《电子线路设计—Protel DXP 2004 SP2》第10章 电路仿真.ppt
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1、,顾 滨 主 编,10.1 设置放置元件参数,Protel DXP 2004 sp2中的仿真元器件都在该软件的安装文件夹下,最常用的元器件都可以在“Miscellaneous Debices.IntLib”库中找到。仿真电路中所需的元器件只需从库中直接放置在原理图中,就可以进行仿真了。 注意:为了正确进行电路的仿真分析,仿真原理图中的所有元器件都必须具有Simulation属性,必须包含有特定的仿真信息。,10.1.1 设置常用仿真元器件参数,1.电阻: 在Protel DXP 2004 sp2的电路仿真中,为用户提供了两种类型的具有仿真属性的电阻,一种是RES(普通电阻),另一种是RES S
2、im(半导体电阻)。,普通电阻: 在【元件库】面板的“Miscellaneous ebices.InLib”库中选择固定电阻Res2,并放置到电路仿真原理图中,如图10-1所示。由图中可以看出,在模型种类栏下存在 Simulation仿真模型,则表示该元件可以用于原理图仿真。,图10-1 选择元件对话框,元件的仿真模型参数需要在元件的属性对话框中进行设置,常见的操作方法有两种: 方法一:将放置元件过程中,按下【Tab】键便可打开元件属性对话框,如图10-2所示。 方法二:将元件放置好后,双击该元件,系统将会弹出元件属性对话框,如图10-2示。,图10-2 元件属性对话框,修改元件的标号与元件注
3、释后,双击【模型】选项卡中【Simulation】选项,弹出【SimModel】对话框,如图10-3所示。在其中设置电阻的模型名称及描述。,图10-3 Sim Model对话框,在图10-3所示的对话框中打开【参数】选项卡,弹出图10-4所示的对话框,用于设置电阻的阻值。在Value中输入电阻的阻值,并选中Component parameter复选框。,图10-4 电阻仿真参数对话框,半导体电阻: 在【元件库】面板中选择半导体电阻,放置到仿真电路原理图中,双击电阻符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置半导体电阻的仿真参数,如图
4、10-5所示。,主要参数有: Value:用来设置电阻的阻值。 Length:半导体电阻的长度。 Width: 半导体电阻的宽度。 Temperature: 半导体工作温度。,图10-5 设置半导体电阻电阻的仿真参数,2. 电位器: 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中,提供了多种具有仿真模型的电位器。 这几种电位器具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择电位器,如Res Adj1,放置到仿真电路原理图中,双击电位器符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置电位器的仿
5、真参数,如图10-6所示。,图10-6 电位器仿真参数设置,主要参数: Value:用来设置电位器阻值。 Set Position:第1引脚和中间引脚之间的阻值与总阻值的比值。,3. 电容: 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中,提供了3种具有仿真模型的电容,即Cap(无极性电容)、Cap Pol(极性电容)、Cap Semi(半导体电容)等。 这几种电容具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择电容,如Cap,放置到仿真电路原理图中,双击电容符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】
6、选项卡,用来设置电容的仿真参数,如图10-7所示。,图10-7 电容仿真参数设置,主要参数: Value:用来设置电容的电容值。 Initial Voltage:用来设置电容两端的初始电压。,4. 电感: 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中,提供了多种具有仿真模型的电感,如Inductor(普通电感)、Inductor Iron(带铁芯的电感)等。 这几种电感具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择电感,如Inductor,放置到仿真电路原理图中,双击电感符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选
7、项,打开【参数】选项卡,用来设置电感的仿真参数,如图10-8所示。,图10-8 电感仿真参数设置,主要参数: Value:用来设置电感的电感值。 Initial Voltage:用来设置电感初始电流。,5. 二极管 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中,提供了多种具有仿真模型的二极管,如Diode(普通二极管)、Diode Zener(稳压二极管)、LED(发光二极管)等。 这几种二极管具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择二极管,如Diode,放置到仿真电路原理图中,双击二极管符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【
8、Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置二极管的仿真参数,如图10-9所示。,图10-9 二极管仿真参数设置,主要参数有: Area Factor:用来设置环境因数。 Starting Conditions:用来设置二极管的初始状态,一般选择“OFF”选项。 Initial Voltage: 用来设置通过二极管的初始电压。 Temperature: 用来设置二极管的工作温度。,6. 晶体管: 这几种晶体管具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择晶体管,如NPN,放置到仿真电路原理图中,双击晶体管符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【
9、参数】选项卡,用来设置晶体管的仿真参数,如图10-10所示。,图10-10 晶体管仿真参数设置,主要参数有: Area Factor:用来设置晶体管的环境因数。 Starting Conditions:用来设置晶体管的初始状态,一般选择“OFF”选项。 Initial B-E Voltage: 用来设置基极B-发射极E之间的初始电压。 Initial C-E Voltage: 用来设置集电极E-发射极E之间的初始电压。 Temperature: 用来设置晶体管的工作温度。,7. 晶振: 在【元件库】面板中选择晶振,如XTAL,放置到仿真电路原理图中,双击晶振符号,在属性设置对话框中,双击【模型
10、】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置晶振的仿真参数,如图10-11所示。,图10-11 晶振仿真参数设置,主要参数有: FREQ:用来设置晶振的振荡频率。 RS:用来设置晶振的内阻。 C: 用来设置晶振的电容值。 Q: 用来设置晶振的品质因数。,8. 熔断器(保险丝): 这几种熔断器具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择熔断器,如Fuse 1,放置到仿真电路原理图中,双击熔断器符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置熔断器的仿真参数,如图10-12所示。,图10-12 熔断器仿真参数设置,主要
11、参数有: Resistance:用来设置熔断器的电阻值。 Cuttent:用来设置熔断器的熔断电流值。,9. 变压器: 这几种变压器具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择变压器,如Trans,放置到仿真电路原理图中,双击变压器符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置变压器的仿真参数,如图10-13所示。,图10-13 变压器仿真参数设置,主要参数有: InductanceA:用来设置变压器A边的电感值。 InductanceB:用来设置变压器B边的电感值。 Coupling Factor:用来设置变压器的耦合系数。,10. 继
12、电器: 在Protel DXP 2004 sp2的Miscellaneous Debices.InLib库中,提供了多种具有仿真模型的继电器。如Relay、Relay-DPDT和Delay-SPST等。 这几种继电器具有相同仿真参数,在【元件库】面板中选择继电器,如Relay,放置到仿真电路原理图中,双击继电器符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置继电器的仿真参数,如图10-14所示。,图10-14 继电器仿真参数设置,主要参数有: Pullin:用来设置触点的吸合电压。 Dropoff:用来设置触点的释放电压。 Contac
13、t:用来设置继电器的铁心吸合时间。 Resistance:用来设置继电器线圈的电阻值。 Inductance:用来设置继电器线圈的电感值。,10.1.2 设置仿真激励源参数,绘制电路原理图后,必须在电路中放置合适的仿真激励源,这样才可以在仿真的过程中,给电路提供驱动,使电路正常工作。Protel DXP 2004 sp2提供了多种仿真激励源,这些元件在“Simulation Sources.IntLib”库中可以找到。 注意:单击【元件库】面板中的“元件库”按钮进行加载,路径为你所安装Protel DXP 2004 sp2路径下的Library中。,1. 直流电源: 直流电源有两种:直流电压激
14、励源(VSRC、VSRC2)和直流电流激励源(ISRC),这两种激励源的作用是作为仿真电路的工作电源。 在【元件库】面板“Simulation Sources.IntLib”库中选择直流电源,如VSRC,放置到仿真电路原理图中,双击直流电压源符号,在属性设置对话框中,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置直流电源的各项仿真参数,如图10-15所示。,图10-15 直流电压源仿真参数设置,主要参数有: Value:用来设置直流电压值。 AC Magnitude:用来设置交流小信号分析时的电压值。 AC Phase:用来设置交流小信号的相位。 直流电流激励
15、源(ISRC)的仿真参数设置与直流电压的设置基本相同。,2. 正弦信号激励源 正弦信号激励源有两种:正弦交流电压源(VSIN)和正弦交流电流源(ISIN),主要为仿真电路提供激励信号。常用于瞬态分析和交流小信号分析中,把他们放到仿真电路图中。 双击正弦信号激励源,弹出设置对话框,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置正弦信号激励源的各项仿真参数,如图10-16所示。,图10-16 正弦信号激励源仿真参数设置,主要参数有: DC Magnitude:用来设置正弦信号的直流参数,通常设置为0。 AC Magnitude:用来设置交流小信号分析电压值,通常设
16、置为1V。 AC Phase:用来设置交流小信号分析的初始相位值,通常设置为0。 Offset:用来设置叠加在正弦波信号上的直流分量。 Amplitude:用来设置正弦波信号的振幅。 Frequency:用来设置正弦波信号的频率。 Delay:用来设置正弦波信号初始延时时间。 Damping Factor:用来设置正弦波信号的阻尼因子,该值影响正弦波信号的振幅随时间的变化。如果设置为0,表示正弦波为等幅正弦波;如果设置为正值,表示正弦波幅度虽时间递减;如果设置为负值,表示正弦波幅度随时间递增。 Phase:用来设置正弦波信号的初始相位。 注意:正弦波信号激励源的主要参数值:振幅、频率、初始相位
17、。,3. 脉冲激励源: 脉冲激励源有两种:脉冲电压源(VPULSE)和脉冲电流源(IPULSE),主要为仿真电路提供周期性的脉冲信号,可以产生矩形波、方波、三角波等众多波形。常用于脉冲数字电路的瞬态分析中,将它们放入仿真电路。 双击脉冲激励源,弹出设置对话框,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置脉冲激励源的各项仿真参数,如图10-17所示。,图10-17 脉冲激励源仿真参数设置,主要参数有: DC Magnitude:用来设置脉冲的直流参数,通常设置为0。 AC Magnitude:用来设置交流小信号分析电压值,通常设置为1V。 AC Phase:用
18、来设置交流小信号分析的初始相位值,通常设置为0。 Initial Value: 用来设置脉冲的初始电压或电流值。 Pulsed Value: 用来设置脉冲电压或电流值。 Time Delay:用来设置延迟时间。 Rise Time: 用来设置上升时间,必须大于0。 Fall Time: 用来设置下降时间,必须大于0。 Pulse Width: 用来设置脉冲宽度,单位S。 Period:用来设置脉冲周期。 Phase: 用来设置脉冲初始相位。,4. 调频激励源: 调频激励源有两种:调频电压源(VSFFM)和调频电流源(ISFFM),主要为仿真电路提供一个频率随调制信号变化而变化的调频信号,将它们
19、放入仿真电路。 双击调频激励源,弹出设置对话框,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置调频激励源的各项仿真参数,如图10-18所示。,图10-18 调频激励源仿真参数设置,主要参数有: DC Magnitude:用来设置调频的直流参数,通常设置为0。 AC Magnitude:用来设置交流小信号分析电压值,通常设置为1V。 AC Phase:用来设置交流小信号分析的初始相位值,通常设置为0。 Offset: 用来设置叠加在调频信号上的直流分量。 Amplitude: 用来设置载波振幅。 Carrier Frequency:用来设置载波频率。 Modul
20、ation Index: 用来设置调制系数。 Signal Frequency: 用来设置调制信号的频率。,5. 指数函数激励源: 指数函数激励源有两种:指数函数电压源(VEXP)和指数函数电流源(IEXP),常用于高频电路仿真分析中,将它们放入仿真电路。 双击指数函数激励源,弹出设置对话框,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置指数函数激励源的各项仿真参数,如图10-19所示。,图10-19 指数函数激励源仿真参数设置,主要参数有: DC Magnitude:用来设置直流参数,通常设置为0。 AC Magnitude:用来设置交流小信号分析电压值,通
21、常设置为1V。 AC Phase:用来设置交流小信号分析的初始相位值,通常设置为0。 Initial Value: 用来设置指数函数的初始电压或电流值。 Pulsed Value: 用来设置指数函数的跳变值。 Rise Delay Time:用来设置指数函数的上升延迟时间。 Rise Time Constant: 用来设置指数函数的上升过程时间。 Fall Delay Time: 用来设置指数函数的下降延迟时间。 Fall Time Constant: 用来设置指数函数的下降过程时间。,10.1.3 设置特殊元件参数,1. 设置节点电压初始值: Protel DXP 2004 sp2为仿真电路
22、中的电路节点提供节点电压初始值,在“Simulation Sources.InLib”库中选择.IC元器件。 将.IC元件放置到需要设置电压初始值的节点上,双击该元件,弹出设置对话框,双击【模型】选项卡中的【Simulation】选项,打开【参数】选项卡,用来设置各项仿真参数,如图10-20所示。,图10-20 .IC仿真参数设置,主要参数有: Initial Conditions:用来设置该节点的电压初始值。,2. 仿真数学函数: 在Protel DXP 2004 sp2的电路仿真器中还提供了仿真数学函数,它同样可以用于电路仿真原理图中,主要是对仿真电路图中的两个节点信号进行合成,执行加、减
23、、乘、除等运算,也可以变换一个节点信号,如:正弦变换、余弦变换、双曲线变换等。 仿真数学函数放在“Simulation Math Function.IntLib”库中。 使用时,只需将仿真数学函数功能模块放到仿真电路中需要进行信号处理的地方即可,不需要手工设置仿真。如图10-21所示为元件的仿真参数属性。,图10-21 仿真数学函数的仿真参数,10.2 设置放置方式参数,仿真原理图绘制好后,在进行电路仿真分析之前,需要选择合适的参数设置和仿真方式。才能运行仿真,观察仿真结果。在Protel DXP 2004 sp2的电路仿真中,仿真方式的设置分为两部分,一是常规参数设置;二是特殊参数设置。 在
24、原理图编辑窗口中,执行菜单【设计】/【仿真】/【Mixed Sim】命令,弹出电路仿真分析设计对话框,如图10-22所示。,图10-22 电路仿真分析设定对话框,电路仿真分析设定对话框主要分为两部分,左边为【分析/选项】栏,主要是列出各种具体的仿真方式,供用户选择。右边列出与左边选项对应的仿真方式中的具体参数设置。系统默认分析选项为“General Setup”,即常规则参数设置。,10.2.1 常规参数设置,从图10-22电路仿真分析设定对话框中可以看到,常规参数的设置包括如下几项内容:,1. 为此收集数据(Collect Data For) 用来设置放置数据类型,在图10-22中单击该选项
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- 电子线路设计Protel DXP 2004 SP2 电子线路设计Protel DXP 2004 SP2第10章 电路仿真 电子线路 设计 Protel SP2 10 电路 仿真
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