TA的每日心情 | 无聊
2022-5-16 15:25 |
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签到天数: 30 天 [LV.5]常住居民I
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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% k/ W) p/ f: R
1 Protel DXP 电路仿真概述7 _: u/ @- `3 i1 `( V, E. a' V4 q- F3 t" J+ A
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。4 r" `& w4 L) |
2 Protel DXP 电路仿真设计的一般步骤1 g, G m8 d5 ]; H6 c0 w( R
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。
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( T! x( H. {) \% d7 ka ) 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
' ?5 @& M8 J9 U# lb) 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
+ U& \% @! [& N$ A6 M1 N* Sc) 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。* d6 R+ r% E F& b: e# l" i- }; i
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 J4 b8 Q# \' _9 e/ }, o
3 实例仿真分析( U; C/ O9 O, g, Y( U
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* w8 m; }) v a9 i7 a1 Y 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。7 ?9 a# v% ^- G& m d8 G
3.1 工程近似估算8 d' `( |5 _8 g. c1 n$ G. M6 ~8 Q
8 d6 E, q4 O1 \% F3 L+ F1) 静态分析2 ?- t. U7 T, {2 g) u, C0 S h
因β= 128 ,则有:1 B$ `$ d) {$ |# m s( k' z$ z9 ]+ d9 h0 ~# l
& l7 w# r( F0 c w! k% z9 W7 a% W5 }; p" F8 ]( e1 v
2) 动态分析' _2 L1 h8 x: v& @7 h4 p
/ J1 R; [! X" ?8 D" Y(相位差为180°)+ t3 i5 O. b# g& Z8 Q% E
( K7 L* x9 X( t' O+ I& @5 F, M V$ O7 k# o* H( ^9 y" k5 w
3.2 Protel DXP 仿真分析2 l, i" y, U; H) r- E2 ?& A
0 }. ^6 E5 w( V* p3 L# F 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 D4 Q4 q6 ?6 `& f) \2 p& I
1) 静态分析: F" w) I( D* |% o" T: x$ h! @& i* h) `1 U% ?4 n' L& I
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2 B* s, E9 g) f
' S3 R. U9 V6 Z. {( s; {9 m2) 动态分析 r0 Q; Q# [$ F" C! O- d8 I. ^. d* j" W# a2 m! x
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/ Z' E9 F; z6 _9 ~4 w
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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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