TA的每日心情 | 无聊
2022-5-16 15:25 |
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随着计算机技术的迅速发展,各种电子自动化设计( EDA) 软件层出不穷。在设计过程中利用这些仿真工具构建电路、修改元器件参数、实现对具体电路随时随地进行实验仿真和功能验证,极大地方便了电子工程师的设计工作。这些仿真软件中影响较大的有microSim 公司的Pspice 以及Interactive Image Technologies 公司的Electronics Workbench ,它们都是专用电路仿真软件。但电路仿真是电子电路设计中的一个重要环节,许多EDA 软件都内嵌了电路仿真测试功能。protel DXP 就是一种将所有设计工具集成于一身的EDA 设计系统。- p; }' |7 S0 u% \1 h! d( O
4 \' R- B6 a7 g" t h1 Protel DXP 电路仿真概述7 _: u/ @- `3 i" K" L. a5 c) H e3 K# n% _
基于最新的Spice 3f5 模拟模型和XSPICE Simcode 数字模型仿真内核, Protel DXP 内嵌一个功能强大的A/D 混合信号仿真器,设计人员在进行原理图设计输入后,即可正确地仿真模拟和数字器件而无需通过A/D 转换或D/A 转换将其转换到其他模块中进行。它可以对当前所画的原理图进行仿真,在整个设计周期都可以查看和分析电路的性能指标,及时发现设计中所存在的问题并加以改正。设计者能够准确地分析电路的工作状况,从而提高电路的设计工作效率、缩短开发周期、降低生成成本。
* D# p# B: I2 Y3 F2 Protel DXP 电路仿真设计的一般步骤- B' h$ B/ I8 e% S
电路仿真是指在计算机上通过软件来模拟具体电路的实际工作过程,并计算出在给定条件下电路中各节点(包括中间节点和输出节点) 的输出波形。电路仿真是否成功,取决于电路原理图、元件模型的仿真属性、电路的网表结构以及仿真设置等。% S' O% j- B4 J% v* m- h8 c
/ |3 U/ d4 z+ c5 A ]a ) 原理图设计: 首先, 新建一个原理图文件*.schdoc ,打开编辑环境,与普通原理图大致相同;然后,打开Libraries ,加载必要的元器件库,添加元器件并设置参数,这里所有的元器件都必须具有Simulation 仿真属性,否则仿真时将出现错误信息,在DXP中假定所有元器件都是理想元器件;最后,用导线进行电气连接或网络标号,对整个电路进行编译ERC 校验,确保整个电路没有错误。8 ]) n5 F% @6 H g! [9 n! h0 Y4 y7 q; D( K1 C Q
b) 设置仿真环境: 执行菜单命令,打开Analysessetup 对话框,设置仿真方式并指定要显示的数据,DXP 提供10 种分析仿真方式,包括直流工作点、直流扫描、交流小信号、瞬态过程、Fourier 、噪声、传输函数、温度扫描、参数扫描以及蒙特卡罗分析等。. o& ` v E7 F9 ]7 F; t+ H+ K' M: U4 R3 M9 E
c) 仿真:设置仿真环境后单击OK 按钮,系统进行电路仿真,生成一*.sdf 文件,同时打开窗口显示分析结果。! ?' s- G! x; B; q1 F, J/ R8 A
d) 分析结果:观察电路仿真结果,分析仿真波形是否符合电路设计要求,如果不符合,则重新调整电路参数进行仿真,直到满意为止。( [. ^+ U2 [0 F& \5 J
& L- D. z8 [$ P6 @2 E1 C/ z' M3 实例仿真分析
) j( X% L4 D7 S {# }& {: ~4 L2 e8 H& _" v; c0 a: o
2 T1 }* A$ Y% I' k 分析分两步进行:首先进行直流分析(静态分析) ,求出晶体管各极的静态工作点电压和电流IB、IC、IE、VB、VC、VE 等,使晶体管大致处于放大区中心处;然后进行交流分析(动态分析) ,即在输入信号作用下求出静态工作点上叠加的各极信号电压和电流,计算放大器的性能指标,其中最基本的是电压放大倍数Au(电压增益) 、输入电阻和输出电阻等,这里主要介绍Au 。在各种电子设备中,放大器是必不可少的组成部分。2 Y( N1 u8 U5 J
3.1 工程近似估算8 d' `( |5 _8 g. c1 n$ G. M6 ~8 Q
; J/ @$ c% b+ x& X8 M1) 静态分析
3 s1 y+ J5 Z( X" N8 D! w4 s+ r5 |因β= 128 ,则有:1 B$ `$ d) {$ |# m s( k, d3 g# [; q; s5 p) o
& l7 w# r( F0 c w! k% z9 W
" C( {1 W4 H; e/ ]4 v+ L( Z2) 动态分析" f5 ^) M' e* d1 S% F
9 b b& E; i8 p( X k9 i+ J; E(相位差为180°)
; t, @+ }* Q5 h) a( K7 L* x9 X( t' O+ I& @5 F
# H1 C4 t6 p8 B3.2 Protel DXP 仿真分析2 l, i" y, U; H) r- E2 ?& A
" n, K/ P6 x, F: K 按图2 电路编辑仿真原理图,添加适当的元器件(必须具有仿真属性) ,设置仿真参数,执行Design/Simulation/ Mixed Sim 菜单命令,设置仿真环境。, H* F3 v8 G" L1 O0 D' Z. ?1 L* U0 J- [' _9 F0 l9 v
1) 静态分析: F" w) I( D* |% o" T: x
$ Y+ w3 m/ _/ w- j4 z: g1 Y 在Analysis/ option 栏中选择Operating Point Analysis (工作点分析) 仿真方式,Active Signals 中选择b、c、e、q[ib]、q[ic]、q[ie]为激励信号,单击OK 按钮
3 ?" H& k W# X3 A! `5 v t
( F* h0 f& w4 W& A9 Y" k0 Z2) 动态分析 r0 Q; Q# [$ F0 _$ m. N& x" A# i+ S
执行同样菜单命令,在对话框中选择Transient/Fourier Analysis (瞬态分析) 仿真方式,设置相应仿真参数,选择in、out 为激励信号,单击OK 按钮7 B) s& J+ X1 v5 u3 b
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添加测量坐标显示测量数据:输入交流信号幅度为10 mV ,输出交流信号幅度为0.77 V ,所以电压放大倍数为77 ,且输入和输出信号波形之间相位相反。分析图3 和图4 仿真结果,与工程近似估算值大致相近,仿真正确。 |
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发表于 2021-12-1 09:51
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