Altium-designer-仿真具體步驟

#/17至此，可以放置此元件。②、為元件添加SIMModel文件用于電路仿真的Spice模型〔.ckt和.mdl文件〕位于Library文件夾的集成庫(kù)中，我們使用時(shí)要注意這些文件的后綴。模型名稱是模型連接到SIM模型文件的重要因素，所以要確保模型名稱設(shè)置正確喳找Altium集成庫(kù)中的模型文件步驟如下點(diǎn)擊Library面板的Search按鈕，在提示框中填入：HasModel('SIM','*',False)進(jìn)展搜索；假設(shè)想更具體些可填入：HasModel('SIM','*LF411*',False)。假設(shè)我們不想讓元件使用集成庫(kù)中提供的仿真模型，而想用別的模型代替，我們最好將別的模型文件復(fù)制到我們的目標(biāo)文件夾中。如果我們想要用的仿真模型在別的集成庫(kù)中，我們可以：點(diǎn)擊File?Open，翻開包含仿真模型的庫(kù)文件(.intlib)。在輸出文件夾〔翻開集成庫(kù)時(shí)生成的文件夾〕中找到仿真文件，將其復(fù)制到我們自己的工程文件夾中，之后我們可以進(jìn)展一些修改。復(fù)制好模型文件，再為元器件添加仿真模型。為了操作方便，我們直接到安裝目錄下的“Examples\CircuitSimulation\Filter"文件夾中，復(fù)制模型文件“LF411C.ckt"到自己的工程文件夾中，接下來的步驟：在Project面板中，右擊工程，選擇“AddExistingtoProject"，將模型文件添加到本工程中。雙擊元件U1，翻開元件屬性對(duì)話框，在Model列表中選擇Simulation，點(diǎn)擊Remove按鈕，刪除原來的仿真模型。點(diǎn)擊Model列表下方的Add下拉按鈕，選擇“Simulation"在ModelSub-Kind中選擇“SpiceSubcircuit"，使得Spice的前綴為“X"在ModelName中輸入“LF411C"，此時(shí)AD會(huì)搜索所有的庫(kù)，來查詢是否有與這名稱匹配的模型文件。如果AD找到一個(gè)匹配的文件，那么立即停止尋找。對(duì)于不是集成庫(kù)中的模型文件，AD會(huì)對(duì)添加到工程的文件進(jìn)展搜索，然后再對(duì)搜索路徑〔Project?ProjectOptions丨中的文件進(jìn)展搜索。如果找不到匹配的文件，那么有錯(cuò)誤信息提示。最后的步驟是檢查管教映射是否正確，確保原理圖中元件管腳與模型文件中管腳定義相匹配。點(diǎn)擊“PortMap"，如圖6:

5Ul3628*1F411LOUOFFSET,LOWDRIFTJFETINPUTOP-AHPHACfiO-MODELSimModel-General/S^piceSubcircuitnon—invertinginputIinvertinginput*coruiections5Ul3628*1F411LOUOFFSET,LOWDRIFTJFETINPUTOP-AHPHACfiO-MODELSimModel-General/S^piceSubcircuitnon—invertinginputIinvertinginput*coruiections:*OK||Uanuel_II_i-!!—b-c--r卜彳ttuywtr.Ta"01ti~h~F~i\NmtfetTgmplatm]、的口嘉I匸ile_/SchematicPinModelPin5(BAL)MotDonnected!3(IM+]1⑴2(IN-)?(2)6[OUT]5(5)EWi4⑷8(NC]MolCcnriBctsd1(BAL)NotContactedPflrt1/1?Il?ModelKridParameters=PortMap；|Riiiiiirrsiiiiiiin-niiil圖6修改管腳映射在ModelPin列表下拉選擇適宜的引腳使其和原先的SIM模型〔LF411_NSC〕一樣。我們可以點(diǎn)擊NetlistTemplate標(biāo)簽，注意到其模型順序?yàn)?、，，3，4，5；如圖7:^DESlGlfiTOR幻Z2X4爲(wèi)OMOBEL\N畔tlh：tTefdpI乳eANhlliwtPiev彌円*Mcd^Filr/■■圖7這些和ModelFile標(biāo)簽中的.SUBCKT頭相對(duì)應(yīng)，如圖8:*SnglLoOEfsetLoDriEtJFETOpAmppkg:DIP83,2,8,4,tpkg:CANS3.2.日，4,6a*Connections:*Non-Iaverting-Input*InvertingInputPositivePowerSupply1NegitiuePowerSuppiy]OutputNII111.SUBCKTLF411C■L2:34S匚I11123.49SE-12C2671SE^12DC5S3DXfittrden#v\NetlistTemplate/HetlistPreview\MedelFtte/圖8因此，在“PortMap〃標(biāo)簽中的“ModelPin〃列表中，我們可以看到1(1),2(2),3⑶,4(4),5(5)，被列舉出來，其中第一個(gè)數(shù)字就是模型管腳〔就是NetlistTemplate中的％1，%2等〕，而subcircuit的頭那么對(duì)應(yīng)著小括號(hào)里面的數(shù)字。在Spicenetlist中，我們需要注意其中節(jié)點(diǎn)的連接順序，這些必須和.SUBCKT頭中的節(jié)點(diǎn)順序相匹配。Netlist頭描述了每個(gè)管腳的功能根據(jù)這些信息我們可以將其連接到原理圖管腳如：(1)是同相輸入，故需連接到原理圖管腳3。原先的管腳映射和修改的管腳映射如圖9:SchemalicPinModelPin5[8AL|5⑸3(IN+)3(3)2(IN)2(2)6(OUT]NotConnected7(V+)NotConnected4V)4(4]3(NC]NotConnected1(BALJ1(USchematicPinModelPin5[BAL)NotConnected3(IN+)KD2(IN-)3(2)6(OUT)5(5)7(V*)3⑶4旳4(4)8[NC)NotConnected1(BAL)NotConnectedOriginalpinmappingModifiedpinmapping圖9之后點(diǎn)擊“OK"，完成自定義仿真模型的添加。③、放置有仿真模型的電阻電容放置電阻前，我們可以按“TAB〃鍵，翻開元件屬性窗口，設(shè)置電阻值；在Model列表中，選中“Simulation"，點(diǎn)擊“Edit"，查看仿真模型屬性。一般系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置就是正確的，如果沒修改正，應(yīng)該有如圖10屬性:

圖10同理，放置電容的情況也一樣，先設(shè)置電容值，再查看仿真模型屬性，如圖11：圖114、放置電壓源首先放置VDD電源。使用"Library"面板的search功能，僉索關(guān)鍵字"VSRC"；查找到"VSRC"之后，雙擊元件，假設(shè)提示集成庫(kù)未安裝那么安裝，其集成庫(kù)為"SimulationSources.IntLib〞。在放置元件前，按“TAB〃鍵，翻開元件屬性對(duì)話框，再編輯其仿真模型屬性，先確保其“ModelKind"為“VoltageSource"，"ModelSub-Kind"為“DCSource"。點(diǎn)擊“Parameters"標(biāo)簽，設(shè)置電壓值，輸入“5V"，并使能“ComponentParameter"，之后點(diǎn)擊OK，完成設(shè)置。如圖12：圖12同理放置VSS，并設(shè)置其電壓值為“-5V"最后添加正弦信號(hào)輸入：同樣是SimulationSources.IntLib中的VSRC，翻開其仿真模型屬性對(duì)話框，設(shè)置"ModelKind"為"VoltageSource"，而“ModelSub-Kind"設(shè)置為“Sinusoidal"0點(diǎn)擊“Parameters"標(biāo)簽，設(shè)置電壓值，可按如圖13設(shè)置：

SinnModel-VoltageSource/Srnuso泊呂ICompcneritparameterDCM^gniudeACMagnitudeACPHa?cOffsetAmplitudeFrequenciiDekyDam(pifgFactor□□□□□□□□□PhaseMedel燈旳［FaramelereCompcneritparameterDCM^gniudeACMagnitudeACPHa?cOffsetAmplitudeFrequenciiDekyDam(pifgFactor□□□□□□□□□Phase圖13之后點(diǎn)擊OK，設(shè)置完成，放置信號(hào)源。5、放置電源端口。點(diǎn)擊“Place?PowerPort"，在放置前按“TAB"鍵，設(shè)置端口屬性。其中對(duì)于標(biāo)簽VDD和VSS，其端口屬性為“BAR"。對(duì)于標(biāo)簽GND，其端口屬性為“PowerGround"0對(duì)于標(biāo)簽0UT〔網(wǎng)絡(luò)〕，其端口屬性為“Circle"6、連線，編譯根據(jù)上面的原理圖連接好電路，并在相應(yīng)的地方放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，之后編譯此原理圖。7、仿真設(shè)置點(diǎn)擊“Design?Simulate?MixSim"，或是點(diǎn)擊工具欄中〔可通過“View?Toolbars?MixedSim"調(diào)出〕的圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)置窗口。如圖14:

Fcn5hwoctnesigndi3wWOUIEnabledActrveSigr^fIOK|PrefeiencjM...Fcn5hwoctnesigndi3wWOUIEnabledActrveSigr^fIOK|PrefeiencjM...CancelCl|ij\C1lp|\□lil\C2tp|Netti1\mmRiIpIR2BR4pIVDDVODtlbcanchVDDMWDHV^INlthiftrteliV$lN[p|VSIH[i)vss;烤晌麗VS5[p]V?S[2]。并抽叩*恤硏itTrww^Ana^wOCS，r<eepAna|rti*加：5他1￡如砂由Ana(^環(huán)Pote-ZefoTransfisiFunclionAnai網(wǎng)s：TemperatueSweepParantelsiSwwMarteCailoAna^sisGkbal陽(yáng)脯E*AdYancedUpH圖14按照?qǐng)D中顯示設(shè)置好“CollectDataFor"，“SheetstoNetlist"和“SimViewSetup"等三個(gè)區(qū)域，并且我們可以看到有一系列的信號(hào)在“AvailableSignal"中，這些都是AD計(jì)算出來并可以進(jìn)展仿真的信號(hào)。如果我們想要觀察某個(gè)信號(hào)，只需將其導(dǎo)入〔雙擊此信號(hào)〕到右邊的“ActiveSignal"中；同理，假設(shè)想刪除“ActiveSignal"中的信號(hào)，也可以通過雙擊信號(hào)實(shí)現(xiàn)。、傳輸函數(shù)分析〔包括傅立葉變換〕設(shè)置傳輸函數(shù)分析會(huì)生成一個(gè)文件，此文件能顯示波形圖，計(jì)算時(shí)間變化的瞬態(tài)輸出〔如電壓，電流〕。直流偏置分析優(yōu)先于瞬態(tài)分析，此分析能夠計(jì)算出電路的直流偏置電壓；如果UseInitialConditions"選項(xiàng)被使能，直流偏置分析那么會(huì)根據(jù)具體的原理圖計(jì)算偏置電壓。首先應(yīng)該使能“TransientAnalysis"；然后取消“UseTransientDefaults"選項(xiàng)，為了觀察到50Khz信號(hào)的三個(gè)完整波形，我們將停止時(shí)間設(shè)置為60u；并將時(shí)間增長(zhǎng)步長(zhǎng)設(shè)置為100n，最大增長(zhǎng)步長(zhǎng)為200n。最終設(shè)置如圖15:

圖15、交流小信號(hào)分析設(shè)置交流小信號(hào)分析的輸出文件顯示了電路的頻率響應(yīng)，即以頻率為變量計(jì)算交流小信號(hào)的輸出值〔這些輸出值一般是電壓增益〕。首先我們的原理圖必須有設(shè)置好參數(shù)的交流信號(hào)源〔上面的步驟已經(jīng)設(shè)置好〕使能“ACSmallSignalAnalysis"選項(xiàng)然后根據(jù)圖16輸入?yún)?shù)：

圖16〔注：如上圖，開場(chǎng)頻率點(diǎn)一般不設(shè)置為0，上圖100m表示0.1HZ，完畢頻率點(diǎn)lmeg表示1MHZ“SweepType〃設(shè)置為“Decade〃表示每100測(cè)試點(diǎn)以10為底數(shù)增長(zhǎng)，總共有701個(gè)測(cè)試點(diǎn)?！持链耍涣餍⌒盘?hào)分析設(shè)置完成。AD進(jìn)展此電路仿真分析時(shí)，先計(jì)算電路的直流偏置電壓，然后以變化的正弦輸入代替原有的信號(hào)源，計(jì)算此時(shí)的電路的輸出，輸入信號(hào)的變化是根據(jù)“TestPoints"和“SweepType"這兩個(gè)選項(xiàng)進(jìn)展的。、電路仿真與分析設(shè)置完成之后，就可以進(jìn)展電路仿真一一點(diǎn)擊“〃圖標(biāo)。在仿真過程中，AD會(huì)將一些警告和錯(cuò)誤信息顯示在’'Message〃面板，如有致命錯(cuò)誤可根據(jù)面板提示信息修改原理圖；如果工程無錯(cuò)誤，此過程還會(huì)生成一個(gè)SPICENetlist〔.nxs丨文件，且此文件在每次進(jìn)展仿真時(shí)都會(huì)重新生成。仿真分析完畢會(huì)生成翻開一個(gè)〔.sdf〕文件，里面顯示了電路的各種仿真結(jié)果〔注：直流偏置最先執(zhí)行〕，如圖17：

圖171)創(chuàng)立波特圖波特圖包括了增益和相位信息，我們可以根據(jù)交流小信號(hào)分析結(jié)果得到電路的波特圖。首先右擊上半局部坐標(biāo)圖的“in〃信號(hào)，選擇“EditWave〃，翻開編輯波形對(duì)話框，然后選擇左邊的“Magnitude(dB)〃，再點(diǎn)擊“Creat〃按鈕。如圖18：

plEditTavefor*FurictionsExpressionir|CrealetCaredWaveSetupWavefoimsOHealCplEditTavefor*FurictionsExpressionir|CrealetCaredWaveSetupWavefoimsOHealCInnagiraiyOPhase(Deg]C'Phase(RadjOSrotjpDelayII右出torteiwV呂*餉vddvddttbranchvdd(p]vddlz]c2[i|c2(pl(requsncyinnete1_1cutrltilUNARY(]ComplexRiDction*CM呂口nitud亡@Magnitude[dB]圖18同理，對(duì)輸出增益，在上半局部的坐標(biāo)圖中右擊，選擇“AddWavetoPlot〃，在彈出的對(duì)話框中“Waveforms"列表選擇“out"信號(hào)，并在右邊的“ComplexFunctions"列表選擇“Magnitude(dB)"，然后點(diǎn)擊“Creat"按鈕，得到輸入輸出的增益圖。之后重復(fù)上述步驟添加相位圖，注意在“ComplexFunctions"列表選擇“Phase(Deg)"，最后結(jié)果如圖19：

圖19〔我們可以在同個(gè)坐標(biāo)圖上顯示不同的Y軸，使不同的曲線對(duì)應(yīng)不同的Y坐標(biāo)——只需在編輯或添加波形文件時(shí)，選中“AddtonewYaxis"即可；假設(shè)刪除坐標(biāo)軸，相應(yīng)的曲線也會(huì)刪除，且在這模式下沒有Undo功能，故誤刪的話需重新導(dǎo)入曲線。2)使用光標(biāo)工具分析點(diǎn)擊“DB〔out〕〃曲線，右擊選擇“CursorA〃，再右擊選擇“CursorB〃，翻開兩個(gè)測(cè)量光標(biāo)，將光標(biāo)按圖20放置：

■10.00-20.00§-30.0040.00■50.00,ygqq1II111■10.00-20.00§-30.0040.00■50.00,ygqq1II111ioaOmHs1.000Hz10.00Rj100.0Hz1.000kHz10.00kHzlOO.OkHj1OOOMHjFrequency[Hz]10.000.000?DB(out)圖20再點(diǎn)擊“SimData"標(biāo)簽，可以看到此時(shí)B-A=-3，且光標(biāo)B的頻率為“20kHz"，如圖21:MeesuremsntCuiefsMeesuremsntCuiefsX￥ADB(oul)253.29-77.^3jBDB(oul)20.267k.-10863Me^surenftentXY||BA22詠-208E2MinmumA..8*30863MawimumA..B222.20uAyiereflsA..B-720,54m圖21故3dB點(diǎn)的頻率為20kHz。8、參數(shù)掃描設(shè)置參數(shù)掃描功能使得我們能夠讓特定的元件在一個(gè)圍變化；當(dāng)然相應(yīng)的交流、直流或瞬態(tài)分析也要使能，才能觀察相應(yīng)的特性曲線或數(shù)據(jù)。具體步驟如下：1)首先點(diǎn)擊圖標(biāo)，翻開設(shè)置窗口，使能“ParameterSweep"2)接著選擇首要掃描參數(shù)元件C2，更改參數(shù)；再使能第二參數(shù)掃描功能，選擇Cl，更改參數(shù)；參數(shù)設(shè)置如圖22：AOK7ParameterSweepAnalysesSetupFtefererca^.PrinnaiySweepVariableC2[cdpacitdri0e)Piimaijj￡記比Value20.00pPiimaiyStepVdlue-20.000SecontiariJStepValuefiO.OOpArwluses/OptiomsEnabledParameterSwe-epSetupParameter^Value￡eee^darvSweepR^lativ&VaHjesGeneralSetup□l)e^tingPointAnaly^FSTransierit7Fourie(AnalysisDCSueepAriali^isA匚SmallSignalAnalysisNoiseAnalys