1、第九章 電路仿真系統(tǒng) 知識(shí)重點(diǎn)電路仿真的基本知識(shí)仿真分析的參數(shù)設(shè)置電路仿真方法9.1 電路仿真的基本概念 仿真中涉及的幾個(gè)基本概念如下。 仿真元器件。用戶進(jìn)行電路仿真時(shí)使用的元器件，要求具有仿真屬性。 仿真原理圖。用戶根據(jù)具體電路的設(shè)計(jì)要求，使用原理圖編輯器及具有仿真屬性的元器件所繪制而成的電路原理圖。 仿真激勵(lì)源。用于模擬實(shí)際電路中的激勵(lì)信號(hào)。 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽。對(duì)一電路中要測(cè)試的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)該分別放置一個(gè)有意義的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽名，便于明確查看每一節(jié)點(diǎn)的仿真結(jié)果（電壓或電流波形）。 仿真方式。仿真方式有多種，不同的仿真方式下相應(yīng)有不同的參數(shù)設(shè)定，用戶應(yīng)根據(jù)具體的電路要求來(lái)選擇設(shè)置仿真方式。 仿真結(jié)果。

2、仿真結(jié)果一般是以波形的形式給出，不僅僅局限于電壓信號(hào)，每個(gè)元件的電流及功耗波形都可以在仿真結(jié)果中觀察到。 9.2 SIM 99仿真庫(kù)中的元器件 9.2.1 電阻 在庫(kù)Simulation Symbols.Lib中，包含了如下的電阻器： RES固定電阻。 RESSEMI半導(dǎo)體電阻。 RPOT電位計(jì)。 RVAR變電阻。 9.2.2 電容 在庫(kù)Simulation Symbnls.Lib中，包含了如下的電容： CAP定值無(wú)極性電容。 CAP2定值有極性電容。 CAPSEMI半導(dǎo)體電容。9.2.3 電感 在庫(kù)Simulation Symbols.Lib中，包含的電感為INDUCTOR。對(duì)電感的屬性對(duì)話

3、框可如下設(shè)置：“Designator”：電感名稱。“Part Type”：以亨為單位的電感值。“IC”：在Past Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，表初始條件，即電感的初始電壓值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效。 9.2.4 二極管 在庫(kù)Diode.lib中，包含了數(shù)目巨大的以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部件命名的二極管。 對(duì)二極管的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：二極管名稱。“Area”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，該屬性定義了所定義的模型下的并行器件數(shù)。該設(shè)置項(xiàng)將影響該模型的許多參數(shù)。“Off”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，在操作點(diǎn)分析中使二極管電壓為零。

4、“IC”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，表示初始條件，即通過(guò)二極管的初始電壓值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效。“Temp”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，元件工作溫度，以攝氏度為單位。默認(rèn)設(shè)置為27。 9.2.5 三極管 在庫(kù)Bjt.lib中，包含了數(shù)目巨大的以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部件命名時(shí)三極管。 對(duì)三極管的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：三極管名稱。“Area”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，該屬性定義了所定義的模型下的并行器件數(shù)。該設(shè)置項(xiàng)將影響該模型的許多參數(shù)。“Off”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，在操作點(diǎn)分析中使三極管電壓

5、為零。“IC”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，表初始條件，即通過(guò)極管的初始電壓值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效。“Temp”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，元件工作溫度，以攝氏度為單位。默認(rèn)設(shè)置為27。 9.2.6 JFET結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管包含在Jfet.lib庫(kù)文件中。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的模型是建立在Shichman和Hodges的場(chǎng)效應(yīng)管的模型上的。 對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管名稱。“Area”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，該屬性定義了所定義的模型下的并行器件數(shù)。該設(shè)置項(xiàng)將影響該模型的

6、許多參數(shù)。“Off”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，在操作點(diǎn)分析中使終止電壓為零。“IC”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，表初始條件，即通過(guò)三極管的初始電壓值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效。“Temp”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，元件工作溫度，以攝氏度為單位。默認(rèn)設(shè)置為27。 9.2.7 MOS場(chǎng)效應(yīng)管 對(duì)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：MOS場(chǎng)效應(yīng)管名稱。“L”：溝道長(zhǎng)度，單位為米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“W”：溝道長(zhǎng)度，單位為米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“AD”：漏區(qū)面積，單位為

7、平方米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“AS”：源區(qū)面積，單位為平方米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“PD”：漏區(qū)周長(zhǎng)，單位為米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“PS”：源區(qū)周長(zhǎng)，單位為米，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“NRD”：漏極的相對(duì)電阻率的方塊數(shù)，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“NRS”：源極的相對(duì)電阻率的方塊數(shù)，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Off”：可選項(xiàng)，在操作點(diǎn)分析中使終止電壓為零，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“IC”：可選項(xiàng)，表初始條件，即通過(guò)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的初始值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效

8、，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Temp”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，元件工作溫度，以攝氏度為單位。默認(rèn)設(shè)置為27。 9.2.8 MES場(chǎng)效應(yīng)管 庫(kù)Mesfet.lib中包含了一般的MES場(chǎng)效應(yīng)管。MES場(chǎng)效應(yīng)管模型是從Statz的砷化稼場(chǎng)效應(yīng)管的模型得到的。 對(duì)MES場(chǎng)效應(yīng)管的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：MES場(chǎng)效應(yīng)管名稱。“Area”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，該屬性定義了所定義的模型下的并行器件數(shù)。該設(shè)置項(xiàng)將影響模型的許多參數(shù)。“Off”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，在操作點(diǎn)分析中使終止電壓為零。“IC”：在Part Fields選

9、項(xiàng)卡設(shè)置，表初始條件，即通過(guò)MES場(chǎng)效應(yīng)管的初始值。該項(xiàng)僅在仿真分析工具傅里葉變換中的使用初始條件被選中后才有效。 9.2.9 電壓/電流控制開關(guān) 庫(kù)Switch.lib包含了如下的可用于原理圖的開關(guān) CSW：默認(rèn)電流控制開關(guān)。 SW：默認(rèn)電壓控制開關(guān)。 SW05：VT=500.Om的電壓控制開關(guān)。 SWM10：VT=0.01的電壓控制開關(guān)。 SWP10：VT=0.01的電壓控制開關(guān)。 STTL：VT=2.5，VH=0.1的電壓控制開關(guān)。 TTL：VT=2，VH=1.2，RUFF=100E+6的電壓控制開關(guān)。 TRIAC：VT=0.99，RON=0.1，ROFF=1E+7的電壓控制開關(guān)。 9.

10、2.10 熔絲 Fuse.lib包含了一般的熔絲器件。對(duì)熔絲的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：熔絲名稱。“Current”：熔斷電流，單位A。“Resistance”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，以歐姆為單位的串聯(lián)的熔絲的阻抗。 9.2.11 晶振 晶振的屬性對(duì)話框有如下設(shè)置項(xiàng)：“Designator”：晶振名稱。“Freq”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，晶振頻率，如3.5MHz。這將改變模型的默認(rèn)值。“RS”：在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置，以歐姆為單位的串阻值。“C”：以法拉為單位的電容值，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Q”：等效電路的Qv在Pa

11、rt Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。 9.2.12 繼電器 庫(kù)Relay.lib包括了大量的繼電器，對(duì)繼電器的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：繼電器名稱。“Pullin”：觸點(diǎn)引入電壓，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Dropoff”：觸點(diǎn)偏離電壓，在Pan Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Contar”：觸點(diǎn)阻抗，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Resistance”：線圈阻抗，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“Inductor”：線圈電感，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。 9.2.13 互感器 對(duì)電感耦合器的屬性對(duì)話框可如下設(shè)置：“Designator”：電感耦合器

12、名稱。“Ratio”：二次/一次轉(zhuǎn)換比，這將改變模型的默認(rèn)值，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“RP”：可選項(xiàng)，一次阻抗，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“RS”：可選項(xiàng)，二次阻抗，在Fart Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“LEAK”：泄放電感，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。“MAG”：磁化電感，在Part Fields選項(xiàng)卡設(shè)置。 9.3 放置電源及仿真激勵(lì)源 9.3.1 直流電壓/電流源 直流電壓源“VSRC”與直流電流源“ISRC”分別用來(lái)為仿真電路提供一個(gè)不變的電壓信號(hào)或不變的電流信號(hào)，符號(hào)形式如圖所示。 9.3.2 正弦信號(hào)激勵(lì)源 正弦信號(hào)激勵(lì)源包括正弦電壓源“VSIN”與

13、正弦電流源“ISIN”，用來(lái)為仿真電路提供正弦激勵(lì)信號(hào)，符號(hào)形式如圖所示，需要設(shè)置的仿真參數(shù)是相同的。 9.3.3 周期脈沖源 周期脈沖源包括脈沖電壓激勵(lì)源“VPULSE”與脈沖電流激勵(lì)源“IPULSE”，可以為仿真電路提供周期性的連續(xù)脈沖激勵(lì)，其中脈沖電壓激勵(lì)源“VPULSE”在電路的瞬態(tài)特性分析中用得比較多。兩種激勵(lì)源的符號(hào)形式如圖所示，相應(yīng)要設(shè)置的仿真參數(shù)也是相同的。 9.3.4 分段線性激勵(lì)源 分段線性激勵(lì)源所提供的激勵(lì)信號(hào)是由若干條相連的直線組成，是一種不規(guī)則的信號(hào)激勵(lì)源，包括分段線性電壓源“VPWL”與分段線性電流源“IPWL”兩種，符號(hào)形式如圖所示。這兩種分段線性激勵(lì)源的仿真參數(shù)

14、設(shè)置是相同的。 9.3.5 指數(shù)激勵(lì)源 指數(shù)激勵(lì)源包括指數(shù)電壓激勵(lì)源“VEXP”與指數(shù)電流激勵(lì)源“IEXP”，用來(lái)為仿真電路提供帶有指數(shù)上升沿或下降沿的脈沖激勵(lì)信號(hào)，通常用于高頻電路的仿真分析，符號(hào)形式如圖所示。兩者所產(chǎn)生的波形形式是一樣的，相應(yīng)的仿真參數(shù)設(shè)置也相同。 9.3.6 單頻調(diào)頻激勵(lì)源 單頻調(diào)頻激勵(lì)源用來(lái)為仿真電路提供一個(gè)單頻調(diào)頻的激勵(lì)波形，包括單頻調(diào)頻電壓源“VSFFM”與單頻調(diào)頻電流源“ISFFM”兩種，符號(hào)形式如圖所示，相應(yīng)需要設(shè)置仿真參數(shù)。 9.4 仿真分析的參數(shù)設(shè)置 9.4.1 通用參數(shù)的設(shè)置 通用參數(shù)的具體設(shè)置內(nèi)容有以下幾項(xiàng)。 “Collect Data For”：該下拉

15、列表框用于設(shè)置仿真程序需要計(jì)算的數(shù)據(jù)類型。 “Sheets to Netlist”：該下拉列表框用于設(shè)置仿真程序作用的范圍。 “SimView Setup”：該下拉列表框用于設(shè)置仿真結(jié)果的顯示內(nèi)容。 “Available Signals”：該列表框中列出了所有可供選擇的觀測(cè)信號(hào)，具體內(nèi)容隨著“Collect Data For”列表框的設(shè)置變化而變化，即對(duì)于不同的數(shù)據(jù)組合，可以觀測(cè)的信號(hào)是不同的。 “Active Signals”：該列表框列出了仿真程序運(yùn)行結(jié)束后，能夠立刻在仿真結(jié)果圖中顯示的信號(hào)。 9.4.2 仿真方式的具體參數(shù)設(shè)置 在Protel 99 SE系統(tǒng)中，共提供了11種仿真方式。“

16、Operating Point Analysis”：工作點(diǎn)分析。“Transient/Fotuier Analysis”：瞬態(tài)特性分析與傅里葉分析。“DC Sweep Analysis”：直流傳輸特性分析。“AC Small Signal Analysis”：交流小信號(hào)分析。“Noise Analysis”：噪聲分析。“Transfer Function Analysis”：傳遞函數(shù)分析。“Temperature Sweep”：溫度掃描。“Parameter Sweep”：參數(shù)掃描。“Monte Carlo Analysis”：蒙特卡羅分析。“Advanced Options”：設(shè)置仿真的高級(jí)

17、參數(shù)。 9.4.3工作點(diǎn)分析 所謂工作點(diǎn)分析，就是靜態(tài)工作點(diǎn)分析，這種方式是在分析放大電路時(shí)提出來(lái)的。當(dāng)把放大器的輸入信號(hào)短路時(shí)，放大器就處在無(wú)信號(hào)輸入狀態(tài)，即靜態(tài)。若靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不合適，則輸出波形會(huì)失真，因此設(shè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是放大電路正常工作的前提。 9.4.4 瞬態(tài)特性與傅里葉分析 瞬態(tài)特性分析與傅里葉分析是電路仿真中經(jīng)常使用的仿真方式。瞬態(tài)特性分析是一種時(shí)域仿真分析方式，通常是從時(shí)間零開始，到用戶規(guī)定的終止時(shí)間結(jié)束，在一個(gè)類似示波器的窗口中，顯示出觀測(cè)信號(hào)的時(shí)域變化波形。 9.4.5 直流傳輸特性分析 直流傳輸特性分析是指在一定的范圍內(nèi)，通過(guò)改變輸入信號(hào)源的電壓值，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行靜態(tài)工作

18、點(diǎn)的分析。根據(jù)所獲得的一系列直流傳輸特性曲線，可以確定輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的最大范圍及噪聲容限等。 9.4.6 交流小信號(hào)分析 交流小信號(hào)分析主要用于分析仿真電路的頻率響應(yīng)特性，即輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)的頻率變化而變化的情況，借助于該仿真分析方式，我們可以得到電路的幅頻特性和相頻特性。 9.4.7 噪聲分析 噪聲分析一般是和交流小信號(hào)分析一起進(jìn)行的。在實(shí)際的電路中，由于各種因素的影響，總是會(huì)存在各種各樣的噪聲，這些噪聲分布在很寬的頻帶內(nèi)，每個(gè)元件對(duì)于不同頻段上的噪聲敏感程度是不同的。電路設(shè)計(jì)中，使用Protel 99 SE仿真程序，我們可以測(cè)量和分析以下幾種噪聲。輸出噪聲：在某個(gè)特定的輸出節(jié)點(diǎn)處測(cè)量

19、得到的噪聲。輸入噪聲：在輸入節(jié)點(diǎn)處測(cè)量得到的噪聲。器件噪聲：每個(gè)器件對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)。輸出噪聲的大小就是所有產(chǎn)生噪聲的器件噪聲的疊加。 9.4.8 傳遞函數(shù)分析 傳遞函數(shù)分析主要用于計(jì)算電路的直流輸入、輸出阻抗。 9.4.9 溫度掃描 溫度掃描是指在一定的溫度范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行各種仿真分析，如:瞬態(tài)特性分析、交流小信號(hào)分析、直流傳輸特性分析、傳遞函數(shù)分析等，從而確定電路的溫度漂移等性能指標(biāo)。 9.4.10 參數(shù)掃描 參數(shù)掃描分析主要用于研究電路中某一元件的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)對(duì)整個(gè)電路性能的影響，借助于該仿真方式，用戶可以確定某些關(guān)鍵元器件的最優(yōu)化參數(shù)值，一以獲得最佳的電路性能。該分析方式

20、與上述的溫度掃描分析類似，只有與其他的仿真方式中的一種或幾種同時(shí)運(yùn)行時(shí)才有意義。 9.4.11 蒙特卡羅分析 蒙特卡羅分析是一種統(tǒng)計(jì)分析方法，借助于隨機(jī)數(shù)發(fā)生器按元件值的概率分布來(lái)選擇元件，然后對(duì)電路進(jìn)行直流、交流小信號(hào)、瞬態(tài)特性等仿真分析。通過(guò)多次的分析結(jié)果估算出電路性能的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，從而可以對(duì)電路生產(chǎn)時(shí)的成品率及成本等進(jìn)行預(yù)測(cè)。 9.5 特殊仿真元器件的參數(shù)設(shè)置 9.5.1 節(jié)點(diǎn)電壓初值 節(jié)點(diǎn)電壓初值“.IC”主要用于為電路中的某一節(jié)點(diǎn)提供電壓初值，與電容中的“Intial Voltage”參數(shù)的作用類似。設(shè)置方法很簡(jiǎn)單，只要把該元件放在需要設(shè)置電壓初值的節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)設(shè)置該元件的仿真參數(shù)

21、即可為相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)提供電壓初值，如圖所示。 9.5.2 節(jié)點(diǎn)電壓 在對(duì)雙穩(wěn)態(tài)或單穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行瞬態(tài)特性分析時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓“.NS”用來(lái)設(shè)定某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓預(yù)收斂值。如果仿真程序計(jì)算出該節(jié)點(diǎn)的電壓小于預(yù)設(shè)的收斂值，則去掉“.NS”元件所設(shè)置的收斂值，繼續(xù)計(jì)算，直到算出真正的收斂值為止，即“.NS”元件是求節(jié)點(diǎn)電壓收斂值的一個(gè)輔助手段。 9.5.3 仿真數(shù)學(xué)函數(shù) 在SIM 99的仿真元件庫(kù)（Library/Sch/Sim.ddb）中，還提供了若干仿真數(shù)學(xué)函數(shù)，它們同樣作為一種特殊的仿真元器件，可以放置在電路仿真原理圖中使用。主要用于對(duì)仿真原理圖中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行各種合成運(yùn)算，以達(dá)到一定的仿真目的，包括節(jié)

22、點(diǎn)電壓的加、減、乘、除，以及支路電流的加、減、乘、除等運(yùn)算，也可以用于對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行各種變換，如：正弦變換、余弦變換、雙曲線變換等。 9.5.4 實(shí)例：使用仿真數(shù)學(xué)函數(shù) 1）新建一個(gè)原理圖文件，另存為“仿真數(shù)學(xué)函數(shù).Sch”。2）在系統(tǒng)提供的集成庫(kù)中，找到“Simulation Symbols.Lib”和“Math.Lib”，并進(jìn)行加載。3）打開集成庫(kù)“Math.Lib”，找到正弦變換函數(shù)“SINV”、余弦變換函數(shù)“COSV”及電壓相加函數(shù)“ADDV”，分別放置在原理圖中，如圖所示。 3）打開集成庫(kù)“Math.Lib”，找到正弦變換函數(shù)“SINV”、余弦變換函數(shù)“COSV”及電壓相加函數(shù)“

23、ADDV”，分別放置在原理圖中。4）在“Libraries”面板中，打開集成庫(kù)“Miscellaneous Devices.Lib”，找到元件Res3，在原理圖中放置兩個(gè)接地電阻，并完成相應(yīng)的電氣連接。 5）雙擊電阻，系統(tǒng)彈出屬性設(shè)置對(duì)話框，相應(yīng)的仿真參數(shù)即電阻值均設(shè)置為1K。6）左鍵雙擊每一個(gè)仿真數(shù)學(xué)函數(shù)，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在彈出元件屬性對(duì)話框中，只需設(shè)置標(biāo)識(shí)符即可。7）打開集成庫(kù)“Simulation Symbols.Lib”，找到正弦電壓源“VSIN”，放置在仿真原理圖中，并進(jìn)行接地連接，如圖所示。8）雙擊正弦電壓源，彈出相應(yīng)的元件屬性對(duì)話框，設(shè)置其基本參數(shù)及仿真參數(shù)。標(biāo)識(shí)符輸入為“V1”，

24、其他各項(xiàng)仿真參數(shù)均采用系統(tǒng)的默認(rèn)值即可。9）單擊按鈕返回后，仿真原理圖如圖所示。 10）執(zhí)行“Simulate”“Setup”菜單命令，在系統(tǒng)彈出的分析設(shè)定對(duì)話框中先進(jìn)行通用參數(shù)設(shè)置。 11）在原理圖中需要觀測(cè)信號(hào)的位置處添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽。在這里，我們需要觀測(cè)的信號(hào)有4個(gè)：輸入信號(hào)、經(jīng)過(guò)正弦變換后的信號(hào)、經(jīng)過(guò)余弦變換后的信號(hào)及相加后輸出的信號(hào)。因此，在相應(yīng)的位置處放置4個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽：“INPUT”、“SINOUT”、“COSOUT”、“OUTPUT”，如圖所示。12）完成通用參數(shù)的設(shè)置后，在“Analyses/Options”欄中，選中“Operating Point Analysis”及“Tran

25、sient/Fourier Analysis”選項(xiàng)后面的復(fù)選框。13）瞬態(tài)仿真分析的起始時(shí)間設(shè)置為“0”，終止時(shí)間設(shè)置為“10ms”，時(shí)間步長(zhǎng)及最大時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為“20us”，選中“Use Intial Conditions”復(fù)選框及“Enable Fourier”復(fù)選框，傅里葉分析中的基波頻率設(shè)置為“500Hz”。14）設(shè)置完畢，單擊按鈕，則系統(tǒng)開始電路仿真，瞬態(tài)仿真分析和傅里葉分析的仿真結(jié)果如圖所示。 9.5.5 仿真數(shù)學(xué)函數(shù) 在Protel 99SE的仿真器中還提供了若干仿真數(shù)學(xué)函數(shù)，它們同樣作為一種特殊的仿真元器件，可以放置在電路仿真原理圖中使用。主要用于對(duì)仿真原理圖中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)

26、行各種合成運(yùn)算，以達(dá)到一定的仿真目的，包括節(jié)點(diǎn)電壓的加、減、乘、除，以及支路電流的加、減、乘、除等運(yùn)算，也可以用于對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行各種變換，如：正弦變換、余弦變換、雙曲線變換等。 9.6 電路仿真的基本方法 1）啟動(dòng)Protel 99 SE，打開如圖所示的電路原理圖。 2）執(zhí)行“PLD”“Compile”菜單命令。啟動(dòng)命令后，將自動(dòng)檢查原理圖文件是否有錯(cuò)，如有錯(cuò)誤應(yīng)該予以糾正。3）執(zhí)行“Design”“Add/Remove Libraries”菜單命令，在出現(xiàn)的“打開”對(duì)話框中選擇Protel 99 SE安裝目錄“/Library/Sch/Sim.ddb”。單擊OK按鈕，即可完成仿真庫(kù)的添加

27、。 4）選擇“Simulation Symbols.Lib”集成庫(kù)，其中該仿真庫(kù)包含了各種仿真電源和激勵(lì)源。選擇名為“VSIN”的激勵(lì)源，然后將其拖入原理圖編輯區(qū)中。選擇放置導(dǎo)線工具，將激勵(lì)源和電路連接起來(lái)，然后再添加上電源地，如圖所示。 5）雙擊新添加的仿真激勵(lì)源，在出現(xiàn)的對(duì)話框中設(shè)置其屬性參數(shù)。6）對(duì)于仿真電源或激勵(lì)源，也需要設(shè)置其參數(shù)。按照電路的實(shí)際需求設(shè)置即可。7）設(shè)置完成后單擊按鈕，返回到電路原理圖編輯環(huán)境。8）同樣的方法，再添加一個(gè)仿真電源，如圖所示。 9）雙擊已添加的仿真電源，在出現(xiàn)的“Component Properties”對(duì)話框中設(shè)置其屬性參數(shù)，這里設(shè)置參考電源為15V。1

28、0）設(shè)置完成后單擊按鈕，返回原理圖編輯環(huán)境。11）執(zhí)行“Design”“Compile Document.”菜單命令編譯當(dāng)前的原理圖，編譯無(wú)誤后分別保存原理圖文件和項(xiàng)目文件。12）執(zhí)行“Simulate”“Setup”菜單命令，系統(tǒng)彈出“Analyses Setup”對(duì)話框，選擇“General Setup”選項(xiàng)，再右窗格中設(shè)置需要觀察的節(jié)點(diǎn)，即要獲得的仿真波形。13）選擇要采用的分析方法并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。如圖所示，為選擇的“Transient/Fourier Analysis”復(fù)選框設(shè)置選項(xiàng)。14）設(shè)置完成后單擊按鈕，即可得到如圖所示的仿真波形。15）保存仿真波形圖，然后返回到原理圖編輯環(huán)境

29、。16）再次執(zhí)行“Simulate”“Setup”菜單命令，系統(tǒng)彈出“Analyses Setup”對(duì)話框，選中“Parameter Sweep”選項(xiàng)，設(shè)置需要掃描的元器件以及參數(shù)的初始值、終止值、步長(zhǎng)等。17）設(shè)置完成后單擊按鈕，即可得到如圖所示的仿真波形。 18）單擊選中OUT波形所在的圖表，在“Sim Data”面板的“Source Data”下雙擊out_p1、out_p2、out_p3，將其導(dǎo)入到OUT圖表中，如圖所示。19）還可以修改仿真模型參數(shù)，保存后再次進(jìn)行仿真。 9.7 操作實(shí)例 9.7.1 帶通濾波器仿真 實(shí)例操作步驟1）建立新工程，向新工程中加入仿真模型庫(kù)，完成電路原理圖

30、的設(shè)計(jì)。2）設(shè)置元器件的參數(shù)。雙擊該元器件，系統(tǒng)彈出元件屬性對(duì)話框，按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置元件參數(shù)。3）脈沖信號(hào)源“VPULSE”設(shè)置其頻率為1kHz，幅度為1V。4）執(zhí)行“Simulate”“Setup”菜單命令，系統(tǒng)彈出仿真分析設(shè)置對(duì)話框。選中直流點(diǎn)分析、瞬態(tài)特性分析和交流小信號(hào)分析，并選擇觀察信號(hào)IN和OUT。5）單擊“Analyses/Options”欄中的“AC Small Signal Analysis”復(fù)選框，設(shè)置“AC Small Signal Analysis”的參數(shù)，如圖所示。 6）再選中“Analyses/Options”欄中的“Transfer Function Analysis”復(fù)選框，設(shè)置“Transfer Function Analysis”的參數(shù)。7）經(jīng)過(guò)上述步驟，設(shè)置好參數(shù)后，單擊按鈕進(jìn)行仿真。系統(tǒng)先后進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)特性分析、交流小信號(hào)分析、傳輸函數(shù)分析，其結(jié)果如圖所示。 9.7.2