Protel99 SE EDA技术及应用 教学课件 ppt 作者 熊建云 第十章

10.1 SIM 99仿真库中的常用元器件 10.2 SIM 99中的电源类器件 10.3 初始状态的设置 10.4 仿真器的设置 10.5 观察数据波形 10.6 仿真举例,第10章 电路仿真,10.1 SIM 99仿真库中的常用元器件,在SIM 99的仿真元器件库（LibrarySchSim.ddb）中，包含了如下的常用仿真用元器件。,1、在库Simulation Symbols.Lib中，包含了有：电阻、电感、 电容。,2、在库Diode.lib中包含了以工业标准部件命名的二极管。,3、在库Bjt.lib中包含了以工业标准部件命名的晶体管。,4、在库Jfet.lib中包含了JFET结型场效应晶体管。,5、在库Mosfet.lib中包含以工业标准部件命名的MOS场效应晶体管。,6、在库Mesfet.lib中包含了一般的MES场效应晶体管。,7、在库Switch.lib中包含了电流/电压控制开关。,8、在库Fuse.lib中包含了一般的熔丝元器件。,9、库Crystal.lib中包含了不同规格的晶振元器件。,10、库Relay.lib中包含了大量的继电器。,11、库Transformer.lib中包含了大量的变压器。,12、库74xx.lib中包含了74xx系列的TTL逻辑器件；库Cmos.lib中包含了4000系列的CMOS逻辑器件。,13集成电路元器件,右表中是SIM 99中的仿真数据中包含的部分元器件库。,10.2 SIM 99中的电源类器件,在库Simulation Symbols.lib中，包含了如下的电源类器件：,1直流电源: （1）VSRC：电压源。 （2）ISRC：电流源。,2正弦仿真电源：（1）VSIN：正弦电压源。 （2）ISIN：正弦电流源。,3周期脉冲电源：（1）VPULSE：电压脉冲源。 （2）IPULSE：电流脉冲源。,4分段线性电源：（1）VPWL：分段线性电压源。 （2）IPWL：分段线性电流源。,5指数电源：（1）VEXP：指数电压源。 （2）IEXP：指数电流源。,6单频调频电源：（1）VSFFM：电压调频源。 （2）ISFFM：电流调频源。,8非线性受控源：（1）BVSRC：电压源。 （2）BISRC：电流源。,9频率/电压转换器 FTOV,10压控振荡器（VCO）仿真源： （1）SINEVCO：压控正弦振荡器。 （2）SQRVCO：压控方波振荡器。 （3）TRIVCO：压控三角波振荡器。,7线性受控源：（1）HSRC：线性电流控制电压源。 （2）GSRC：线性电压控制电流源。 （3）ESRC：线性电压控制电压源。 （4）FSRC：线性电流控制电流源。,10.3 初始状态的设置,2初始条件的设置 在初始条件元器件.IC的属性对话框中可设置如下参数： Designator：初始条件元器件标号。 Part Type：节点电压的初始幅值，如5V。,在库Simulation Symbols.lib中，包含了两个特别的初始状态定义符：NS NODESET和IC Initial Condition。,1节点电压的设置（.NS） 在节点电压元器件.NS的属性对话框中可设置如下参数： Designator：节点电压元器件标号。 Part Type：节点电压的初始幅值，如12V。,10.4 仿真器的设置,图10-1 仿真器设置对话框,执行Simulate/Setup命令，进入仿真器设置对话框，如图10-1所示。在General选项中，设计者可以选择分析类别。,10.4.1 进入分析主菜单,10.4.2 瞬态特性分析,在仿真器设置对话框中，可以通过激活Transient/ Fourier选项卡，进入瞬态特性/傅立叶分析设置对话框，如图10-2所示。,瞬态特性分析（Transient Analysis）是从时间零开始，到用户规定的时间范围内进行的。所有的输出量都是时间函数，静态工作点分析将在瞬态分析前自动执行，以测得电路的直流偏置。,图10-2 瞬态特性/傅立叶分析设置对话框,10.4.3 傅立叶分析,傅立叶分析（Fourier/Analysis）只有到瞬态分析最后一个周期才能进行。它和瞬态分析的设置是在同一个对话框中，如图10-2所示。设置时需要输入基频和谐波范围，可在Fourier/Analysis区域设置傅立叶分析参数。,Fund Frequency：傅立叶分析的基频； Harmonics：所需要的谐波数。 傅立叶分析中的每次谐波的幅值和相位信息将保存在Filename.sim文件中。,10.4.4 交流小信号分析,交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）将交流输出变量作为频率的函数计算出来。,激活AC Small Signal选项卡可进入交流小信号分析参数设置对话框，如图10-3所示。,图10-3 交流小信号分析设置对话框,10.4.5 直流分析,直流分析（DC Sweep Analysis）对电源的电压/电流进行分析，输出当电源的电压/电流变化时的各个节点的电压和流过元器件电流。激活DC Sweep选项卡可进入直流分析参数设置对话框，如图10-4所示。,图10-4 直流分析参数设置对话框,10.4.6 蒙特卡罗分析,蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）是使用随机数发生器按元器件参数值的概率分布来选择元器件，然后对电路进行模拟分析。激活Monte Carlo选项卡可进入蒙特卡罗直流分析参数设置对话框，如图10-5所示。,图10-5 蒙特卡罗直流分析参数设置对话框,10.4.7 扫描参数分析,扫描参数分析（Parameter Sweep Analysis）允许设计者以自定义的增幅扫描元器件的参数值。扫描参数分析参数设置对话框如图10-6所示。,图10-6 扫描参数分析参数设置对话框,10.4.8 扫描温度分析,扫描温度分析(Temperature Sweep Analysis)是和交流小信号分析、直流分析及瞬态特性分析中的一种或几种相连的。扫描温度分析参数设置对话框如图10-7所示。,图10-7 扫描温度分析参数设置对话框,10.4.9 传递函数分析,传递函数分析（Transfer Function Analysis）计算直流输入阻抗、输出阻抗以及直流增益。如图10-8所示为传递函数分析参数设置对话框。,图10-8 传递函数分析参数设置对话框,10.4.10 噪声分析,噪声分析（Noise Analysis）是同交流分析一起进行的。电路中产生噪声的元器件有电阻器和半导体元器件。如图10-9所示为噪声分析参数设置对话框。,图10-9 噪声分析参数设置对话框,10.5 观察数据波形,当分析设置完毕后，点击Run Analyses按钮，如果没有错误，计算机就会生成扩展名为.sdf的文件，这时在屏幕左边的Browse Simdata选项卡可以对波形进行管理，如图10-10所示。,10-10 模拟分析的结果显示,1Browse Simdata管理器,（1）Waveform区域。用于管理要显示的波形和数据。 （2）View区域。用于 控制多曲线或单曲线显示。 （3）Scaling区域。用于更改坐标轴分度。 （4）Measurement Cursors区域。用于控制显示光标A和B，并显示光标坐标和光标坐标差A-B。,图10-11 Document Option对话框,执行菜单View/Option命令，会弹出如图10-11所示Document Option对话框。该对话框可以设置栅格颜色、前景色、加深波形、显示数据点等选项。,2设置栅格和背景颜色,Grid：栅格颜色； Foreground：前景色； Background：背景色； Bold Waveform：加深波形； Show Data Point：显示数据点； Show Designator Symbols：显示曲线标记； Swap Foreground/ Background：前景色/背景色。,10.6仿真举例,10.6.1电工基础仿真实例,例1求如图10-12所示电路的各支路电流R1(i)、R2(i)。,图10-12 例1电路原理图,图10-14 例1静态分析结果,10.6.2 模拟电路仿真实例,例2用静态工作点分析法和瞬态分析法分析如图10-15所示的共射放大电路，求B、C、E三点的静态工作电压VB、VC、VE和VIN、VOUT和ib、ic、ie的波形。 解：打开仿真分析参数设置对话框，如图10-17所示。,图10-15 例2电路原理图,图10-17 分析参数设置对话框,在显示结果和波形文件中，单击Operating Point按钮，如图10-18所示。由图知：VB=3.937V、VC=8.969V、VE=3.323V。,图10-18 B、C、E三点的静态电压,单击Transient Analysis按钮可查看VIN、VOUT和ib、ic、ie的波形，如图10-19所示。,图10-19 VIN、VOUT和ib、ic、ie的波形,10.6.3 数字电路仿真实例,例3试对图10-20所示的电路进行静态工作点分析和瞬态分析，查看TRIG、THOLD、CVOLT、OUT的波形。 解：设置脉冲信号源VTRIG。如图10-21所示。,单击Run Analyses按钮，查看分析结果，显示的波形如图10-22所示。,图10-22 显示的波形,