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AltiumDesigner6中的信号仿真功能简介

2020-10-23 来源:飒榕旅游知识分享网


AltiumDesigner6中的信号仿真功能简介

Altium Designer 6

-------------------信号仿真功能简介仿真特点概述

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。在支持Spice 3f5、Xspice标准之外还支持目前使用最广的Pspice的仿真模型。这既使Altium Designer仿真模型的数量得到了保证,又使得用户得以方便的从器件供应商处得到需要的模型。并且,Altium Designer支持仿真阵列,即可以同时使用多种仿真模型。

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,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。

十种仿真模式介绍

Altium Designer提供了10种不同的方针模式。具体的分析类型如下:

1、静态工作点分析(Operating Point Analysis)

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。测定瞬态初始化条件时,除了已经在Transient/Fourier Analysis Setup中使用了Use Initial Conditions参数的情况外,直流工作点分析将优先于瞬态分析。同时,直流工作点分析

优先于交流小信号、噪声和Pole-Zero分析。为了保证测定的线性化,电路中所有非线性的小信号模型,在直流工作点分析中将不考虑任何交流源的干扰因素。

2、瞬态分析(Transient Analysis)

瞬态分析在时域中描述瞬态输出变量的值。

Transient Start Time:分析时设定时间间隔的起始值(单位:秒)

Transient Stop Time:分析时设定时间间隔的结束值(单位:秒)

Transient Step Time:分析时设定时间增量(步长)值

Transient Max Step Time:时间增量值的最大变化量;缺省状态下,其值可以是Transient Step Time或(Transient Stop Time-Transient Start Time)/50。

Use Initial Conditions:当使用后,瞬态分析将自原理图定义的初始化条件开始,旁路直流工作点分析。该项通常用在由静态工作点开始一个瞬态分析中。

Use Transient Default:调用缺省设定

Default Cycles Displayed:缺省显示的周期数量。该值将由Transient Step Time决定。

Default Points Per Cycle:每个正弦波周期内显示数据点的数量。

如果用户未确定具体输入的参数值,建议使用缺省设置;当使用原理图定义的初始化条件时,需要确定在电路设计内的每一个适当的元器件上已经定义了初始化条件,或在电路中放置路中放置.IC元件。

3、直流扫描分析(DC Sweep Analysis)

主要用于直流转移特性的分析。当输入在一定范围内变化时,输出一个曲线轨迹。通过执行一系列直流工作点分析,修改选定的源信号的电压,从而得到一个直流传输曲线。

4、交流小信号分析(AC Small Signal Analysis)

在一定范围内计算电路的频率响应。先计算电路的直流工作点,决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数,再设定范围内对该线性化电路进行分析。

5、噪音分析(Noise Analysis)

噪声分析是利用噪声谱密度测量由电阻和半导体器件的噪声影响。电阻和半导体器件等都能产生噪声,噪声电平取决于频率。电阻和半导体器件产生不同类型的噪声(在噪声分析中,电容、电感和受控源视为无噪声元器件)。交流分析中的每一个频率,电路中每一个噪声源(电阻或晶体管)的噪声电平都将被计算出来。

6、临界点分析(Pole-Zero Analysis)

这是对电路稳定性分析相当有用的工具。该分析方法可以用于交流小信号电路传递函数中零点和极点的分析。

7、传递函数分析(Transfer Function Analysis)

传递函数分析是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。

8、温度扫描分析(Temperature Sweep)

温度扫描是指在一定的温度范围内进行电路参数计算,用以确定电路的温度漂移等性能指标。

9、参数扫描分析(Parameter Sweep)

参数扫描可以与直流、交流或瞬态分析等分析类型配合使用,对电路所执行的分析进行参数扫描,对于研究电路参数变化对电路特性的影响提供了很大的方便。在分析功能上与蒙特卡罗分析和温度分析类似,它是按扫描变量对电路的所有分析参数扫描的,分析结果产生一个数据列表或一组曲线图。同时用户还可以设置第二个参数扫描分析,但参数扫描分析所收集的数据不包括子电路中的器件。

10、蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis)

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。最坏情况分析。

操所步骤

1、制作仿真原理图

并不是任何元件都可以作为仿真元件出现在电路仿真原理图中的。Altium Designer提供了大量具有仿真功能的模拟和数字元件,在仿真原理图中绘制的元件都属于仿真元件,所有这些元件都要具备Simulation属性。

除了所有元件都需要具备Simulation属性之外,仿真原理图中至少需要存在一个激励源为电路仿真提供信号输入。激励源作为仿真电路的信号输入,直接影响到仿真电路的成功与否。所有的仿真激励源都可以在Altium/Library/Simulation/Simulation Source.IntLib元件库中找到。用户只需加在该库文件就可以使用。在需要观察的节点上放置网络标号可以方便观察该点的电压、电流及频率变化的情况。

2、仿真元件库安装

在Altium Designer中除了实际原理图中应用到的元件之外,在仿真原理图中还会用到许多“虚拟”元件,例如仿真激励源等元件。这些虚拟的元件都存放在安装路径下的Altium/ Library/Simulation文件夹下。其中包括:

Simulation Sources.IntLib 仿真信号源元件库

Simulation Transmission Line.IntLib 仿真传输线元件库

Simulation Special Function.IntLib 仿真专用函数元件库

Simulation Math Function.IntLib 仿真数学元件库

分离元件在Miscellaneous Devices.IntLib元件库中,这些元件也基本都具备Simulation 属性。

3、设置仿真元件的参数

仿真电路中的各个元件都需要具备Simulation的属性,但这还不够,对于激励源等元件还需要设置各个元件的具体参数。双击需要设置参数的元件会弹出Component Properties 窗口。在元件属性窗口下选中它的Simulation属性单击Edit按钮就能在元件的仿真模型编辑的仿真模型。点击Parameters

选项卡进入参数设置界面进行参

窗口下设置它数的编辑。

4、设置仿真方式

当设置好各个元件的参数后,就可以对仿真原理图进行仿真。在Design 菜单下选择Design|Simulate|Mixed Sim ,在弹出的Analysis Setup 界面下进行仿真模式的设置。

Available Signals 添加到Active Signals 中。在做好所有仿真设置后点击OK 按钮,

软件及开始对

在窗口的左侧列出了Altium Designer 提供的十种仿真模式,可以通过钩选来激活。右侧显示的是原理图中可以输出的和将要输出的信号名称。用户可以将需要输出的信号从仿真原理图进行仿真分析。

最终仿真的结果将以图形的形式显示出来。

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