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基于Altium,Designer的电路仿真

| 来源:网友投稿

(1.常州工学院计算机信息工程学院,江苏 常州 213002;2.内蒙古大学理工学院,内蒙古 呼和浩特 010021;3.中国矿业大学信电学院,江苏 徐州 221008)
摘 要:介绍了基于Altium Designer的电路仿真过程,说明了仿真电路原理图的编辑、仿真参数的设置、仿真方式及仿真命令的执行,通过仿真可对电路进行充分的分析、处理,以获得更详细、更准确的电路性能。
关键词:Altium Designer;电路仿真
中图分类号:TP368  文献标识码:A  文章编号:1007—6921(2008)08—0067—01 

电子产品的开发过程中,从电路原理的绘制到印刷电路板的制成,一般还要经过一个重要过程,即电路仿真。在制作印刷电路板之前,如果可以对电路原理图进行必要的仿真,就能明确系统的性能,并根据仿真的结果进行适当的调整,将会尽可能地减少设计的差错,节省大量的时间和财力。
1 电路仿真过程

Altium Designer电路仿真的编辑环境就是电路原理图的编辑环境,绘制方法也与普通电路原理图的绘制一样。但是应该注意,在仿真环境中放置的每个元件都应该具有相应的仿真模型(Simulate),否则仿真过程中将出现错误信息。为了仿真结果的准确,还要进行对仿真元器件参数的设置、仿真方式参数的设置等操作,基于Altium Designer的电路仿真过程如图1所示。


2 设置仿真参数

Altium Designer系统没有提供专用的元器件仿真模型库,而是把原理图符号、印刷电路板封装与仿真模型等集成在一起,形成集成库文件。绘制仿真原理图与绘制一般电路原理图的方法一样,即放置元器件、进行电器连接、设置元器件的常规属性。

其中系统为用户提供了一个常用分离元器件库,即Miscellaneous Devices.IntLib。这个库为用户提供了各种常用的元器件,如电阻、电容、电感、晶振、二极管、三极管等,其中多数都具有仿真模型。当这些元器件被放置在电路原理图中并进行常规属性设置以后,相应的仿真参数也同时被系统默认设置,可以直接进行仿真。

在仿真过程中,有时还会用到一些专用于仿真的特殊元器件,它们存放在系统提供的Simulation Source .IntLib集成库中,其中包括节点电压初值、节点电压、仿真数学函数。另外,Altium Designer提供了多种电源和仿真激励源。常用的电源有直流电压源"VSRC"和直流电流源"ISRC",分别用来提供一个不变的电压信号或不变的电流信号。仿真激励源包括正弦信号激励源、周期脉冲源、分段线性激励源、指数激励源和单频调频激励源。

由于仿真程序中一般只自动提供对每一元器件两端的电压、流过的电流及消耗的功率进行仿真,而对于电路中的节点位置的表示并不明确。因此,用户应该在需要观测的电路关键位置添加明确的网络标签,便于在仿真结果中清楚的查看。
3 设置仿真方式

选择适当的仿真方式,设置合理的仿真参数,是仿真能否正确运行并获得很好的仿真效果的关键保证。仿真方式的设置包括两部分,一是各种仿真方式都需要的通用参数设置;二是具体的仿真方式所需要的特定参数设置。通用参数包括:①收集数据:该下拉列表框用于设置仿真程序需要计算的数据类型。②从图纸到网表:该下拉列表框用于设置仿真程序作用的范围。③仿真波型设置:该下拉列表框用于设置仿真结果的显示内容。④可用信号:该列表框中列出了所有可供选择的观测信号。具体内容随着收集数据为列表框的设置变化而变化。⑤活跃信号:该列表框列出了仿真程序运行结束后,能够立刻在仿真结果图中显示的信号。
具体参数包括:工作点分析、瞬态特性分析与傅立叶分析、直流传输特性分析、交流小信号分析、噪声分析、零—极点分析、传递函数分析、温度扫描、参数扫描、蒙特卡罗分析。
4 执行仿真命令

完成了上述各项设置以后,执行Design/Simulate/Mixed Sim命令,系统即可开始电路仿真。并把仿真结果存放在后缀名为“.sdf”的文件中。随后即可在该文件中查看仿真的波形及数据,并对电路的性能进行分析。

Altium Designer系统把混合信号电路仿真完全集成到原理图的编辑环境中,用户可以直接从电路原理图进行大量的仿真分析,如零—极点分析、噪声分析、温度和参数扫描等。其仿真引擎不但支持SPICE 3f5/Xspice标准,而且还支持目前很多使用制造商所采用的Pspice模型,为用户提供了更广泛的器件仿真选择。此外,仿真结果还可以在强大的波形浏览器中显示,用户可对生成的仿真数据进行充分的分析、处理,以获得更详细、更准确的电路性能。
[参考文献]
[1] 闫胜利.Altium Designer 6.0中文版FPGA设计教程[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2] 刘小伟.Altium Designer 6.0电路设计实用教程[M].北京:电子工业出版社,2007.

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