制的仿真结果
Copyright © 2009 Altium Limited
2．点击AD主界面下的工具栏 内的连线按钮，将这些元器件和 信号源按照图所示的方式 进行连接。
3．按照前面所介绍的为元
件分配标识符的方法，为电路中 的元件和信号源分配唯一的标识
放置元器件和信号源 连接电路元器件和信号源 图为电路元器件和信号源分配唯一 的标识符
符。图给出分配完标识符后
的原理图界面。
Copyright © 2009 Altium Limited