電路仿真共十章

電路仿真共十章第1頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1仿真的特點在設(shè)計一個電子產(chǎn)品之前，通常應(yīng)將設(shè)計的原理圖接成面包板，然后使用電源、信號發(fā)生器、示波器、萬用表等電子設(shè)備對原理圖的各項指標(biāo)進(jìn)行檢驗。ProtelDXP為用戶提供了一個功能強(qiáng)大的數(shù)/?；旌想娐贩抡嫫?，利用它可以提供模擬信號、數(shù)字信號、模/數(shù)混合信號的仿真。ProtelDXP中的仿真功能主要有以下幾個特點：（1）ProtelDXP為電路的仿真分析提供了一個規(guī)模龐大的仿真元器件庫。（2）ProtelDXP支持多種仿真功能，如交流小信號分析、瞬態(tài)特性分析、噪聲分析、蒙特卡羅分析等。（3）ProtelDXP提供功能強(qiáng)大的結(jié)果分析工具，可以記錄各種需要的仿真數(shù)據(jù)，顯示各種仿真波形如模擬信號波形、數(shù)字信號波形、波特圖等。

第2頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2仿真庫中元器件簡介ProtelDXP與Protel99SE不同，只是提供了仿真激勵源，沒有提供專門的仿真元器件庫。ProtelDXP提供的原理圖元器件庫中Simulation文件夾下的元器件均可作為仿真元器件使用，下面對仿真激勵源和常用的仿真元器件進(jìn)行介紹。（祥見書）第3頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.3仿真器的設(shè)置在進(jìn)行仿真之前，用戶應(yīng)知道對電路進(jìn)行何種分析，要收集那些數(shù)據(jù)以及仿真完成后自動顯示哪個變量的波形等。因此，應(yīng)對仿真器進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。執(zhí)行Design→Simulate→MixedSim命令將彈出如圖10-33所示的對話框。（該對話框的介紹祥見書）下面用結(jié)合具體實例來講解各種仿真分析方式的設(shè)置（軟件演示祥見書）第4頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.4設(shè)計仿真原理圖10.4.1調(diào)用元器件庫

在原理圖編輯器中的Libraries面板上，單擊Libraries按鈕，如圖10-65所示。系統(tǒng)將自動彈出當(dāng)前元器件庫對話框如圖10-66所示，在該對話框中單擊AddLibrary…按鈕，系統(tǒng)將彈出加載元器件庫窗口如圖10-67所示。執(zhí)行Library→Simulation→SimulationSource.IntLib命令，單擊“打開”按鈕，返回圖10-66對話框，單擊“Close”按鈕，即完成仿真信號源元器件庫的調(diào)用。

第5頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.4設(shè)計仿真原理圖第6頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.4設(shè)計仿真原理圖10.4.2選擇仿真用原理圖元器件在Libraries面板中選擇SimulationSource.IntLib仿真激勵源元器件庫，如圖10-68所示。其它仿真用元器件可以選擇該面板中的MiscellaneousDevices.IntLib元器件庫，如圖10-69所示。選擇好需要的激勵源或元器件后，單擊Place按鈕，即可將激勵源或元器件放置在仿真原理圖編輯器中。

第7頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.4設(shè)計仿真原理圖10.4.3仿真原理圖仿真用原理圖必須包含所有仿真所必需的信息。通常為使仿真可靠運行，應(yīng)遵守如下規(guī)則：（1）原理圖所用的元器件必須具有Simulation屬性。（2）必須有適當(dāng)?shù)男盘栐?，以?qū)動需要仿真的電路。（3）在需要觀測的節(jié)點上必須添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。（4）應(yīng)根據(jù)具體的電路要求設(shè)置相應(yīng)的仿真方式。例如，觀測仿真電路中某個節(jié)點的電壓波形及其相位，應(yīng)選擇瞬態(tài)特性分析方式。（5）有時還需要設(shè)置電路的初始狀態(tài)。仿真原理圖的繪制和前面章節(jié)介紹過的原理圖的繪制一樣，這里不再贅述。第8頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.5模擬電路仿真實例前面幾節(jié)中已經(jīng)講述了仿真原理圖設(shè)計中常用的各種激勵源、仿真元器件的屬性設(shè)置。這里我們以如圖10-70所示的整流濾波電路為例，講述瞬態(tài)分析、傅立葉分析、直流掃描分析、交流小信號分析、噪聲分析、傳遞函數(shù)分析、溫度掃描分析和參數(shù)掃描分析的方法。（軟件演示祥見書）

第9頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.6數(shù)字電路仿真實例在數(shù)字電路中，設(shè)計者關(guān)心的主要是個數(shù)字節(jié)點的邏輯狀態(tài)即邏輯電平（1、0、X）。大多數(shù)數(shù)字電路的仿真元器件有兩種模型，分別是計時模型和I/O模型。其中，計時模型用于描述元器件的計時特性；I/O模型用于描述元器件的負(fù)載和驅(qū)動特性。數(shù)字電路元器件所起的作用和電阻、電容等元器件在模擬電路中所起的作用相似，每一個元器件有一個或多個輸入及一個或多個輸出，而且有些元器件還具有記憶功能，例如觸發(fā)器、寄存器。下面以ProtelDXP自帶的數(shù)據(jù)庫中Example文件夾下的一個數(shù)/模混合電路為例進(jìn)行電路仿真。（軟件演示祥見書）

第10頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.7軟件演示綜合范例目標(biāo)：繪制如圖10-97所示單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，并以該圖為例，然后對其進(jìn)行工作點分析方式、瞬態(tài)分析方式、直流掃描分析、交流小信號分析和傳遞函數(shù)分析的仿真。通過該范例的詳細(xì)講解，使讀者在學(xué)會繪制仿真電路原理圖的同時，掌握對電路原理圖進(jìn)行仿真的方法與步驟。（軟件演示）

第11頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.8本章小結(jié)本章主要介紹電路仿真的特點、仿真器的設(shè)置、仿真元器件及設(shè)計仿真原理圖的方法與技巧。ProtelDXP中的仿真功能主要有以下幾個特點：（1）ProtelDXP為電路的仿真分析提供了一個規(guī)模龐大的仿真元器件庫，其中包含數(shù)十種仿真激勵源和將近6000種的元器件。（2）ProtelDXP支持多種仿真功能，如交流小信號分析、瞬態(tài)特性分析、噪聲分析、蒙特卡羅分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、傅立葉分析等十多種分析方式。用戶可以根據(jù)所設(shè)計電路的具體要求選擇合適的分析方式。（3）ProtelDXP提供功能強(qiáng)大的結(jié)果分析工具，可以記錄各種需要的仿真數(shù)據(jù)，顯示各種仿真波形如模擬信號波形、數(shù)字信號波形、波特圖等，可以進(jìn)行波形的縮放、波形的比較、波形的測量等。而且，用戶可以直觀地看到仿真的結(jié)果，這就為電路原理圖的分析提供了很大的方便。

第12頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月10.8本章小結(jié)仿真原理圖設(shè)計中常用的各種激勵源主要包括直流源、正弦仿真源、周期脈沖源、分段線性源、指數(shù)激勵源、單頻調(diào)頻源、線性受控源、非線性受控源。仿真原理圖設(shè)計中常用的各種仿真元器件包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、JFET結(jié)型場效應(yīng)管、MOS場效應(yīng)管、MES場效應(yīng)管、繼電器、變壓器、晶振、開關(guān)。在進(jìn)行仿真之前，用戶應(yīng)知道對電路進(jìn)行何種分析，要收集那些數(shù)據(jù)以及仿真完成后自動顯示哪個變量的波形等。因此，應(yīng)對仿真器進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，仿真器進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置主要在“AnalysesSetup”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行Design→Simulate→MixedSim命令可彈出該