Altium-Designer仿真.docx
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1、Altium-Designer 仿真Altium Designer 中的电路仿真Altium Designer 中混合信号电路功能仿真Altium Designer 的混合电路信号仿真工具,在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计 仿真, 配合简单易用的参数配置窗口, 完成基于时序、 离散度、 信噪比等多种数据的分析。 Altium Designer可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对 XSPICE 标准的支持之外,还支持对 Pspice 模型和电路的仿真。Altium Designer 中的电路仿真是真正的混合模式仿真器,可以用于对模拟和数字器件的电路分析。仿真
2、 器采用由乔治亚技术研究所(GTRI)开发的增强版事件驱动型 XSPICE 仿真模型,该模型是基于伯克里SPICE3 代码,并于且 SPICE3f5 完全兼容。SPICE3f5 模拟器件模型:包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。五类主要的通用半导体 器件模型,如 diodes、 BJTs、 JFETs、 MESFETs 和 MOSFETs。XSPICE 模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路,而设计的 复杂的、 非线性器件特性模型代码。包括特殊功能函数,诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、 s 域传输函数精 确度等。局部电路模型是指更复杂的器件,如用局
3、部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。每个局部 电路都下在*.ckt 文件中,并在模型名称的前面加上大写的 X。数字器件模型是用数字 SimCode 语言编写的,这是一种由事件驱动型 XSPICE 模型扩展而来专门用于仿 真数字器件的特殊的描述语言,是一种类 C 语言,实现对数字器件的行为及特征的描述,参数可以包括传 输时延、负载特征等信息;行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。它来源于标准的 XSPICE 代码模型。在 SimCode 中,仿真文件采用 ASCII 码字符并且保存成 .TXT 后缀的文件,编译后生成*.scb 模型文件。可以将多个数字器件模型写在同一个文件中。1.仿
4、真电路建立及与仿真模型的连接AD 中由于采用了集成库技术,原理图符号中即包含了对应的仿真模型,因此原理图即可直接用来作为仿真电路,而 99SE 中的仿真电路则需要另行建立并单独加载各元器件的仿真模型。2.外部仿真模型的加入AD 中提供了大量的仿真模型,但在实际电路设计中仍然需要补充、完善仿真模型集。一方面,用户可编辑系统自带的仿真模型文件来满足仿真需求,另一方面, 用户可以直接将外部标准的仿真模型倒入系统中成为集成库的一部分后即可直接在原理图中进行电路仿真。3.仿真功能及参数设置Altium Designer 的仿真器可以完成各种形式的信号分析,在仿真器的分析设置对话框中,通过全局设置 页面,
5、允许用户指定仿真的范围和自动显示仿真的信号。每一项分析类型可以在独立的设置页面内完成。Altium Designer 中允许的分析类型包括:1、直流工作点分析2、瞬态分析和傅立叶分析3、交流小信号分析4、阻抗特性分析5、噪声分析6、 Pole-Zero (临界点)分析7、传递函数分析8、蒙特卡罗分析9、参数扫描10、温度扫描等1 直流工作点分析:直流工作点分析用在测定带有短路电感和开路电容电路的直流工作点。在测定瞬态初始化条件时,除了已经在 Transient/Fourier Analysis Setup 中使能了 Use InitialOutPut Node:指定输出噪声节点;Referen
6、ce Node:指定输出噪声参考节点,此节点一般为地(也即为 0 节点),如果设置的是其他节点,通过 V(Output Node)-V(Reference Node)得到总的输出噪声;Sweep Type 框中指定扫描类型,这些设置和交流分析差不多,在此只作简要说明。 Linear 为线 性扫描,是从起始频率开始到终止频率的线性扫描, Test Points 是扫描中的总点数,一个频率值由当前一个频率值加上一个常量得到。 Linear 适用于带宽较窄情况。 Octave 为倍频扫描,频率以倍频程进行对数扫描。 Test Points 是倍频程内的扫描点数。下一个频率值由当前值乘以一个大于 1
7、的常数产生。 Octave 用于带宽较宽的情形。 Decade 为十倍频扫描,它进行对数扫描。Test Points 是十倍频程内的扫描点数。 Decade 用于带宽特别宽的情况。通常起始频率应大于零;独立的电压源中需要指定 Noise Source 参数;8 .Pole-Zero (临界点)分析:在单输入/输出的线性系统中,利用电路的小信号交流传输函数对极点或零 点的计算用 Pole-Zero 进行稳定性分析; 将电路的直流工作点线性化和对所有非线性器件匹配小信号模型。传输函数可以是电压增益(输出与输入电压之比)或阻抗(输出电压与输入电流之比)中的任意一个。参数设置Input Node:正的
8、输入节点Input Reference Node:输入端的参考节点(缺省: 0 (GND)Output Node:正的输出节点Output Reference Node:输出端的参考节点(缺省: 0 (GND)Transer Function Type: 设定交流小信号传输函数的类型; V(output)/V(input)- 电压增益传输函 数, V(output)/I(input)- 电阻传输函数Analysis Type: 更精确的提炼分析极点Pole-Zero 分析可用于对电阻、电容、电感、线性控制源、独立源、二极管、 BJT 管、 MOSFET管和 JFET 管,不支持传输线。对复杂的
9、大规模电路设计进行 Pole-Zero 分析,需要耗费大量时间并且可能不能找到全部的 Pole 和 Zero 点,因此将其拆分成小的电路在进行 Pole-Zero 分析将更有效。9传递函数分析(也称为直流小信号分析) :传递函数分析将计算每个电压节点上的直流输入电 阻、直流输出电阻和直流增益值。参数设置Source Name:指定输入参考的小信号输入源Reference Node:作为参考指定计算每个特定电压节点的电路节点(缺省:设置为 0)利用传递函数分析可以计算整个电路中直流输入、输出电阻和直流增益三个小信号的值。10. 蒙特卡罗分析:蒙特卡罗分析是一种统计模拟方法,它是在给定电路元器件参
10、数容差为统计分布规律 的情况下,用一组组伪随机数求得元器件参数的随机抽样序列,对这些随机抽样的电路进行直流扫描、直 流工作点、传递函数、噪声、交流小信号和瞬态分析,并通过多次分析结果估算出电路性能的统计分布规 律,蒙特卡罗分析可以进行最坏情况分析, AD6 的蒙特卡罗分析在进行最坏情况分析时有着强大且完备 的功能。参数设置Seed:该值是仿真中随机产生的。如果用随机数的不同序列执行一个仿真,需要改变该值(缺省: -1 )Distribution :容差分布参数; Uniform(缺省)表示单调分布。在超过指定的容差范围后仍然保持 单调变化; Gaussian 表示高斯曲线分布(即 Bell-S
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