电路仿真.ppt

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1、,第9章 电路仿真,Protel 99 SE,概述,SIM 99仿真库中的主要元件,SIM 99仿真库中的激励源,仿真器设置,1,2,3,4,5,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.1 概述,电路仿真是指在电路模型上所进行的系统性能分析与研究的方法，它所遵循的基本原则是相似原理。电路仿真按电路类型的不同，分析的内容也不同。从构成电路的元器件特性分类，可分为线性网络和非线性网络；从电路中是否包含电容、电感等储能元件分类，可分为电阻网络和动态网络。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99

2、SE,9.1 概述,Protel 99 SE内置了功能完整的SPICE电路仿真软件，内含一个数目庞大的仿真库，能很好地满足设计的需要。Protel 99 SE Advanced SIM 99是一个功能强大的数/模混合信号电路仿真器，运行在Protel的EDA/Client 集成环境下，与Protel Advanced Schematic原理图输入程序协同工作，作为Advanced Schematic的扩展，为用户提供了一个完整的从设计到验证的仿真设计环境。大大提高了电子线路的设计效率。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.1 概述,

3、在Protel 99 SE中执行仿真，需要从仿真用元件库中选取并放置所需的元件，连接好原理图，加上激励源，然后单击仿真按钮即可自动开始。作为一个真正的混合信号仿真器，SIM 99集成了连续的模拟信号和离散的数字信号，可以同时观察复杂的模拟信号和数字信号波形，并得到电路性能的全部波形。既能进行模拟仿真也能进行数字仿真。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.2 SIM 99仿真库中的主要元件,在SIM 99的仿真元件库中，包含了如下一些主要的仿真元器件。,运行电路仿真,9.2.1 图纸尺寸,在库“Simulation Symbols.l

4、ib”中，包含了如下的电阻器。RES：固定电阻。RES2：半导体电阻。POT2：电位器。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,RES4：变电阻。仿真库中的电阻类型，如下图所示。,运行电路仿真,仿真库中的电阻类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,这些元器件有一些特殊的仿真属性域，在放置过程中按“Tab”键或放置完后双击该元器件可以弹出属性对话框，进行如下的参数设置。“Designator”：电阻器名称，如R1。“Part Type”：以欧姆为单位的电阻值，如100k。“L”：可选项，电阻的长度

5、，仅对半导体电阻有效。,运行电路仿真,运行电路仿真,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,“W”：可选项，电阻的宽度，仅对半导体电阻有效。“Temp”：可选项，元件的工作温度，以摄氏度为单位，缺省值为27，仅对半导体电阻有效。“Set”：仅对电位器和可变电阻有效，在“Part Fields”选项卡中设置。,运行电路仿真,运行电路仿真,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在库“Simulation Symbols.lib”中，包含了如下的电容。CAP：定值无极性电容。ELECTR02：定

6、值有极性电容。CAPVAR：单连可变电容。这些符号表示了一般的电容类型，如下图所示。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.2 电容,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,运行电路仿真,仿真库中的电容类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,对电容的属性可设置如下。“Designator”：电容名称，如C1。“Part Type”：以法拉为单位的电容值，如100F。“L”：可选项，以米为单位的电容长度，仅对半导体电容有效。,运行电路仿真,运行电路仿真,第2章 原理图设计环境

7、的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,“W”：可选项，以米为单位的电容宽度，仅对半导体电容有效。“IC”：可选项，初始条件，即电容的初始电压值。在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。,运行电路仿真,运行电路仿真,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在库Simulation Symbols.lib中，包含的电感INDUCTOR。在电感的属性对话框中可设置如下参数。“Designator”：电感名称，如L1。“Part Type”：以微亨为单位的

8、电感值，如27mH。“IC”：表示初始条件，即电感的初始电压值，在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.3 电感,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在库“Diode.lib”中，包含了非常多的以工业标准部件数命名的二极管。下图简单地列出了库中包含的若干种二极管。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.4 二极管,仿真库中的二极管类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在二极管的属性

9、对话框中可设置如下参数。“Designator”：二极管名称，如D1。“Area”：可选项，该属性定义了所定义的模型的并行器件数。“IC”：表示初始条件，即通过二极管的初始电压值，在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。“Temp”：可选项，元件的工作温度，以摄氏度为单位，缺省值为27。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.4 二极管,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在库文件“Bjt.lib”中，包含了大量的以工业标准部件数命名的三极管，下图简单地列出了库中包含的三极管型

10、号。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.5 三极管,仿真库中的三极管类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在二极管的属性对话框中可设置如下参数。“Designator”：二极管名称，如D1。“Area”：可选项，该属性定义了所定义的模型的并行器件数。“IC”：表示初始条件，即通过二极管的初始电压值，在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。“Temp”：可选项，元件的工作温度，以摄氏度为单位，缺省值为27。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.5 三极管,第2章 原理图设

11、计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,MOS场效应晶体管是现代集成电路中最常用的器件。SIM 99提供了4种MOSFET模型，它们的伏安特性公式各不相同，但它们基于的物理模型是相同的。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.6 MOS场效应晶体管,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在库文件“Mosfet.lib”中，包含了数目庞大的以工业标准部件数命名的MOS场效应晶体管。下图简单地列出了库中包含的MOS场效应晶体管。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.6 MOS场效应晶体管,仿真库中的MOS场效应

12、晶体管类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在MOS场效应晶体管属性对话框中可设置以下参数。“Designator”：MOS场效应晶体管名称，如Q1。“L”：沟道长度。“W”：沟道宽度。“AD”：漏区面积。“AS”：源区面积。“PD”：漏区周长。“PS”：源区周长。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.6 MOS场效应晶体管,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,“IC”：表示初始条件，即通过MOS场效应晶体管的初始值，在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具

13、傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。“Temp”：可选项，元件的工作温度，以摄氏度为单位，缺省值为27。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.6 MOS场效应晶体管,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,结型场效应晶体管存放在“Jfet.lib”库文件中。下图简单地列出了库中包含的结型场效应晶体管。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.7 JFET结型场效应晶体管,仿真库中的结型场效应晶体管类型,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在结型场效应晶体管属性对话框中可设置以下参数。“

14、Designator”：结型场效应晶体管名称，如Q1。“Area”：可选项，该属性定义了所定义的模型的并行器件数。“IC”：表示初始条件，即通过三极管的初始电压值，在“Part Fields”选项卡中设置。该项仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初始条件被选中后才有效。“Temp”：可选项，元件的工作温度，以摄氏度为单位，缺省值为27。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.7 JFET结型场效应晶体管,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,熔丝元件在“Fuse.lib”中。在熔丝的属性对话框中可设置如下参数。“Designator”：熔丝名称

15、，如F1。“Current”：熔断电流，单位A，如1A。“Resistance”：在“Part Fields”选项卡中设置，以欧姆为单位的串联熔丝阻抗。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.8 熔丝,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,“Switch.lib”库文件包含了两种可用于仿真的开关。CSW：默认电流控制开关。SW：默认电压开展开关。下图简单地列出了库中包含的电压/电流控制开关。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.9 电压/电流控制开关,仿真库中的开关元件,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Pro

16、tel 99 SE,在电压/电流控制开关的属性对话框中可设置以下参数。“Designator”：电压/电流控制开关名称，如S1。“ON/OFF”：在“Part Fields”选项卡中设置，初始条件选择参数，该选项可为ON或OFF。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.9 电压/电流控制开关,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,此开关模型描述了一个几乎理想化的开关，但在实际中，开关不可能十分理想，因为电阻不能在0或的范围内变化，而是总有一个有限的正值。通过适当选择开态和关态电阻，可使得这两个电阻与其他电阻元件相比较时能被看做零和无穷大。,运

17、行电路仿真,运行电路仿真,9.2.9 电压/电流控制开关,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,大量的继电器包含在库文件“Relay.lib”中。对继电器的属性对话框中可进行如下参数设置。“Designator”：继电器名称，如RLY1。“Pullin”：触点引入电压。“DroPoff”：触点偏离电压。“Contar”：闭合阻抗。“Resignator”：线圈阻抗。“Inductor”：线圈电感。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.10 继电器,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,晶

18、体振荡器在“crystal.lib”中，其常用参数设置如下。“C”：等效电容。“Q”：等效电流。“Rs”：级联阻抗。“Freq”：晶体振荡频率。“Designator”：晶体振荡器元件名。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.11 晶体振荡器元件,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,库“Transformer.lib”包含了大量的电感耦合器。在电感耦合器的属性对话框中可设置如下参数。“Designator”：电感耦合器名称，如T1。“Ratio”：二次侧/一次侧变压比，这将改变模型的默认值。“RP”：可选项，一次侧阻抗。“RS”：可选项，

19、二次侧阻抗。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.12 互感（电感耦合器）,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,库“74XX.lib”包含了74XX系列的TTL逻辑元件；库“Cmos.lib”包含了4000系列的CMOS逻辑元件。设计者可把上述元件库包含的数字电路元器件用到所设计的仿真图中。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.13 TTL和CMOS数字电路元器件,第2章 原理图设计环境的设置,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,SIM 99中复杂元件都被用SPICE的子电路完全模型化，该元件没有设计者需设置的选

20、项。对于这些元器件，设计者只需简单放置并设置该标号。所有的仿真用参数都已在SPICE子电路设定好。,运行电路仿真,运行电路仿真,9.2.14 模块电路,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.3 SIM 99仿真库中的主要元件,我们在进行原理图设计时，用到的电源只是一些符号。如果要进行仿真必须引入仿真电源，使电路形成真正的回路，需要注意的是，仿真电源的标识符必须和“Power Port”中的标识符相同，系统才能正确地进行仿真。在SIM 99的仿真元件库中，包含了下列主要激励源。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Pr

21、otel 99 SE,运行电路仿真,9.3.1 直流源,在库“Simulation Symbols.lib”中，包含了如下的直流源元器件。VSRC：电压源。ISRC：电流源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.1 直流源,这些源提供了用来激励电路的一个不变的电压或电流输出。仿真库中的电压/电流源符号如下图所示。,电压/电流源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.2 正弦仿真源,在库“Simulation Symbols.lib”中，包含了如下的正弦源元器件。

22、VSIN：正弦电压源。ISIN：正弦电流源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.2 正弦仿真源,通过这些源可创建正弦波电压或电流源。仿真库中的正弦电压/电流源符号如下图所示。,正弦电压/电流源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.3 周期脉冲源,周期脉冲源元器件在“Simulation Symbols.lib”库中，该库包含了如下器件。VPULSE：电压脉冲源。IPULSE：电流脉冲源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 9

23、9 SE,运行电路仿真,9.3.3 周期脉冲源,利用这些源可以创建周期性的连续脉冲。仿真库中的周期脉冲源符号如下图所示。,周期脉冲源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.4 指数激励源,指数激励源元器件在库文件“Simulation Symbols.lib”中，该库包含了如下器件。VEXP：指数激励电压源。IEXP：指数激励电流源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.4 指数激励源,利用这些源可创建带有指数上升沿或下降沿的脉冲波形。图9.11中是仿真库中的指

24、数激励源元器件。,指数激励源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.5 单频调频源,在“Simulation Symbols.lib”库文件中，包含了如下的单频调频源器件。VSFFM：电压源。ISFFM：电流源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.5 单频调频源,利用这些源可创建一个单频调频波。下图是仿真库中的单频调频源元器件。,单频调频源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.6 线性受控源

25、,在“Simulation Symbols.lib”库文件中，包含了如下的线性受控源元器件。HSRC：线性电压控制电流源。GSRC：线性电压控制电压源。FSRC：线性电流控制电流源。ESRC：线性电流控制电压源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.6 线性受控源,仿真器中的线性受控源元器件如下图所示。,线形受控源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.6 线性受控源,每个标准的线性受控源都有两个输入节点和两个输出节点。输出节点间的电压或电流是输入节点间电压或电

26、流的线性函数，一般由源的增益、跨导等决定。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.7 非线性受控源,在“Simulation Symbols.lib”库文件中，包含了如下的非线性受控源元器件。BVSRC：电压源。BISRC：电流源。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.7 非线性受控源,仿真器中包含的非线性受控源元器件如下图所示。,非线形受控源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.7 非线性受控源

27、,标准的SPICE非线性电压或电流源，有时被称作方程定义源，因为它的输出由设计者的方程定义，并且，经常引用电路中其他节点的电压或电流值。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.8 压控振荡（VCO）仿真源,在“Simulation Symbols.lib”库文件中，包含了如下的压控振荡源元器件。SINEVCO：压控正弦振荡器。SQRVCO：压控方波振荡器。TRIVCO：压控三角波振荡器。,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,运行电路仿真,9.3.8 压控振荡（VCO）仿真源,设计者可利于

28、以上器件在原理图中创建压控振荡器，下图是仿真器中包括的压控振荡源元器件。,压控振荡源符号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.4 仿真器设置,设置仿真初始状态是为计算仿真电路直流偏置点而设定一个或多个电压（或电流）值。在计算仿真非线性电路、振荡电路及触发器电路的直流或瞬态特性时，常出现解的不收敛现象，而实际电路是收敛的，其原因是偏置点发散或收敛的偏置点不能适应多种情况。之所以设置初始值，就是要在两个或更多的稳定工作点中选择一个，以便使仿真顺利进行。,运行电路仿真,9.4.1设置仿真初始状态,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,P

29、rotel 99 SE,库“Simulation Symbols.lib”中，包含了两个特别的初始状态定义符：NS NODESET和IC Initial Condition。1节点电压设置（NS）2初始条件设置（IC）,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,1进入分析（Analysis）主菜单 在完成了对电路的编辑后，设计者可对电路进行分析工作。进入Protel 99 SE原理图编辑的主菜单后，执行“SimulateSetup”命令，进入仿真器的设置，如图所示。,运行电路仿真,9.4.2 仿真器设置,“SimulateSetup”命令操作

30、,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,单击“Setup”选项，将启动仿真器设置对话框。对话框如图所示。在“General”选项卡中，设计者可以选择分析类型。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,2瞬态特性分析（Transient Analysis）瞬态特性分析是从时间零开始，到用户规定的时间范围内进行的。设计者可规定输出开始到终止时间的长短和分析的步长，初始值可由直流分析部分自动确定，所有与时间无关的源，用它们的直流值，也可以在设计者规定的各元件上的电平值作为初始条件进行瞬态分析。,运行电路仿

31、真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,要在SIM 99中设置瞬态分析的参数，可以激活“Transien/Fourier”选项卡，系统将会显示“设置瞬态分析/傅里叶分析参数”对话框，如图所示。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,3傅里叶分析（Fourier）傅里叶分析是计算瞬态分析结果的一部分，得到基频、DC分量和谐波。不是所有的瞬态结果都要用到，它只是到瞬态分析终止时间之前的基频的一个周期。若PERIOD是基频的周期，则PERIOD=1/FREQ，也就是说，瞬态分析至少要持续一个基频周期。

32、,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,要进行傅里叶分析，必须选中“Transien/Fourier”选项卡。在此对话框中，可设置傅里叶分析的参数。“Fund.Frenquency”：设置傅立叶分析的基频。“Harmonics”：设置傅立叶分析的谐波数。傅里叶分析中的每次谐波的幅值和相位信息将保存在“Filename.sim”文件中。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,4交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）交流小信号分析将交流输出变量作为频率的函数计

33、算出来。先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性元器件的线性化小信号模型参数，然后在设计者指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,交流小信号分析所希望的输出通常是一传递函数。通过激活“AC Small Signal”选项卡可得如图所示的交流小信号分析参数设置对话框。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,5直流分析（DC Sweep Analysis）直流分析产生直流转移曲线。直流分析将执行一系列静态工作点分析，从而改变前述定义所选择电源的

34、电压。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,设置中可定义或可选辅助源。通过激活“DC Sweep”选项卡可得如图所示的直流分析参数设置对话框。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,6蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）蒙特卡罗分析使用随机数发生器按元件值的概率分布来选择元件，然后对电路进行模拟分析。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,SIM 99中通过激活“Monte Carlo”选项卡可得如图所示的

35、蒙特卡罗分析参数设置对话框。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,7扫描参数分析（Parame Sweep Anlysis）扫描参数分析允许设计者以自定义的增幅扫描器件的值。扫描参数分析可以改变基本的器件和模式，但并不改变子电路的数据。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,设置扫描参数分析的参数，可通过激活“Parameter Sweep”选项卡进行，如图所示。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,8扫描温度分析（Temp

36、erature Sweep Analysis）扫描温度分析是和交流小信号分析、直流分析及瞬态特性分析中的一种或几种相连的。该设置规定了在什么温度下进行模拟。如设计者给了几个温度，则对每个温度都要做一遍所有的分析。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,设置扫描温度分析的参数，可通过激活“Temperature Sweep”选项卡，得到如图所示的扫描温度分析对话框。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9传递函数分析 传递函数分析计算直流输入阻抗、输出阻抗，以及直流增益。,运行电路仿

37、真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,设置传递函数分析的参数，可通过激活“Transfer Function”选项卡进行，如图所示。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,10噪声分析（Noise Analysis）噪声分析是同交流分析一起进行的。电路中产生噪声的器件有电阻器和半导体器件，每个元器件的噪声源在交流小信号分析的每个频率计算出相应的噪声，并传送到一个输出节点，所有传送到该节点的噪声进行RMS（均方根）相加，就得到了指定输出端的等效输出噪声。同时计算出从输入端到输出端的电压（电流）增

38、益，由输出噪声和增益就可得到等效输入噪声值。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,设置噪声分析的参数，可通过激活“Noise”选项卡进行，如图所示。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,9.5 运行电路仿真,采用SIM 99进行混合信号仿真的总体设计流程如图所示。,运行电路仿真,9.5.1 仿真流程图,电路仿真总体设计流程图,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,1仿真原理图设计流程图。2仿真原理图设计步骤（1）调用元件库。在Protel

39、 99 SE中，默认的原理图库包含的一系列的数据库中，每个数据库中有数目不等的原理图库。设计中，一旦加载数据库，则该数据库下的所有库都将列出来。仿真原理图库在“LibrarySchSIM.ddb”中。,运行电路仿真,9.5.2 仿真原理图设计,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,在仿真用的数据库“SIM.ddb”加载后，如图所示的包含在“SIM.ddb”中的后缀名为“.lib”的仿真原理图库将列出在“Browse”栏内。,运行电路仿真,电路仿真总体设计流程图,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,（2）选择仿

40、真元件。（3）实施仿真。,运行电路仿真,9.5.2 仿真原理图设计,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,下面通过对一个简单模拟电路的仿真，具体说明Protel 99 SE中仿真器的使用。（1）生成原理图文件。,运行电路仿真,9.5.3 模拟电路仿真实例,整流稳压电路原理图,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,（2）设置仿真器。仿真器设置要视具体的电路而定。在本次仿真中，采用如图所示的仿真设置项，对电路进行瞬态分析。,运行电路仿真,仿真器设置项,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Prote

41、l 99 SE,（3）仿真器输出仿真结果。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,（4）仿真编辑器。仿真完成后，执行SDF文件，将出现如图所示的波形编辑器窗口。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,（5）瞬态分析。下面将通过这个波形显示器显示仿真后的一系列的波形。对原理图进行瞬态分析后，可得到如下的一些信号波形。,运行电路仿真,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,输入信号in的波形，如图所示，该输入信号是周期约为20ms，幅值为170V

42、的正弦波信号。,运行电路仿真,输入正弦波信号,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,将该信号变压后可得到节点a的波形，如图所示。,运行电路仿真,节点a处的信号波形,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,输入波形经过全波整流后可得到节点b的波形，如图所示。,运行电路仿真,节点b处的信号波形,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,该信号再经过稳压等环节后，可得以一平稳的输出直流波形，如图所示。,运行电路仿真,输出直流波形,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,如果选择多波形显示，则设计者所选择的波形将在同一窗口中显示，如图所示，这便于信号间的比较。,运行电路仿真,输入、输出和中间节点波形,第9章 电路仿真,概述,主要元件,激励源,仿真器设置,Protel 99 SE,（6）通过仿真完善设计原理图。仿真器输出了一系列的波形，设计者借助这些波形，可以很方便的发现设计中的不足和问题。这样，不必经过实际的制版，就可完全了解所设计原理图的电气特性。,运行电路仿真,