Saber仿真軟件入門教程說(shuō)課材料

1、PAGE PAGE 77SABER講義第一章 使用Saber Designer創(chuàng)建設(shè)計(jì)本教材的第一部分介紹怎樣用Saber Design創(chuàng)建一個(gè)包含負(fù)載電阻和電容的單級(jí)晶體管放大器。有以下任務(wù)：*怎樣使用Part Gallery來(lái)查找和放置符號(hào)*怎樣使用Property Editor來(lái)修改屬性值*怎樣為設(shè)計(jì)連線*怎樣查找一些常用模板在運(yùn)行此教材前，要確認(rèn)已正確裝載Saber Designer并且準(zhǔn)備好在你的系統(tǒng)上運(yùn)行（找系統(tǒng)管理員）。注：對(duì)于NT鼠標(biāo)用戶：兩鍵鼠標(biāo)上的左、右鍵應(yīng)分別對(duì)應(yīng)于本教材所述的左、右鍵鼠標(biāo)功能。如果教材定義了中鍵鼠標(biāo)功能，還介紹了完成該任務(wù)的替代方法。一、創(chuàng)建教材目錄你需

2、要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)目錄來(lái)為你所建立的單級(jí)放大器電路編組數(shù)據(jù)。創(chuàng)建（如有必要的話）一個(gè)名為analogy_tutorial的目錄，以創(chuàng)建教材實(shí)例。進(jìn)入analogy_tutorial目錄。創(chuàng)建一個(gè)名為amp的目錄。進(jìn)入amp目錄。二、使用Saber Sketch創(chuàng)建設(shè)計(jì)在這一部分中，你將使用Saber Sketch設(shè)計(jì)一個(gè)單級(jí)晶體管放大器。調(diào)用Saber Sketch（Sketch），將出現(xiàn)一個(gè)空白的原理圖窗口。按以下方法為設(shè)計(jì)提供名稱通過(guò)選擇FileSave As 菜單項(xiàng)，存儲(chǔ)目前空白的設(shè)計(jì)。此時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)Save Schematic As對(duì)話框，如圖1所示。圖 1在File Name字段輸入名稱Si

3、ngle_amp。單擊OK。檢查Saber Sketch工作面將光標(biāo)置于某一圖符上并保持在那里。會(huì)顯示一個(gè)文字窗口來(lái)識(shí)別該圖符。在工作面底部的Help字段也可查看有關(guān)圖符的信息注意有一個(gè)名為Single_amp的Schematic窗口出現(xiàn)在工作面上。三、放置部件在教材的這一部分你將按圖2所示在原理框圖上放置符號(hào)。圖中增加了如r1、r2等部件標(biāo)號(hào)以便參照。 圖 2單級(jí)晶體管放大器部件布局按以下方式查找和放置npn晶體管符號(hào)：?jiǎn)螕鬚arts Gallery圖符出現(xiàn)Parts Gallery對(duì)話框，如圖3所示。圖3 Parts Gallery對(duì)話框設(shè)置以下Parts Gallery字段：Catego

4、ry Name（目錄名）Search String（查找串）npnAvailable Categories在本教材此項(xiàng)均不用選。選擇OptionsPreferences菜單條目。出現(xiàn)Parts Galleryreferences格式的窗口。單擊Search 標(biāo)簽并選擇設(shè)定值如下：Search part byPart NameSearch matchContaininggnore Case When Doing在本教材此項(xiàng)均選擇Search（搜尋時(shí)忽略大小寫(xiě)）單擊OK。在Parts Gallery中，單擊Search鍵。所有含有“npn”的部件說(shuō)明清單將出現(xiàn)在Available Parts表中。

5、在Available Parts表內(nèi)，選擇BJT，NPN 3 pin。通過(guò)單擊place按鍵放置npn符號(hào)。按以下方式查找并放置5只電阻符號(hào)：在Parts Gallery中，字段設(shè)置如下：Category NameSearch Stringres選擇OptionsPreferences菜單條目。出現(xiàn)Parts Gallery Preferences格式的窗口。單擊Search 標(biāo)簽并選擇設(shè)定值如下：Search part byPart NameSearch matchBeginning with單擊OK。在Parts Gallery中，單擊Search按鈕。在Available Parts表中

6、，選擇Resistor（1）。單擊place按鈕5次來(lái)放置5個(gè)電阻。通過(guò)單擊Saber Sketch Icon Bar 中的Toggle Grid圖符，在原理圖窗口中打開(kāi)網(wǎng)格。將5個(gè)電阻按圖2所示放置在晶體管周圍，步驟如下：*一一將鼠標(biāo)光標(biāo)放置在每個(gè)電阻上。*按下并保持鼠標(biāo)左鍵。*將部件拖至合適的位置并釋放鼠標(biāo)。在Saber Sketch Icon Bar中，單擊Zoom to Fit圖符，使用Zoom圖符來(lái)處理顯示內(nèi)容的大小。使用下列Parts Gallery設(shè)定值及圖2所示的部件布局圖來(lái)查找并放置V_Pulse符號(hào)。Category NameSearch StringV_Pulse選擇選擇

7、OptionsPreferences菜單條目。出現(xiàn)Parts Gallery Preferences格式程序。單擊Search標(biāo)簽并選擇設(shè)定值如下：Search part bySymbol NameSearch matchBeginning with單擊OK。在Parts Gallery中，單擊Search按鈕。在Available Parts表中，選擇Voltage Source, Pulse。單擊place按鍵放置V-Pulse符號(hào)。使用下列Parts Gallery設(shè)定值查找和放置V_dc符號(hào)：Category NameSearch StringV_dcParts Gallery Pre

8、ferences表格中參數(shù)設(shè)定值同上。單擊Search按鈕在Available Parts 表中，選擇Voltage Source, Constant.單擊Place按鈕放置V_dc符號(hào)。按以下方式查找和放置水平電容符號(hào)： Category Name Search Stringcap選擇OptionsPreferences菜單條目。單擊Search 標(biāo)簽并選擇設(shè)定值如下： Search part byPart Name Search matchBeginning with單擊OK。單擊Search按鍵。在Available Parts表中，選擇Capacitor（一）。單擊place按鍵放置C

9、符號(hào)。如圖2所示放置符號(hào)。如下可旋轉(zhuǎn)符號(hào)180。* 將光標(biāo)移至符號(hào)上以便選擇該符號(hào)。 * 按下并保持住鼠標(biāo)右鍵以便引出上托符號(hào)菜單。選擇Rotate180菜單條目并釋放鼠標(biāo)鍵。 * 根據(jù)需要對(duì)符號(hào)重新定位。按以下方法查找并放置直立電容符號(hào)：在Parts Gallery中，使用3.5節(jié)中所作的相同設(shè)定值，只是在Available Parts表中，選擇Capacitor（1）。如圖2所示放置和定位符號(hào)。使用以下Parts Gallery設(shè)定值查找并放置6個(gè)接地符號(hào)： Category Name Search Stringground選擇選擇OptionsPreferences菜單條目。單擊Sear

10、ch 頁(yè)簽并選擇設(shè)定值如下： Search part byPart Name Search matchBeginning with單擊OK。單擊Search按鍵。在Available Parts清單中，選擇Ground(Saber Node 0)。通過(guò)單擊place按鍵6次放置 gnd符號(hào)。如圖2所示布置符號(hào)。使用以下Parts Gallery設(shè)定值查找并放置3個(gè)VCC符號(hào)： Category Name Search Stringvcc上次搜尋中使用的Parts Gallery Preferences表格設(shè)定值將作用于此次搜尋。單擊Search按鍵。在Available Parts表中，選擇V

11、CC。單擊Place按鍵3次來(lái)布局VCC符號(hào)。如圖2所示布置符號(hào)。關(guān)閉Parts Gallery。四、編輯符號(hào)屬性一旦所有部件均在原理圖上布局，你可在每個(gè)符號(hào)上設(shè)定本設(shè)計(jì)專用的屬性值。圖4表示了要用的一些參數(shù)。圖4 單級(jí)晶體管放大器符號(hào)屬性值 對(duì)于那些屬性值為（*opt*）并已被顯示的符號(hào)(如電阻和電容符號(hào))，你可按以下方法更改每個(gè)值：將光標(biāo)放在所需字段的端部。單擊鼠標(biāo)左鍵。在現(xiàn)有文字上后移一格（用后移鍵）將其刪除。鍵入新文字。例如，將光標(biāo)放在圖4中所示rload字段的端部，并用10k替換*opt*。對(duì)于下列元件，重復(fù)ad步驟。r161Kr217.6Kre300rc1.1Kcin33ncloa

12、d0.1n當(dāng)你需要更換看不見(jiàn)的屬性值時(shí)，你必須使用下一步所述的Property Editor。改變V_dc符號(hào)屬性，實(shí)施以下步驟：將光標(biāo)放在V_dc符號(hào)上以選中它，改變色彩表示它已被選中。還要注意在底部的Help字段中，會(huì)顯示符號(hào)名稱（V_dc），以及實(shí)例號(hào)（如7）。按鼠標(biāo)右鍵并保持。出現(xiàn)上托Symbol Menu 菜單。在Symbol Menu 菜單中，將光標(biāo)在Properties條目上并松開(kāi)鼠標(biāo)。會(huì)顯示Property Editor對(duì)話框。注意, 由于設(shè)定了Visibility Indicators(Vis)，因而可為一些屬性顯示值。通過(guò)多次點(diǎn)擊這些指示器，并根據(jù)原理圖窗口顯示的情況，設(shè)置

13、指示器, 如圖5所示。圖5 屬性框在Property Editor對(duì)話框中，將 ref屬性改為VCC。將dc_Value屬性改為12，默認(rèn)為V。在Property Editor對(duì)話框中，單擊Apply鍵。改變其余符號(hào)的屬性，對(duì)于列在對(duì)應(yīng)表格中的每個(gè)符號(hào)重復(fù)下列步驟：每次選擇一個(gè)符號(hào)（用鼠標(biāo)左鍵單擊符號(hào)）如表一所示填充Property Editor對(duì)話框中的字段。表格中的符號(hào)參數(shù)值對(duì)應(yīng)于圖4所示的參考值。在改變參考值以前，它們已具有ref值如v1,res1,c1等。如果在Property Editor 中出現(xiàn)的參數(shù)在表中未列出，請(qǐng)不要改變它的內(nèi)定值。完成對(duì)每個(gè)符號(hào)的特性值的輸入后，單擊Apply

14、 按鈕。單擊Property Editor對(duì)話框（頂部）的Help按鈕，可獲得關(guān)于所選符合的一些特性的詳細(xì)說(shuō)明。如有必要可使用滾動(dòng)桿查看未顯現(xiàn)的附加特性表。表一符 號(hào) 參 考屬 性 名值v.sig_sourcerefSig_sourceinitial1.2pulse2.3tr10ntf10nwidth0.5uperiod1uac-mag1q_3p.q1refq1Saber_model(type=n,bf=200)r.r1(61k)refr1r.r2(17.6k)refr2r.rc(1.1k)refrcr.re(300)refrer.rload(10k)refrloadc.cin(33n)ref

15、cinc.cload(0.1n)refcload關(guān)閉Property Editor對(duì)話框五、連接原理圖在布局完符號(hào)并設(shè)定了屬性后，你可以如圖6所示將部件連接在一起。 圖6 單級(jí)晶體管放大器連線在以下步驟中，除非有指示，否則不要在cin、q1、r1和r2的相交處連線。在兩個(gè)端口間連線的最簡(jiǎn)單的方法如下：將光標(biāo)放在第一端口上面（以V_dc符號(hào)的頂部開(kāi)始）。單擊鼠標(biāo)左鍵。將光標(biāo)放在第二個(gè)端口上（VCC符號(hào)在V_dc符號(hào)的上面。再次單擊鼠標(biāo)左鍵。重復(fù)步驟ad，從而將每個(gè)接地和VCC符號(hào)連至相關(guān)部件，如圖6所示。采用5.1中的步驟，連接cload至rc。注意在cload符號(hào)附近會(huì)形成一個(gè)直角。按如下方法

16、你可以重新布置任意一段導(dǎo)線：將鼠標(biāo)移至你想要移動(dòng)的導(dǎo)線段。按下并保持鼠標(biāo)左鍵。將導(dǎo)線段拖至理想的位置。松開(kāi)鼠標(biāo)。將rc連至q1集電極。將re連至q1發(fā)射極。將rload直接連至由cloadrc連接形成的導(dǎo)線。將sig_source連至cin。如果需要，移動(dòng)導(dǎo)線段。將q1的基極連至cin。參考圖6。要將r1和r2連至q1-cin的相交點(diǎn)，你必須畫(huà)兩條線，一條從r1至相交處。一條從r2到相交處，如果你從r2至r1畫(huà)一條線，那么在cin-q1相交處則沒(méi)有連接點(diǎn)。六、修改導(dǎo)線標(biāo)記屬性如果你不標(biāo)記導(dǎo)線，Saber Sketch自動(dòng)為每根線提供名稱，例如_n30。如果你用一個(gè)便于閱讀和理解的命名來(lái)標(biāo)記導(dǎo)線

17、，這對(duì)于將來(lái)的設(shè)計(jì)分析是有用的，如圖7所示。圖7 單級(jí)晶體管放大器導(dǎo)線標(biāo)記與vcc或地相連的導(dǎo)線由Saber Sketch分別用vcc和gnd標(biāo)記。沒(méi)有必要改變這些標(biāo)號(hào)。要增加圖7中所示出的4個(gè)導(dǎo)線標(biāo)記的話，可按以下步驟進(jìn)行：對(duì)于第一個(gè)導(dǎo)線標(biāo)記，將光標(biāo)移至所要的導(dǎo)線并使其改變顏色。按下并保持鼠標(biāo)右鍵以顯示彈出菜單Wire Menu。在彈出菜單Wire Menu 中，選擇Attributes條目并釋放鼠標(biāo)。顯示W(wǎng)ire Attributes對(duì)話框。將Name字段中的值改成理想的文字串，參看圖7。在Wire Attributes對(duì)話框中，在Display Name字段單擊Yes。單擊Apply按鍵

18、。將光標(biāo)移至下一根要改名的導(dǎo)線上并單擊鼠標(biāo)左鍵?，F(xiàn)有導(dǎo)線名出現(xiàn)在Wire Attributes對(duì)話框Name字段中。 重復(fù)6.46.7的步驟；直至完成導(dǎo)線標(biāo)記的修改。關(guān)閉Wire Attributes對(duì)話框。單擊Save圖符以保存設(shè)計(jì)。此時(shí)，你已擁有一個(gè)可用于分析的完整設(shè)計(jì)。在教材的下一章節(jié)，你將使用Saber Guide來(lái)仿真放大器。七、常用模板（templet）應(yīng)用磁性器件(Magnetic)磁性器件有很多，我們這里主要講述Magnetic core、Winding及變壓器。查找路徑：MAST Parts Library/Magnetics(可直接輸入名稱查找)打開(kāi)此路徑，左邊Availa

19、ble Categories 欄下還有不同的子路徑，右邊的Available Parts欄下有Magnetic 模板(如Magnetic core、winding等)。不同的模板，它的屬性也不同，所要修改的參數(shù)也不同，我們?cè)谶@里介紹最基本的參數(shù)。比如線性磁芯(Magnetic core，linear)，它的屬性框中的參數(shù)有很多，但最基本的參數(shù)卻很少。它的填寫(xiě)方法有兩種：第一種是只需填寫(xiě)磁芯的電感量(al)；第二種是填寫(xiě)磁芯的長(zhǎng)度、面積和磁導(dǎo)率(len、area、ur)，如果磁導(dǎo)率使用默認(rèn)值1，那幺它只是代表磁芯的空隙。又如線圈(winding)我們只需填上匝輸n就可，當(dāng)然其它參數(shù)(面積、電阻)

20、，越詳細(xì)越好。我們知道變壓器也是一種磁性器件，是電源中不可缺少的器件。在Saber的Library中提供了三種類型五種型號(hào)的變壓器模板。三種類型分別為：1)、DC 2)、linear 3)nonlinear。五種型號(hào)分別為：Two-winding；Three-winding；four-winding；five-winding；six-winding。查找路徑：MAST Parts Library/Magnetics/transformers(也可直接輸入transformer查找)三種不同類型的變壓器所需的基本參數(shù)也不同，在DC變壓器中只要定義輸入輸出匝數(shù)；在linear變壓器中有兩種提供參數(shù)

21、的方法：第一種是提供電特性，即輸入輸出端的電感量(lp、ls)，第二種是提供磁特性，即輸入輸出端的匝數(shù)、磁芯長(zhǎng)度、面積和磁導(dǎo)率(np、ns、len、area、ur)；在nonlinear變壓器中要定義輸入輸出端的匝數(shù)(np、ns)、電阻(rp、rs)及磁芯的長(zhǎng)度和面積(len、area),最好提供磁芯的磁矩回線所需的各種參數(shù)。(這里都是以Two-winding為例)電壓源的查找(source)在Saber的Library中，source的種類也有很多，但最常用的是電壓Saber中的電壓源有直流源(v_dc)、脈沖源(v_pulse)、正弦波電壓源 (v_sin)、分段線性電壓源(v_pwl)和

22、v_trpf。查找路徑：MAST Parts Library/Electrical/Electrical sources/Voltage sources(可直接輸入source查找)在電壓源的屬性框中都有標(biāo)有*rep*的屬性欄，這表明此屬性值必須由設(shè)計(jì)者自己提供，其它參數(shù)根據(jù)需要提供。Averaged Model的查找Averaged Model 是Saber 仿真軟件所提供的一種獨(dú)特的Model，主要是用來(lái)幫助設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償電路的。查找路徑：MAST Parts Library/Electronic/Analog Ic/PWM Avg, Continuous.Saber 的library中有多

23、種Averaged Model，我們現(xiàn)在主要介紹一下在電源Demo中用到的一個(gè)Model(PWM,Forward 2 Switch CVM)，它是一個(gè)集PWM、變壓器及開(kāi)關(guān)功能于一體的Model。它需要設(shè)計(jì)者輸入的屬性有最小占空比(dutymin)和最大占空比(dutymax)(它們?nèi)≈捣秶?1之間)；對(duì)應(yīng)于最小占空比和最大占空的控制電壓(cntlmin和cntlmax)，它們的值是2.5*占空比；變壓器的輸入輸出匝數(shù)比(n)；二極管導(dǎo)通電壓(von)、導(dǎo)通電阻(rd)和關(guān)斷電阻(roff)。補(bǔ)償器(compensator)的查找在設(shè)計(jì)中尤其是電源設(shè)計(jì)中我們經(jīng)常遇到反饋回路的設(shè)計(jì)，由于引入了

24、回路控制，就會(huì)增加電路的不穩(wěn)定性，這樣我們必須對(duì)電路進(jìn)行補(bǔ)償。在Saber中有各種傳遞函數(shù)的補(bǔ)償器供設(shè)計(jì)者使用。查找路徑：MAST Parts Library / Electronic / Ideal / Poles & Zeros / Compensators(也可以直接輸入compensator查找)。補(bǔ)償器的屬性參數(shù)值的設(shè)定有兩種方法：第一是確定傳遞函數(shù)的增益(k)、傳遞系數(shù)(w1,w2.)和直流電壓的偏移(dcoff)；第二是確定等效電路的電阻和電容值。連接器(connector)的查找在設(shè)計(jì)中我們會(huì)經(jīng)常用到Top-Down設(shè)計(jì)，在一張圖紙畫(huà)不下所有電路圖時(shí)，也會(huì)用到Multi-She

25、et(使用多張?jiān)韴D)，遇到這些情況時(shí)，我們就要在原理圖上加上連接器(connector)。在Saber里有許多的連接器。查找路徑：MAST Parts Library/Schematic Only/Conncetors，無(wú)需參數(shù)設(shè)置。第二章 Saber scope的介紹Saber Scope是一個(gè)混合信號(hào)圖形化波形分析器，它是Saber Designer的一個(gè)獨(dú)立模塊，包含50多種分析，70多種測(cè)量。能對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行波形顯示，并對(duì)波形進(jìn)行分析和測(cè)量。教材本部分主要完成以下內(nèi)容：*Scope Overview*如何使用信號(hào)管理器 (Signal Manager)*如何使用波形計(jì)算器 (Wave

26、form Calculator)*如何使用測(cè)量工具 (Measurement Tool)注：對(duì)于NT鼠標(biāo)用戶：兩鍵鼠標(biāo)上的左、右鍵應(yīng)分別對(duì)應(yīng)于本教材所述的左、右鍵鼠標(biāo)功能。如果教材定義了中鍵鼠標(biāo)功能，還介紹了完成該任務(wù)的替代方法。一、Scope Overiew啟動(dòng)Saber Scope(Unix環(huán)境中直接輸入Scope啟動(dòng))，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)空白圖形窗口，如圖8所示：圖8 Scope 窗口的菜單下面是它的圖標(biāo)欄，如圖9所示：圖9圖標(biāo)欄在Scope 窗口底下有一條工具欄，如圖10所示：圖10 工具欄二、信息管理器從下拉菜單中選擇ToolsSignal Manager或者用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄中的圖符就會(huì)

27、彈出信號(hào)管理器對(duì)話框，如圖11所示：圖11從信號(hào)管理器對(duì)話框中選擇FileOpen Plotfiles或者用鼠標(biāo)左鍵單擊對(duì)話框右邊的Open Plotfiles圖標(biāo)就會(huì)彈出復(fù)選框，你就可以選擇你所要的目錄下的文件。執(zhí)行以上操作后，在信號(hào)管理器的Plotfiles欄會(huì)出現(xiàn)你所選上的文件，并彈出該文件中的所有信號(hào)，如圖12所示：圖12選上你所要觀察的信號(hào)并雙擊鼠標(biāo)左鍵或者用鼠標(biāo)左鍵單擊Plot，該信號(hào)就會(huì)以圖形方式顯示在Scope圖形界面中。三、計(jì)算器（Calculator）從Saber Scope 窗口的下拉菜單中選擇ToolsCalculator或者用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄中的圖符就會(huì)彈出計(jì)算器窗

28、口，如圖13所示：圖13Misc: 完成一些數(shù)學(xué)、向量、矩陣運(yùn)算 (abs mod round等)Wave: 執(zhí)行一些波形操作 (FFT IFFT f(x) Histogram等)Cmplx: 完成一些復(fù)數(shù)運(yùn)算 (complex real imag等)Logic: 執(zhí)行邏輯運(yùn)算 (與 或 非等)Trig: 完成一些三角運(yùn)算 (sin cos tag等)Stack: 管理堆棧寄存器詳細(xì)功能解釋請(qǐng)看附錄二。四、測(cè)量工具（Measurement Tool）Measurement Tool 也是Saber Scope 中的一項(xiàng)重要功能，通過(guò)選擇Saber Scope窗口的下拉菜單ToolsMeasur

29、ement或者用鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄中的圖符就會(huì)彈出測(cè)量工具窗口，如圖14所示： 圖14 在圖14中，用鼠標(biāo)左鍵單擊Measurement欄右邊的箭頭，就會(huì)彈出General、Time Domain、levels、Frequency Domain、S Domain、Statistics六大類50多種測(cè)量選項(xiàng)。用鼠標(biāo)左鍵單擊Signal欄右邊的箭頭可以選擇你所要測(cè)量的信號(hào)。General: At X value, At Y value, Delta X, Delta Y, Length, Slope, Local Max/Min, Crossing, Horizontal level, Verti

30、cal level, Point MarkerTime Domain: Falltime, Risetime, Slew rate, Period, Frequency, Duty Cycle, Pulse Width, Delay, Overshoot, Undershoot, Settle timeLevels: X at Maximum, X at minimum, Peak to Peak, Topline, Baseline, Amplitude, Average, RMS, AC Coupled RMSFrequency Domain: Lowpass, Highpass, Ban

31、dpass, Stopband, Gain margin, Phass margin, Slope, Magnitude, dB, Phass, Real, Imaginary, Nyquist Plot FrequencyS Domain: Damping Ratio, Natural Frequency, Quality FactorStatistics: Maximum, Minimum, Range, Mean, Median, Standard Deviation, mean +3 Standard Deviation, Mean 3 Standard Deviation, Yiel

32、d, Dpu, Cpk詳細(xì)解釋請(qǐng)看附錄一。第三章 使用Saber Designer分析設(shè)計(jì)一旦用Saber Sketch創(chuàng)建了一個(gè)可用于仿真的設(shè)計(jì)，你便可以進(jìn)入Saber Guide Simulation Environment分析設(shè)計(jì)。教材的本部分，將使用Saber Guide來(lái)分析你用Saber Sketch創(chuàng)建的單級(jí)放大器設(shè)計(jì)。步驟如下：*怎樣執(zhí)行瞬態(tài)分析，這種分析可自動(dòng)實(shí)施必要的DC分析。*怎樣完成小信號(hào)頻率分析。*怎樣改變輸出負(fù)載并分析結(jié)果。*怎樣布置測(cè)試器并在原理圖上觀察仿真結(jié)果。*怎樣用Scope測(cè)量和分析波形一、從Saber Sketch環(huán)境中啟動(dòng)Saber Guide在下面的

33、步驟中，你將從Saber Sketch啟動(dòng)Saber Guide，Saber Sketch中已經(jīng)打開(kāi)了單級(jí)放大器設(shè)計(jì)：通過(guò)單擊Saber Sketch中的Show/Hide Saber Guide圖符來(lái)顯示Saber Guide 圖標(biāo)條。 1.2 通過(guò)單擊Simulation Transcript圖符打開(kāi)Saber Guide Transcript窗口。 圖15Saber Guide Transcript窗口含有所有命令執(zhí)行的結(jié)果。二、執(zhí)行瞬態(tài)和DC分析在本教材的這一部分中，將完成瞬態(tài)分析，并用Saber Scope顯示結(jié)果來(lái)檢查輸出信號(hào)波形。在執(zhí)行瞬態(tài)分析之前，找出電路的DC工作點(diǎn)非常重要。

34、DC工作點(diǎn)在瞬變（時(shí)域）分析中用作第一數(shù)據(jù)點(diǎn)。DC分析從Time-Domain Transient (tr) Analysis（時(shí)域瞬變分析）對(duì)話框開(kāi)始。分析前，須為設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)表。當(dāng)你開(kāi)始瞬態(tài)分析前，它會(huì)自動(dòng)完成。單擊Transient Analysis圖符以調(diào)出Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框。會(huì)顯示Basic圖表。如下填好圖表：End Time100u該值提示Saber仿真電路100usTime Step0.1u該值給Saber一個(gè)時(shí)間增量，以便開(kāi)始解答電路Run DC Analysis FirstYes在瞬變分析可計(jì)算之前須確定DC工作點(diǎn)在本教材的后

35、面你還將用到這些瞬變分析設(shè)置值，因此要按下列方法將它們存儲(chǔ)：在Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框中，單擊Defaults會(huì)出現(xiàn)如下的Set up for tranalysis對(duì)話框：圖16在set up for tranalysis對(duì)話框的Tag Name字段中輸入單一名字amp_tr。選擇Current標(biāo)簽，單擊Set Tag。Amp_tr標(biāo)簽名被加進(jìn)Tags表中，并且你在set up tranalysis對(duì)話框中輸入的值會(huì)出現(xiàn)在Form Value表中。仍在set up for tranalysis對(duì)話框中，單擊Apply。 在Time-Domain Tra

36、nsient(tr) Analysis 對(duì)話框中，單擊OK。會(huì)顯示一個(gè)Yes or No對(duì)話框來(lái)提示你在建立網(wǎng)表之前須保存單級(jí)放大器設(shè)計(jì)并詢問(wèn)你是否要繼續(xù)。單擊Yes。網(wǎng)表啟動(dòng)。如果你離開(kāi)操作，在Time-Domain Transient(tr)Analysis對(duì)話框中輸入的值不會(huì)保存。要完成save-on-exit的話，選擇下面Saber Sketch窗口菜單條目：FileConfigurationSave on Exit觀察Saber Guide Transcript窗口文本窗口顯示許可證信息，以及網(wǎng)表完成后執(zhí)行的特殊命令。你可以卷動(dòng)窗口來(lái)察看文本。該窗口首先顯示正在使用的Saber版本、

37、許可證資料以及本設(shè)計(jì)所用的模型等信息。還顯示DC分析執(zhí)行時(shí)間。在這一步中，你沒(méi)有填充Operating Point Analysis格式程序，因此使用默認(rèn)設(shè)定值來(lái)確定設(shè)計(jì)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)的DC值。在多數(shù)情況下，Saber仿真器使用在Operating Point Analysis格式程序中的默認(rèn)設(shè)定值來(lái)尋找工作點(diǎn)。創(chuàng)建一個(gè)帶.dc擴(kuò)展名的文件來(lái)保留分析的結(jié)果。如果你想要顯示DC分析結(jié)果，則執(zhí)行下列步驟：在Saber Sketch窗口中，選擇ResultsOperating Point Report菜單條目來(lái)顯示Operating Point Report對(duì)話框。在Operating Point Re

38、port對(duì)話框中，單擊OK。它通知Saber使用默認(rèn)設(shè)定值在Report Tool窗口中顯示最近的DC工作點(diǎn)值，如圖17所示。參考Report Tool窗口中的DC結(jié)果及原理圖來(lái)協(xié)助分析結(jié)果。如有必要，你可重新設(shè)置窗口尺寸或使用卷動(dòng)桿來(lái)察看所有結(jié)果。結(jié)果還顯示在Saber Guide Transcript窗口中。關(guān)閉Report Tool窗口。圖17 直流工作點(diǎn)分析結(jié)果在執(zhí)行第a-c步前，瞬變分析執(zhí)行時(shí)間顯示在Saber Guide Transcript窗口中，表明瞬變仿真已完成。創(chuàng)建一個(gè)帶.tr擴(kuò)展名的文件來(lái)保存瞬變分析結(jié)果。三、在設(shè)計(jì)中設(shè)置探針觀察仿真結(jié)果的方法之一是在導(dǎo)線上設(shè)置一個(gè)探針或

39、在設(shè)計(jì)中設(shè)置節(jié)點(diǎn)，方法如下：在Schematic窗口中，將光標(biāo)移至aout導(dǎo)線并選擇。該導(dǎo)線改變顏色。按下并保持鼠標(biāo)右鍵來(lái)顯示彈出菜單Wire Menu。在彈出菜單Wire Menu中，選擇 Probe條目并釋放鼠標(biāo)。顯示Probe窗口并附著在aout 線上。此時(shí)單擊Zoom to Fit 圖標(biāo)可能是合益的。Probe 窗口的尺寸可以改變，把鼠標(biāo)光標(biāo)放到窗口的某一角上單擊并按住左鍵則可重新定位角的位置。同樣若把光標(biāo)放在窗口的邊上則可將Probe 窗口在設(shè)計(jì)窗口中移動(dòng)。如果瞬態(tài)結(jié)果還沒(méi)有顯示在Probe窗口中，你可按如下步驟裝載一個(gè)繪圖文件：將光標(biāo)移到aout Probe窗口內(nèi)。按下并保持鼠標(biāo)右

40、鍵以顯示上托Probe Menu。在彈出菜單Probe Menu中，選擇Open Plotfile條目。會(huì)顯示一個(gè)Open Plotfile對(duì)話框。在File Name表中，選擇single_amp.tr。單擊OK鍵，在結(jié)果對(duì)話框中單擊Yes。輸出波形顯示在Probe窗口內(nèi)。圖18按前面的步驟在輸入信號(hào)(in)上設(shè)置探針。從結(jié)果可以看出輸出波形已被電路電容變圓滑。四、執(zhí)行AC分析和調(diào)用Saber Scope在教材的這一部分，你將完成小信號(hào)頻率分析以檢查放大器的頻率響應(yīng)和增益。另外，你還要調(diào)用Saber Scope。通過(guò)單擊Frequency Response圖符調(diào)出Small-Signal F

41、requency Analysis對(duì)話框。會(huì)顯示出Basic表格。如下填寫(xiě)表格：Start Frequency100(默認(rèn)單位赫茲)End Frequency10 meg單擊Input/ Output標(biāo)簽。在Plot After Analysis字段，單擊Yes鍵。不要改動(dòng)其他字段，單擊OK。AC分析的執(zhí)行時(shí)間在Saber Guide Transcript窗口中記錄。并創(chuàng)建一個(gè)帶擴(kuò)展名.ac的文件來(lái)保存分析結(jié)果。在Saber Guide Transcript窗口中記錄的最后一個(gè)動(dòng)作是由步驟35引起的調(diào)用Saber Scope。Saber Scope窗口與Signal Manager窗口和Sin

42、gle_amp.ac Plot File窗口一起顯示。從Plot File窗口，你可選擇并調(diào)出感興趣的信號(hào)，如下節(jié)所述。五、用Saber Scope分析波形在瞬態(tài)和AC分析完成后，可用Saber Scope Waveform Analyzer察看結(jié)果。為除去屏幕的混雜信號(hào)，要將Saber Sketch窗口最小化。在Single_amp.ac Plot File窗口中，左擊選擇信號(hào)aout。該信號(hào)被加亮。在Plot File窗口中單擊Plot按鍵或?qū)⒐鈽?biāo)移至Graph窗口并單擊鼠標(biāo)中鍵可在Graph上繪出所選擇的信號(hào)。aout波形顯示在Graph窗口中。圖19在本教材中你不需要phase(deg

43、):f(Hz)波形。按以下方法將其從Graph窗口刪去：將光標(biāo)移至與phase(deg).f(Hz)繪圖關(guān)聯(lián)的aout信號(hào)名。aout信號(hào)名和波形會(huì)改變顏色。按下并保持鼠標(biāo)右鍵以調(diào)出Signal Menu。選擇Delete Signal條目。盡管你已經(jīng)看到了瞬態(tài)分析的結(jié)果，但執(zhí)行下列步驟可看出怎樣在Graph窗口調(diào)出另外的波形：在Signal Manager對(duì)話框中，單擊Open Plotfiles按鈕。Open Plotfiles對(duì)話框出現(xiàn)。在File Name表中，單擊Single_amp.tr。單擊OK按鍵，會(huì)顯示Single_amp.tr Plot File窗口。從Single_amp

44、.tr Plot File窗口，調(diào)出aout和in信號(hào)，如前面第2和第3步一樣。圖形窗口便會(huì)增加兩個(gè)新波形。注意in和aout波形的（V）：t(s)繪圖與Saber Sketch中設(shè)計(jì)所顯示的是一致的。當(dāng)你察看完以后要?jiǎng)h除這些波形。在Graph窗口中觀察aout dB(v):f(Hz),（dB 是伏特而頻率是赫茲）從波形可看出從2000Hz 到75kHz增益約為10dB。本教材的下一個(gè)部分將使用這個(gè)波形上使用Measurement Tool來(lái)獲得增益和頻響的準(zhǔn)確讀數(shù)。六、對(duì)波形進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算Saber Scope內(nèi)的Measurement Tool提供了在波形上實(shí)施各種測(cè)量和計(jì)算的方法。按以下

45、方法檢查單級(jí)放大器輸出信號(hào)（aout）的帶寬和增益：關(guān)閉Plot File窗口和Signal Manager窗口。在位于Saber Scope底部的Tool Bar中，單擊Measurement圖符。出現(xiàn)Measurement對(duì)話框。選擇Band pass測(cè)量步驟如下：將光標(biāo)移至Measurement字段的右側(cè)，在向下箭頭鍵上按下并保持鼠標(biāo)左鍵。將鼠標(biāo)下移至Frequency Domain菜單。選擇Bandpass。簡(jiǎn)而言之，選擇：MeasurementFrequency DomainBandpass菜單條目。由于在Graph窗口只有一個(gè)信號(hào)，aout應(yīng)出現(xiàn)在Measurement對(duì)話框的Si

46、gnal字段，如圖20所示。 圖20如果想看顯示在圖上的Topline和offset的值（這些值用于帶通計(jì)算），則可點(diǎn)擊透視Reference Levels字段的右側(cè)的可見(jiàn)指示器。單擊Apply鍵。帶寬顯示在圖上。按以下方法選擇Gain Margin測(cè)量：選擇MeasurementFrequency DomainGain Margin菜單條目。單擊Apply鍵。增益裕度顯示在圖中。如下使用Measure Results對(duì)話框，可獲得更多有關(guān)執(zhí)行的每次測(cè)量的信息；或是控制顯示在Graph窗口內(nèi)的信息量：在Graph窗口中，將光標(biāo)移至aout信號(hào)名。使用彈出菜單并選擇Signal MenuMeas

47、ure Results條目。會(huì)出現(xiàn)Measure Results對(duì)話框。在Measure Results對(duì)話框中，確保左列的Bandpass被選中，如圖21所示。圖21注意在Measure Results對(duì)話框右列中，執(zhí)行帶通測(cè)量可獲得不同的值。點(diǎn)擊各可見(jiàn)標(biāo)識(shí)器以選擇Graph窗口要顯示哪些值。當(dāng)你已完成Measure Results對(duì)話框的探索后，將其關(guān)閉。七、變化某參數(shù)在教材這一部分，你可將發(fā)射電阻（re）從200變化到400，每次增加20：并分別在每個(gè)電阻值時(shí)進(jìn)行三類分析：直流工作點(diǎn)分析，瞬態(tài)分析和小信號(hào)分析。將Saber Scope窗口最小化并調(diào)出SaberSketch窗口。單擊Var

48、y圖符，會(huì)出現(xiàn)Looping Commands對(duì)話框。圖22在Looping Commands對(duì)話框中，單擊Vary鍵。出現(xiàn)Parameter Sweep對(duì)話框。如下填充Parameter Sweep對(duì)話框：Parameter Namer.re使用原始名稱（r）后接標(biāo)識(shí)符（re）來(lái)指定參數(shù)。Variation TypeStep byFrom200使Saber將電阻值從200To400改變至400，增量20By20Units你可以保持該字段為下劃線（-）單擊Accept。按下列方法確定在每個(gè)掃描參數(shù)值上進(jìn)行哪種分析：在Looping Commands對(duì)話框中，選擇Add AnalysisWith

49、in Loop(s)Transient菜單條目。在Looping Commands對(duì)話框中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新按鈕(tranalysis)。單擊tranalysis。出現(xiàn)Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框。如果你自從開(kāi)始使用本教材以來(lái)尚未關(guān)閉過(guò)Saber Sketch的話，可以看到你以前輸入的值。步驟c-e示出怎樣恢復(fù)以前保存的設(shè)定值。要調(diào)用你以前保存的瞬態(tài)分析設(shè)定值的話，在Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框中單擊Defaults，會(huì)出現(xiàn)set up for tranalysis對(duì)話框。在Tags表中選擇amp_tr。這是你以前保存的文件

50、名。注意保存的瞬態(tài)分析設(shè)定值規(guī)定在每次進(jìn)行瞬態(tài)分析前要執(zhí)行DC工作點(diǎn)。每個(gè)re電阻值應(yīng)計(jì)算出新的工作點(diǎn)。在set up for tranalysis對(duì)話框中，單擊Apply。在Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框中，單擊Input/ Output標(biāo)簽。在Plot File和Data File字段，在現(xiàn)有的“tr”字符串前增加字符串“vary_”從而變?yōu)椤皏ary_tr”。 因?yàn)槟阋?guī)定不同的文件名，這種瞬態(tài)循環(huán)的結(jié)果不會(huì)改寫(xiě)以前的繪圖文件。在Time-Domain Transient Analysis對(duì)話框中，單擊Accept。在Looping Commands對(duì)話

51、框中選擇AddAnalysisWithin loop(s) Frequency Response菜單會(huì)在該對(duì)話框中出現(xiàn)一個(gè)新按鈕acannlysis。 單擊acanalysis。出現(xiàn)Small-Signal Frequency Analysis對(duì)話框 。 自從開(kāi)始本教材以來(lái)如果未關(guān)閉Saber Sketch，你可看到以前輸入的值。在Basic格式程序中，檢查以下設(shè)定值。Start Frequency100(Hz是默認(rèn)單位)EndFrequency10 meg單擊Input/ Output頁(yè)簽。在Plot File和Data File字段中，在現(xiàn)有“ac”字符串前面增加“vary_”字符串，從而

52、讀作“vary_ac”。這樣為繪圖和數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建了一個(gè)新的名字從而避免新結(jié)果改寫(xiě)現(xiàn)有文件。在Plot After Analysis字段，單擊No鍵。在Small-Signal Frequency Analysis對(duì)話框，單擊Accept。在Loopping Commands對(duì)話框中單擊OK，開(kāi)始執(zhí)行參數(shù)掃描。 在Saber Guide Transcript窗口中觀察循環(huán)動(dòng)作。在仿真完成后，你可顯示參數(shù)掃描的結(jié)果。退出Saber Sketch應(yīng)用（FileExit）。可以選擇退出時(shí)保存設(shè)計(jì)。八、顯示參數(shù)掃描結(jié)果在這一部分，你將裝載由各種仿真產(chǎn)生的繪圖文件并用Saber Scope顯示出來(lái)。調(diào)出S

53、aber Scope窗口。在Saber Scope圖符條中，單擊Clear Graph圖符從而刪除以前的波形。如果single_amp.ac plot File窗口是開(kāi)啟的話，要將其關(guān)閉。在Signal Manager中，單擊Open Plot Files鍵，顯示Open Plot File對(duì)話框。在Open Plot File對(duì)話框中，單擊single_amp.vary_ac和single_amp.vary_tr文件名。單擊OK。在single_amp.vray_ac Plot File窗口中，繪制aout。該圖是一個(gè)多成員波形，表明改變r(jià).re電阻的效果。從圖中刪除phase(deg):f

54、(Hz)波形。在single_amp.vary_tr Plot File窗口中，在與aout信號(hào)相同的X/Y軸上繪制aout和in信號(hào)，步驟如下：在single_amp.vary_tr Plot File窗口中，選擇aout和in信號(hào)。將光標(biāo)移至Graph窗口并單擊鼠標(biāo)中鍵（Windows NT系統(tǒng)使用2鍵鼠標(biāo)，同時(shí)擊左、右鍵可獲得相同的功能）。以下方法可幫助處理顯示的數(shù)據(jù)：選擇dB(V):f(Hz)aout信號(hào)。選擇Signal MenuMembers菜單條目會(huì)顯示Members Attributes對(duì)話框。單擊Hide All鍵。小信號(hào)分析的結(jié)果現(xiàn)在被隱藏?，F(xiàn)在你可按下列步驟觀察多成員（V

55、）：t(s)aout 信號(hào)：選擇（V）：t(s)aout信號(hào)。選擇Signal MenuMembers菜單條目。Members Attributes對(duì)話框顯示aout數(shù)據(jù)。 單擊Hide All按鈕。波形消失。點(diǎn)擊Loop Highlight按鈕 。圖形貫穿每個(gè)波形循環(huán)，再次點(diǎn)擊Loop Highlight按鈕循環(huán)停止。用Member Attributes對(duì)話框?qū)嶒?yàn)，從各種性能中選擇滿意結(jié)果。從Graph窗口刪除（V）:t(s)aout和in信號(hào)。Member Attributes對(duì)話框現(xiàn)在控制剩下的DB(V):f(Hz)aout信號(hào)。在Member Attributes對(duì)話框中，單擊Show

56、 All Members按鈕。關(guān)閉Member Attributes對(duì)話框。第四章 電路仿真一、從Saber Sketch中進(jìn)入防真環(huán)境用SaberSketch創(chuàng)建了一個(gè)可用于仿真的設(shè)計(jì)，您便可以進(jìn)入Saber Guide Simulation 環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真。單擊工具條上的Show/Hide Saber Guide按鈕或選擇View Show Guide Iconbar，將會(huì)出現(xiàn)仿真工具條（如圖23）。圖 23在此環(huán)境中，您可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行多種仿真分析。二、DC Operating Point Analysis (直流工作點(diǎn)分析)概述此分析功能在于求解系統(tǒng)的靜態(tài)工作點(diǎn)，為其他分析提供計(jì)算初

57、始點(diǎn)。仿真器設(shè)置單擊DC Operating Point按鈕（如圖23）或選擇Analysis Operating Point DC Operating Point選項(xiàng)即可打開(kāi)DC分析的仿真器（如圖24）。圖 24執(zhí)行DC分析時(shí)無(wú)須設(shè)置仿真器參數(shù)，使用默認(rèn)值即可。下面對(duì)仿真器常用參數(shù)的含義及其設(shè)置方法作簡(jiǎn)要介紹：Monitor Progress進(jìn)度監(jiān)控。確定仿真器運(yùn)行時(shí)顯示的信息數(shù)量，缺省值為0。顯示的信息可在單擊Simulation Trancript按鈕調(diào)出的SaberGuide Trancript窗口中觀察。可進(jìn)行如下設(shè)置：-1： 顯示仿真執(zhí)行過(guò)程的簡(jiǎn)要信息與執(zhí)行時(shí)間。0： 只顯示執(zhí)行時(shí)

58、間。正整數(shù)（n）：將在每n個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)（時(shí)間步長(zhǎng)：仿真器運(yùn)行時(shí)，兩次分析計(jì)算之間的間隔。）顯示那一時(shí)刻的仿真時(shí)間、反復(fù)數(shù)量、時(shí)間步長(zhǎng)、占用CPU時(shí)間等信息。Sample Point Density仿真器對(duì)電路中的非線性模塊做線性化處理時(shí)將其分為n個(gè)線性段(n值為此參數(shù)值的2倍)，n越大，精度越高，但會(huì)降低仿真速度，最大可取1k。如圖25所示：圖 25示例打開(kāi)前面設(shè)計(jì)的d:analogy_tutorialampsingle_amp.ai_sch文件，如圖6，調(diào)出DC分析的仿真器如圖 24，單擊“OK”按鈕即可執(zhí)行DC分析。單擊Simulation Transcript按鈕可調(diào)出SaberGuide

59、 transcript窗口觀察仿真執(zhí)行情況。三、Small-signal AC Analysis（交流小信號(hào)分析）概述交流小信號(hào)用于檢驗(yàn)系統(tǒng)的頻域響應(yīng)特性，可用DC分析結(jié)果作為本分析的工作點(diǎn)。仿真器設(shè)置單擊Small Signal AC按鈕（如圖23）或選擇Analyses Frequency Small Signal AC選項(xiàng)，打開(kāi)交流分析的仿真器（如圖26）。Start Frequency掃描起始頻率（fbegin）：作交流分析的頻率下限。必須滿足fbegin 0。End Frequency掃描終止頻率(fend)：作交流分析時(shí)的頻率下限。必須滿足fend 0。Run DC Analysi

60、s First確定交流小信號(hào)分析之前是否進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析。如希望從靜態(tài)工作點(diǎn)開(kāi)始分析則選Yes，如從零時(shí)刻開(kāi)始，選擇No。圖 26Signal List信號(hào)列表：在此列表中加入您需要觀察的信號(hào)。單擊Select按即可出現(xiàn)待選項(xiàng)菜單（如圖27）圖27常用選項(xiàng)意義如下：All Top Level Signals包含多層次模型的設(shè)計(jì)中所有頂層信號(hào)。All Signals設(shè)計(jì)中所有的信號(hào)。Get Selected Signals按住Ctrl鍵，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所有您需要觀察的信號(hào)所在導(dǎo)線（點(diǎn)擊后導(dǎo)線變?yōu)榫G色表示選中），然后在Signal List中選中Get Selected Signals選項(xiàng)，即可對(duì)您