Protel 原理图与PCB设计教程 教学课件 ppt 作者 赵景波 第7章

I-1,第7章 电路仿真,I-2,本章主要内容,电路仿真的步骤。 设置仿真电路原理图。 仿真分析参数的设置。 仿真波形分析器。,I-3,电路仿真软件的出现，使设计者在设计电路的过程中，就能准确分析电路的工作状况，及时发现电路中的缺陷，并予以改进，从而可提高电路设计的工作效率，缩短开发周期，降低成本。 目前，流行的电路仿真软件有Pspi A/D（MicroSim公司开发）、Saber（美国Analogy公司开发的面向混合信号的仿真软件）、IsSpice（美国Intusoft公司开发）等。Protel 内嵌的仿真软件具有强大的模/数混合信号电路仿真能力。该仿真软件与PSPICE电路仿真软件基本兼容。它允许设计者不必手工添加D/A或A/D转换器，就可以准确实现数模混合信号的仿真。仿真结果用波形在类似示波器的窗口中显示，可对仿真结果一目了然。,I-4,Protel 仿真器可以进行无限的电路级模拟仿真和无限的门级数字仿真，可以仿真电路的规模取决于设计者微机内存容量的大小。Protel 仿真器提供的分析方法主要有以下几种。 直流工作点分析（Operating Point Analysis）。 瞬态/傅立叶分析（Transient/Fourier Analysis）。 直流扫描分析（DC Sweep Analysis）。 交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）。 噪声分析（Noise Analysis）。 直流传输函数分析（Transfer Function Analysis）。 温度扫描分析（Temperature Sweep）。 参数扫描（Parameter Sweep）。 蒙特卡罗（Monte Carlo Analysis）。,I-5,7.1 电路仿真的步骤,装载与电路仿真相关的元器件库。 在电路图上放置仿真元器件（该元器件必须具有“Simulation”属性），并设置元器件的仿真参数。 放置连线，绘制仿真电路原理图，其绘制方法与绘制普通电路原理图的方法相同。 在仿真电路原理图中添加仿真电源及激励源。 设置仿真节点以及电路的初始状态。 对仿真电路原理图进行ERC检查。如果电路中存在错误，要先纠正错误才能进行仿真。 设置仿真分析的参数。 运行电路仿真，得到仿真结果。 如果对仿真结果不满意，可修改仿真电路中的相应参数或更换仿真元器件，重复58的步骤，直到获得满意结果。,I-6,7.2 设置仿真电路原理图,为了保证电路仿真能够顺利进行，电路仿真原理图中必须包含有进行仿真所需的全部信息。设计电路仿真原理图时需要遵守以下原则： 电路原理图中的所有元器件必须具有“Simulation”属性。 在仿真电路中，必须放置并连接合适的仿真激励源或电源，这样才可以在仿真的过程中，给仿真电路提供驱动。 对需要进行仿真波形分析的节点处添加网络标号，以便于区分识别。 若分析需要，还应为仿真电路设置初始状态。,I-7,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,1.电阻仿真元器件,电阻仿真元器件,I-8,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,半导体电阻的参数设置对话框,可变电阻参数设置对话框,I-9,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,2. 电容仿真元器件,电容仿真元器件,I-10,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,3. 电感,电感仿真元器件,I-11,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,4. 二极管,二极管仿真元器件,I-12,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,5. 整流桥,仿真用整流桥,I-13,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,6. 双极型晶体管（三极管）,双极型晶体管仿真元器件,I-14,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,7.结型场效应晶体管,结型场效应晶体管仿真元器件,I-15,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,8. MOS场效应管,MOS场效应管仿真元器件,I-16,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,9.金属半导体场效应晶体管,金属半导体场效应晶体管仿真元器件,I-17,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,10.保险丝,保险丝仿真元器件,I-18,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,11.晶振,晶振仿真元器件,I-19,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,12. 继电器,继电器仿真元器件,I-20,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,13. 变压器（电感耦合器）,变压器仿真元器件,I-21,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,14.传输线,传输线仿真元器件,I-22,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,15. TTL和CMOS逻辑元器件,TTL和CMOS作为集成元器件，存放于各个生产商的元器件库中，在这些库中含有74系列TTL逻辑元器件、4000系列CMOS逻辑元器件的仿真模型。,I-23,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.1 元器件仿真模型参数的设置,16.采用基本模型构成的元器件（宏模型）,MTB52N06VL的SPICE仿真模型文件,I-24,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,1.直流电源,直流电源,I-25,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,2.正弦交流电源,正弦交流电源,I-26,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,3.周期性脉冲电源,周期性脉冲电源,I-27,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,4.分段线性电源,分段线性电源,分段线性电源参数设置对话框,I-28,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,5.指数电源,指数电源,指数电源参数设置对话框,I-29,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,6.单频调频电源,单频调频电源,单频调频电源参数设置对话框,I-30,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,7.线性受控源,线性受控源,I-31,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,8.非线性受控源,非线性受控源,I-32,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,9. 频压转换器,频压转换器,I-33,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,10. 压控振荡器,压控振荡器,I-34,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.2 添加仿真激励源,11. 电流/电压控制开关,控制开关,I-35,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.3 设置电路的仿真节点,积分电路,I-36,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.4 仿真初始状态的设置,1. “.NS”元器件（设置节点电压）,“.NS”元器件,I-37,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.4 仿真初始状态的设置,2. “.IC”元器件（初始条件设置）,“.IC”元器件,I-38,7.2 设置仿真电路原理图,7.2.5 仿真元器件的查找,I-39,7.3 电路仿真分析的设置,执行菜单命令“Design”“Simulation”“Mixed Sim”，将弹出如图所示的电路仿真分析设置对话框。,I-40,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,1. “Transient/Fourier Analysis”项参数的设置,I-41,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,2. “DC Sweep Analysis”项参数的设置,I-42,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,3. “AC Small Signal Analysis”项参数的设置,I-43,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,4. “Noise Analysis”项参数的设置,I-44,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,5. “Transfer Function Analysis”项参数的设置,I-45,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,6. “Temperature Sweep”项参数的设置,I-46,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,7. “Parameter Sweep”项参数的设置,I-47,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.1 仿真分析方法的选择和设置,8. “Monte Carlo Analysis”项参数设置,I-48,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.2 仿真节点参数设置,1. 数据存储类型的设置,在“Collect Data For”下拉列表中，有5种不同的数据存储类型可供选择，数据仿真结果将以指定的类型保存在电路仿真结果的文件中。现将这5种不同的存储类型说明如下。,I-49,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.2 仿真节点参数设置,2.指定所要显示数据的节点,在仿真电路原理图中所有可以绘出波形的节点，都在 “Available Signals”列表中列出，在这个列表中可以选择需要显示数据的节点。这里有两种选择的方法。,I-50,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.3 生成网络表文件图纸范围的设置,在Sheets to Netlist”列表中，可以选择生成网络表文件的图纸范围，其中有两种方式可以选择。,I-51,7.3 电路仿真分析的设置,7.3.4 设置高级仿真参数,为了在仿真波形分析器中看到波形，必须选择要显示波形的节点以及相关内容。在如图所示的仿真分析设置对话框中，可以选择设计者需要进行分析的节点以及相关内容。,I-52,7.4 仿真波形的分析,7.4.1 运行电路仿真,I-53,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （1）“View”菜单,I-54,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （2）“Chart”菜单,I-55,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （3）“Plot”菜单,I-56,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （3）“Plot”菜单,“Plot Options”对话框,I-57,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （4）“Wave”菜单,I-58,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,1.菜单命令的使用 （4）“Wave”菜单,I-59,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,2.波形分析器的工作窗口,I-60,7.4 仿真波形的分析,7.4.2 使用仿真波形分析器的方法,3.波形分析器浏览器窗口,I-61,7.5 综合实例,7.5.1 DC/DC全桥变换器电路仿真,I-62,7.5 综合实例,7.5.1 DC/DC全桥变换器电路仿真,I-63,7.5 综合实例,7.5.2 I/V变换电路仿真,I/V变换原理图,I-64,