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) `! |0 k" I) u7 g" n/ V
1 Protel DXP 电路仿真概述7 _: u/ @- `3 i+ `( [* E- g% a' s
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。2 l7 I/ ?+ D: b( D
2 Protel DXP 电路仿真设计的一般步骤
, ^& W5 E& i! ]5 O4 j+ U8 J 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。4 R* W6 G+ s7 X% E) q! J. E
0 ?2 s9 F* Z' S' ~* s! b& ?& `( t' Ca ) 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 k6 ~3 _5 ~5 G% Y( i( S8 Gb) 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
2 E/ M M% G4 y) B" s/ Vc) 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。
) r7 k0 p" {* i8 T% Q' nd) 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+ M L# F/ M6 C7 |# ?6 I: I: t9 A
3 实例仿真分析
, w4 P2 T4 s0 g: ~4 L2 e8 H& _" v; c0 a: o5 G5 t t) ?+ 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。0 g M, ~- O, |% V: a0 r
3.1 工程近似估算8 d' `( |5 _8 g. c1 n$ G. M6 ~8 Q8 _& i( O$ K& G. w
1) 静态分析( }) |" i9 H+ m8 J; F$ x' u3 F; m/ @
因β= 128 ,则有:1 B$ `$ d) {$ |# m s( k
. h9 |* M W( k! n9 b5 @/ ]& l7 w# r( F0 c w! k% z9 W
7 L0 J1 d5 S8 u0 r5 q* X `2) 动态分析1 ?' m3 B" q! Z0 l5 b5 |
+ b" ]# X% U) ~(相位差为180°)& N7 [6 K' w, G$ M- k9 a$ `
( K7 L* x9 X( t' O+ I& @5 F
8 r0 Z4 O3 X) N5 v: z0 Z3.2 Protel DXP 仿真分析2 l, i" y, U; H) r- E2 ?& A/ F( |2 o8 S3 [/ ^2 |
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* f5 \& u, k0 s2 u/ V0 {7 @
1) 静态分析: F" w) I( D* |% o" T: x. E. D4 N* A! \( P
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9 q2 y& S/ s9 z9 g7 X( p2 E5 G( U
( w( p, s/ h$ n) e$ o' F5 Z" o0 }
2) 动态分析 r0 Q; Q# [$ F
: V& G/ R4 @9 p$ Z' e- ]: Q 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+ }- G$ b: ?8 R5 Y# B4 H
5 s' W) w4 E* f6 A \
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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