Altium-Designer原理图与PCB设计第9章电路仿真课件.ppt

第第9章章电路仿真电路仿真n9.1电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念n9.2仿真元件的模式及参数仿真元件的模式及参数n9.3电路仿真分析方式选择和参数设置电路仿真分析方式选择和参数设置n9.4电路仿真操作电路仿真操作9.1电路仿真的基本概念电路仿真的基本概念n现代仿真技术已经广泛地应用于社会、经济、生物、工程等各个领域。随着计算机软/硬件技术和EDA技术的发展，电路仿真技术也广泛的应用在电子电路和系统设计的全过程中。目前市场上有许多优秀的电路仿真软件可以选用，例如，NI Multisim、Tina Pro、Proteus Professional（单片机模拟仿真软件）等。n这些电路仿真软件用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。n这些电路仿真软件的元器件库，提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。n这些电路仿真软件的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。n这些电路仿真软件具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。n Altium Designer 15系统可以提供强大的电路仿真功能。在电路仿真过程中，涉及到的几个基本概念如下。n （1）仿真元器件。用户进行电路仿真时使用的元器件，要求具有仿真属性，即具有仿真模型。n （2）仿真原理图。用户根据具体电路的设计要求，使用原理图编辑器及具有仿真属性的元器件所绘制而成的电路原理图。n （3）仿真激励源。用于模拟实际电路中的激励信号。n（4）节点网络标签。对一电路中要测试的多个节点，应该分别放置一个有意义的网络标签名，便于明确查看每一节点的仿真结果（电压或电流波形）。n （5）仿真方式。仿真方式有多种，不同的仿真方式下相应有不同的参数设定，用户应根据具体的电路要求来选择设置仿真方式。n （6）仿真结果。仿真结果一般是以波形的形式给出，不仅仅局限于电压信号，每个元件的电流及功耗波形都可以在仿真结果中观察到。9.2元件的仿真模式及参数元件的仿真模式及参数9.2.1常用元件的仿真参数设置常用元件的仿真参数设置n“Miscellaneous Devices.IntLib”是Altium Designer 15系统默认提供的一个常用分离元件集成库。n在这个集成库中包含了各种常用的元件，如电阻、电容、电感、晶振、二极管、三极管等，大多数都具有仿真模型。n当这些元件放置在原理图中，并进行属性设置以后，相应的仿真参数也同时被系统默认设置，直接可以用于仿真。n 下面以电容为例，介绍常用元件的仿真参数设置。n（1）打开“元件库”面板，在集成库“Miscellaneous Devices.IntLib”中，找到元件“Cap”，并放置在原理图中，如图9.2.1所示。图9.2.1放置电容 n（2）双击该元件，打开“元件属性”对话框，在“Models”栏中，可以看到元件的仿真模型己经存在，如图9.2.2所示。图9.2.2“元件属性”设置对话框n（3）设定“标识符”为“C1”，设定“Parameters”栏中的“Value”为“100pF”。双击“Models”栏中类型“Simulation”，进入“Sim Model”窗口中，打开其中的“Parameters”设置对话框，如图9.2.3所示。图9.2.3“Parameters”设置对话框n（4）单击“OK”按钮，返回元件属性对话框，再次单击“OK”按钮，关闭“元件属性”设置对话框。设置好基本属性及仿真参数的电容如图9.2.4所示。n电阻、电感、晶振、二极管、三极管等常用元件的仿真参数设置与电容器类似。n图9.2.4设置了仿真参数的电容9.2.2特殊仿真元器件的参数设置特殊仿真元器件的参数设置n 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 Sources.IntLib”集成库中。n1.节点电压初值节点电压初值“.IC”n节点电压初值“.IC”主要用于为电路中的某一节点提供电压初值，与电容中的“Initial Voltage”参数的作用类似。设置方法很简单，只要把该元件放在需要设置电压初值的节点上，通过设置该元件的仿真参数即可为相应的节点提供电压初值，如图9.2.5所示。图9.2.5 放置的“.IC”元件n需要设置的“.IC”元件仿真参数只有一个，即节点的电压初值。左键双击节点电压初值元件，系统弹出“.IC”元件属性设置对话框，如图9.2.6所示。图9.2.6 “.IC”元件属性设置n左键双击“Model（模式）”栏下面“Type（类型）”列下的“Simulation”项，系统弹出如图9.2.7所示的“.IC”元件仿真参数设置对话框。图9.2.7“.IC”元件仿真参数设置n在“Parameter（参数）”对话框中，只有一项仿真参数“Initial Voltage”，用于设定相应节点的电压初值，这里设置为“0V”。设置了有关参数后的“.IC”元件如图9.2.8所示。图9.2.8设置了参数的“.IC”元件n2.节点电压节点电压“.NS”n 节点电压“.NS”是一个与节点电压初值“.IC”十分类似的特殊仿真元器件。一个在对双稳态或单稳态电路进行瞬态特性分析时，节点电压“.NS”用来设定某个节点的电压预收敛值。n 节点电压“.NS”的设置方法很简单，只要把该元件放在需要设置电压预收敛值合节点上，通过设置该元件的仿真参数即可为相应的节点设置电压预收敛值，如图9.2.9所示。图9.2.9 放置的“.NS”元件n 需要设置的“.NS”元件仿真参数只有一个，即节点的电压预收敛值。左键双击节点电压元件，系统弹出与“.IC”元件属性设置对话框（图9.2.6）类似的属性设置对话框，如图9.2.10所示。图9.2.10“.NS”元件属性设置对话框n左键双击“Model（模式）”栏下面“Type（类型）”列下的“Simulation”项，系统弹出“.NS”元件仿真参数设置对话框，如图9.2.11所示。图9.2.11“.NS”元件仿真参数设置n在“Parameter（参数）”对话框中，只有一项仿真参数“Initial Voltage”，用于设定相应节点的电压预收敛值。例如，设置为“10V”。设置了有关参数后的“.NS”元件如图9.2.12所示。图9.2.12设置完参数的“.NS”元件9.2.3仿真数学函数仿真数学函数n仿真数学函数主要用于对仿真原理图中的两个节点信号进行各种合成运算，以达到一定的仿真目的，包括节点电压的加、减、乘、除，以及支路电流的加、减、乘、除等运算，也可以用于对一个节点信号进行各种变换，如：正弦变换、余弦变换和双曲线变换等。n例如，一个能够对两个节点电压信号进行相加运算的仿真数学函数“ADDV”如图9.2.13所示。图9.2.13仿真数学函数“ADDV”n下面以一个示例介绍仿真数学函数的使用方法。示例使用正弦和余弦仿真数学函数，对某一输入信号进行正弦变换和余弦变换，然后叠加输出。具体的操作步骤如下。n （1）新建一个原理图文件，另存为“仿真数学函数.SchDoc”。n （2）在系统提供的集成库中，选择到“Simulation Sources.IntLib”和“Simulation Math Function.IntLib”进行加载。n（3）在“库”面板中，打开集成库“Simulation Math Function.IntLib”，选择正弦变换函数“SINV”、余弦变换函数“COSV”及电压相加函数“ADDV”，将其分别放置到原理图中，如图9.2.14所示。图9.2.14放置仿真数学函数n（4）在“库”面板中，打开集成库“Miscellaneous Devices.IntLib”，选择电阻元件Res1，在原理图中放置两个接地电阻，并完成相应的电气连接，如图9.2.15所示。图9.2.15放置接地电阻并连接n（5）双击电阻，系统弹出属性设置对话框，相应的电阻值设置为1k。n（6）双击每一个仿真数学函数，进行参数设置，在弹出“Properties for Schematic Component in Sheet（电路图中的元件属性）”对话框中，只需设置标识符，如图9.2.16所示。图9.2.17设置好的原理图n（7）在“库”面板中，打开集成库“Simulation Sources IntLib”，找到正弦电压源“VSIN”,放置在仿真原理图中，并进行接地连接，如图9.2.18所示。图9.2.18 放置正弦电压源并连接n（8）双击正弦电压源，弹出相应的属性对话框，设置其基本参数及仿真参数，如图9.2.19所示。标识符输入为“V1”，其他各项仿真参数均采用系统的默认值。n（9）单击“OK（确定）”按钮得到的仿真原理图如图9.2.20所示。图9.2.20仿真原理图n（10）在原理图中需要观测信号的位置添加网络标签。在这里需要观测的信号有4个，即输入信号、经过正弦变换后的信号、经过余弦变换后的信号及叠加后输出的信号。因此，在相应的位置处放置4个网络标签，即“INPUT”、“SINOUT”、“COSOUT”和“OUTPUT”，如图9.2.21所示。图9.2.21 添加网络标签n（11）单击菜单栏中的“设计”“仿真”“Mixed Sim（混合仿真）”命令，在系统弹出的“Analyses Setup（分析设置）”对话框中设置常规参数，详细设置如图9.2.22所示。n（12）完成通用参数的设置后，在“分析选项”列表框中，勾选“Operating Point Analysis（工作点分析）”和“Transient Analysis（瞬态特性分析）”选项。“Transient Analysis（瞬态特性分析）”选项中各项参数的设置如图9.2.23所示。n（13）设置完毕后，单击“OK（确定）”按钮，系统进行电路仿真。瞬态仿真分析和傅里叶分析的仿真结果分别如图9.2.24和图9.2.25所示。图9.2.24瞬态仿真分析的仿真结果图9.2.25傅立叶分析的仿真结果n在图9.2.26中，给出的是该文件中与输出信号“OUTPUT”有关的数据，给出了基波和29次谐波的幅度、相位值，以及归一化的幅度、相位值等参数。图9.2.26输出信号的傅里叶分析数据9.2.4仿真电源及激励源仿真电源及激励源n 在Altium Designer 15系统的“Simulation Sources.Intlib”集成库中，可以提供多种仿真电源和激励源。n在使用时，这些仿真源均被默认为理想的激励源，即电压源的内阻为零，而电流源的内阻为无穷大。n在仿真时，仿真激励源提供输入到仿真电路中的测试信号，根据观察这些测试信号通过仿真电路后的输出波形，用户可以判断仿真电路中的参数设置是否合理。n1直流电压电流源直流电压电流源n直流电压源“VSRC”与直流电流源“ISRC”分别用来为仿真电路提供一个不变的电压信号或不变的电流信号，符号形式如图9.2.27所示。图9.2.27 直流电压/电流源符号n 直流电压源“VSRC”与直流电流源“ISRC”需要设置的仿真参数是相同的。双击新添加的仿真直流电压源，在出现的对话框中设置其属性参数，如图9.2.28所示。图9.2.28 属性设置对话框n2正弦信号激励源正弦信号激励源n正弦信号激励源包括正弦电压源“VSIN”与正弦电流源“ISIN”，用来为仿真电路提供正弦激励信号，符号如图9.2.29所示，要设置的仿真参数是类似的。n在打开的正弦信号激励源“Parameters（参数）”对话框中，可以设置参数。图9.2.29 正弦电压/电流源符号n3周期脉冲源周期脉冲源n周期脉冲源包括脉冲电压激励源“VPULSE”与脉冲电流激励源“IPULSE”，可以为仿真电路提供周期性的连续脉冲激励，其中脉冲电压激励源“VPULSE”在电路的瞬态特性分析中用得比较多。两种激励源的符号形式如图9.2.30所示，要设置的仿真参数是类似的。n在打开的周期脉冲源“Parameters（参数）”对话框中，可以设置参数。图9.2.30脉冲电压电流源符号n4分段线性激励源分段线性激励源n分段线性激励源所提供的激励信号是由若干条相连的直线组成，是一种不规则的信号激励源，包括分段线性电压源“VPWL”与分段线性电流源“IPWL”两种，符号形式如图9.2.31所示，要设置的仿真参数是类似的。n在打开的分段线性激励源“Parameters（参数）”对话框中，可以设置参数。图9.2.31分段电压电流源符号n5指数激励源指数激励源n指数激励源包括指数电压激励源“VEXP”与指数电流激励源“IEXP”，用来为仿真电路提供带有指数上升沿或下降沿的脉冲激励信号，通常用于高频电路的仿真分析，符号形式如图9.2.32所示，要设置的仿真参数是类似的。n在打开的指数激励源“Parameters（参数）”对话框中，可以设置参数。图9.2.32指数电压/电流源符号n6.单频调频激励源单频调频激励源n单频调频激励源用来为仿真电路提供一个单频调频的激励波形，包括单频调频电压源“VSFFM”与单频调频电流源“ISFFM”两种，符号形式如图9.2.33所示，需要设置的仿真参数是类似的。n在打开的单频调频激励源“Parameters（参数）”对话框中，可以设置参数。图9.2.33单频调频电压电流源符号9.3电路仿真分析方式选择和参数设置电路仿真分析方式选择和参数设置9.3.1电路仿真分析方式电路仿真分析方式n在原理图编辑环境中，单击菜单栏中的“设计”“仿真”“Mixed Sim（混合仿真）”菜单命令，系统弹出“Analyses Setup（分析设置）”对话框如图9.3.1所示。n在该对话框左侧的“Analyses/Option（分析选项）”栏中，列出了若干选项供用户选择，包括各种具体的仿真分析方式。而对话框的右侧则用来显示与选项相对应的具体设置内容。系统的默认选项为“General Setup（通用参数设置）”，即仿真方式的通用参数设置。图9.3.1 仿真分析设置对话框n在电路仿真分析中，选择合适的仿真方式，并对相应的参数进行合理的设置，是仿真能够正确运行并能获得良好的仿真效果的关键保证。n一般来说，仿真方式的设置包含两部分：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，二者缺一不可。n在“Analyses/Option（分析选项）”栏中，最后一项为“Advanced Options”设置，显示的是各种仿真方式都应该遵循的系统默认基本条件。一般来说，尽量不要去修改，以免导致某些仿真程序无法正常运行。“Advanced Options”设置对话框如图9.3.2所示。图9.3.2“Advanced Options”设置对话框9.3.2仿真通用参数设置仿真通用参数设置n在图9.3.1所示的仿真分析“General Setup（通用参数设置）”对话框中，需要设置的通用参数选项有以下几项。n1.“CollectDataFor（收集数据）（收集数据）”选项选项n“Collect Data For（收集数据）”选项用于设置仿真程序需要计算的数据类型。n2.“SheetstoNetlist（网表）（网表）”选项选项n“Sheets to Netlist（网表）”选项用于设置仿真程序作用的范围。n3.“SimViewSetup”（仿真视图设置）（仿真视图设置）n“SimView Setup”（仿真视图设置）用于设置仿真结果的显示内容。n4.“AvailableSignals（可用的信号）（可用的信号）”n“Available Signals（可用的信号）”列表框中列出了所有可供选择的观测信号，具体内容随着“Collect Data For”列表框的设置变化而变化，即对于不同的数据组合，可以观测的信号是不同的。n5.“ActiveSignals（有效信号）（有效信号）”：n“Active Signals（有效信号）”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。9.3.3OperatingPointAnalysis（工作（工作点分析）点分析）n“Operating Point Analysis（工作点分析）”就是静态工作点分析。在进行“Operating Point Analysis（工作点分析）”时，电路中的交流源将置零，电容开路，电感短路，分析提供各个节点的对地电压及流过每一元件的电流。使用该方式时，通常不需要用户进行特定参数的设置，只需要选中即可运行，如图9.3.3所示。图9.3.3 选中“Operating Point Analysis”选项对话框9.3.4TransientAnalysis（瞬态特性分（瞬态特性分析）析）n在“Transient Analysis（瞬态特性分析）”内部包含有“Fourier Analysis（傅里叶分析）”。n瞬态特性分析是一种时域仿真分析方式，分析所选定的电路节点的时域响应。即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形，通常是从零时间开始，到规定的终止时间结束。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是能量储存模式元件。n傅里叶分析则可以与瞬态特性分析同时进行，属于频域分析。傅里叶分析方法用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量的振幅和相位。即把被测节点处的时域变化信号作离散博里叶变换，求出它的频域变化规律。n 在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Transient Analysis”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.4所示。图9.3.4“Transient Analysis”参数设置对话框9.3.5DCSweepAnalysis（直流扫描分（直流扫描分析）析）n“DC Sweep Analysis（直流扫描分析）”用来分析电路的直流传输特性。分析时，利用一个或两个直流电源，分析电路中某一节点上的直流工作点的数值变化的情况。即在一定的范围内，通过改变输入信号源的电压值，对节点的静态工作点进行分析。根据所获得的一系列直流传输特性曲线，可以确定输入信号、输出信号的最大范围及噪声容限等。n在“Analyse Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“DC Sweep Analysis（直流扫描分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.5所示。图9.3.5“DC Sweep Analysis”参数设置对话框9.3.6ACSmallSignalAnalysis（交流（交流小信号分析）小信号分析）n“AC Small Signal Analysis（交流小信号分析）”主要用于分析电路的频率响应特性，即输出信号随着输入信号频率变化而变化的情况。利用该仿真分析方式，可以得到电路的幅频特性和相频特性。n在分析电路的频率响应特性时，需先选定被分析的电路节点，在分析时，电路中的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处在交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。若把函数信号发生器的其它信号作为输入激励信号，在进行交流频率分析时，会自动把它作为正弦信号输入。因此输出响应也是该电路交流频率的函数。n在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中选择“AC Small Signal Analysis（交流小信号分析）”选项，对应的参数设置对话框图9.3.6所示。图9.3.6“AC Small Signal Analysis”参数设置对话框9.3.7NoiseAnalysis（噪声分析）（噪声分析）n“Noise Analysis（噪声分析）”用于检测电路输出信号的噪声功率幅度，用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。在实际的电路中，存在着各种各样的噪声，这些噪声分布在很宽的频带内，每个元件对于不同频段上的噪声敏感程度是不同的。在分析时，假定电路中各噪声源是互不相关的，因此它们的数值可以分开各自计算。在噪声分析时，电容、电感和受控源应被视为无噪声的元件。对交流小信号分析中的每一个频率，电路中的每一个噪声源的噪声电平都会被计算出来，它们对输出节点的贡献通过将各方均值相加而得到。n“Noise Analysis（噪声分析）”通常与“AC Small Signal Analysis（交流小信号分析）”一起进行的。n在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Noise Analysis（噪声分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.7所示。图9.3.7“Noise Analysis”参数设置对话框9.3.8Pole-ZeroAnalysis（零（零-极点分极点分析）析）n“Pole-Zero Analysis（零-极点分析）”是一种对电路的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。通常先进行直流工作点分析，对非线性器件求得线性化的小信号模型。在此基础上再分析传输函数的零点、极点。零-极点分析主要用于模拟小信号电路的分析，对数字器件将被视为高阻接地。n在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Pole-Zero Analysis（零-极点分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.8所示。图9.3.8“Pole-Zero Analysis”参数设置对话框9.3.9TransferFunctionAnalysis（传（传递函数分析）递函数分析）n“Transfer Function Analysis（传递函数分析）”可以分析一个源与两个节点的输出电压，或一个源与一个电流输出变量之间的直流小信号传递函数。也可以用于计算输入和输出阻抗。需先对模拟电路或非线性器件进行直流工作点分析，求得线性化的模型，然后再进行小信号分析。输出变量可以是电路中的节点电压，输入必须是独立源。n在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Transfer Function Analysis（传递函数分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.9所示。图9.3.9“Transfer Function Analysis”参数设置对话框9.3.10TemperatureSweep（温度扫（温度扫描分析）描分析）n“Temperature Sweep（温度扫描分析）”是指在一定的温度范围内，通过对电路的参数进行各种仿真分析，如瞬态特性分析、交流小信号分析、直流传输特性分析、传递函数分析等，从而确定电路的温度漂移等性能指标。n采用“Temperature Sweep（温度扫描分析）”，可以同时观察到在不同温度条件下的电路特性，相当于该元件每次取不同的温度值进行多次仿真。n需注意的是，温度扫描只有与其他的仿真方式中的一种或几种同时运行时才有意义。n 在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Temperature Sweep（温度扫描分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.10所示。图9.3.10“Temperature Sweep”参数设置对话框9.3.11ParameterSweep（参数扫描分（参数扫描分析）析）n采用“Parameter Sweep（参数扫描分析）”方法分析电路，可以较快地获得某个元件的参数，在一定范围内变化时对电路的影响。相当于该元件每次取不同的值，进行多次仿真。借助于该仿真方式，可以确定某些关键元件的最优化参数值，以获得最佳的电路性能。该分析方式与上述的温度扫描分析类似，只有与其他的仿真方式中的一种或几种同时运行时才有意义。对于数字器件，在进行参数扫描分析时将被视为高阻接地。n 在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Parameter Sweep（参数扫描分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.12所示。图9.3.12“Parameter Sweep”参数设置对话框9.3.12MonteCarloAnalysis（蒙特卡（蒙特卡罗分析）罗分析）n“Monte Carlo Analysis（蒙特卡罗分析）”采用统计分析方法来观察给定电路中的元件参数，按选定的误差分布类型在一定的范围内变化时，对电路特性的影响。该方式借助于随机数发生器，按元件的概率分布来选择元件，然后对电路进行直流、交流小信号、瞬态特性等仿真分析。通过多次的分析结果估算出电路性能的统计分布规律，从而可以对电路生产时的成品率，以及成本等进行预测。用这些分析的结果，可以预测电路在批量生产时的成品率和生产成本。n 在“Analyze Setup（仿真分析设置）”对话框中，选择“Monte Carlo Analysis（蒙特卡罗分析）”选项，对应的参数设置对话框如图9.3.13所示。图9.3.13“Monte Carlo Analysis”参数设置对话框9.3.13仿真波形管理仿真波形管理n 执行仿真并且成功运行以后，系统进入了仿真编辑环境中。单击窗口右下方面板控制中心处的“Sim Data”标签页，打开“Sim Data”面板，如图9.3.14所示，有一个完整的仿真编辑环境。图9.3.14“Sim Data”面板9.4电路仿真示例电路仿真示例9.4.1电路仿真的基本方法和步骤电路仿真的基本方法和步骤n电路仿真的基本方法和步骤如下：n1.电路仿真原理图的绘制及编辑电路仿真原理图的绘制及编辑n 电路仿真原理图的编辑环境就是前面已经介绍过的电路原理图编辑环境，绘制方法也与普通电路原理图一样，具体操作参考前面的有关章节。n 需要特别注意的是，在仿真电路原理图中放置的每一个元件都应该有相应的仿真模型，这一点是与普通电路原理图的区别，否则仿真过程中将出现错误。n2.设置仿真元件的参数设置仿真元件的参数n 由于进行仿真的目的是为了给元件选择合适的电路参数，因此，在绘制好电路仿真原理图以后，必须设置好每一个元件的参数。n3.放置电源和仿真激励源放置电源和仿真激励源n 在电路仿真原理图中，电源与仿真激励源并不是同一个概念。电源是固定用来对电路进行供电的，以保证整个电路的正常工作；而仿真激励源则是在仿真过程中，提供给电路的一种特殊的激励信号，专用于对电路的测试，也可以看作是一种比较特殊的仿真元件。n4.选择测试点并放置网络标签选择测试点并放置网络标签n 由于仿真程序中一般只自动提供每一个元件两端的电压、流过的电流，以及消耗的功率仿真显示，面对于电路中的节点位置的表示并不明确。因此，应该在需要观测的电路关键位置添加明确的网络标签，以便于在仿真结果中清晰查看，放置方法与电路原理图中放置网络标签的方法是一样的。n5.对电路进行对电路进行ERC校验校验n 在电路仿真运行之前，应对绘制好的电路仿真原理图进行ERC校验，以确保电气连接的正确性。n6.设置仿真方式及相应参数设置仿真方式及相应参数n Altium Designer为用户提供了多种仿真方式，如瞬态特性分析、交流小信号分析、参数扫描等，不同的仿真方式需要设置的特定参数是不同的，显示的仿真结果也是不一样的，可以从不同的角度对电路进行检测分析，应根据自己的实际需要加以选择。n7.执行仿真命令执行仿真命令n 完成以上各项设置后，执行菜单命令“设计（Design）”“仿真（Simulate）”“Mixed Sim（混合仿真）”，系统即可开始电路仿真。n8.分析仿真结果分析仿真结果n在后缀名为“.sdf”的文件中，可以查看仿真波形及数据，并对电路的性能进行分析。如果没有达到预定的指标要求，应查找原因，有针对性地去修改电路中的有关参数来改正。9.4.2电路仿真示例电路仿真示例n 下面结合一个实例介绍电路仿真的基本方法和步骤。n （1）启动Altium Designer 15系统，打开一个仿真示例电路图，如图9.4.1所示。n（2）在电路原理图编辑环境中，激活“Projects（工程）”面板，单击鼠标右键面板中的电路原理图，在弹出的右键快捷菜单中单击“Compile Document（编译文件)”命令，如图9.4.2所示。单击该命令后，将自动检查原理图文件是否有错，如有错误应该予以纠正。图9.4.2右键快捷菜单n（3）激活“库”面板，单击其中的“Libraries（库）”按钮，系统将弹出“可用库”对话框。n（4）单击“添加库”按钮，在弹出的“打开”对话框中选择Altium Designer 15安装目录“AD15/Library/Simulation”中所有的仿真库，如图9.4.3所示。图9.4.3 选择仿真库n（5）单击“打开”按钮，完成仿真库的添加。n（6）在“库”面板中选择“Simulation Sources.IntLib”集成库，该仿真库包含了各种仿真电源和激励源。选择名为“VSIN”的激励源，然后将其拖到原理图编辑区中，如图9.4.4所示。图9.4.4 添加仿真激励源n选择放置导线工具，将激励源和电路连接起来，并接上电源地，如图9.4.5所示。图9.4.5 连接激励源并接地n（7）双击新添加的仿真激励源，在弹出的“Properties for Schematic Component in Sheet（电路图中的元件属性）”对话框中，设置仿真激励源的参数，如图9.4.6所示。图9.4.6 设置仿真激励源的参数n（8）在“Properties for Schematic Component in Sheet（电路图中的元件属性)”对话框中，双击“Model（模型）”栏“Type（类型）”列下的“Simulation（仿真）”选项，弹出如图9.4.7所示的“Sim Model-Voltage Source/Sinusoidal（仿真模型-电压源正弦曲线）”对话框。通过该对话框可以查看并修改仿真模型。图9.4.7 “Sim Model-Voltage Source/Sinusoidal”对话框n（9）单击“Model Kind（模型种类）”选项卡，可查看器件的仿真模型种类。n （10）单击“Port Map（端口图）”选项卡，可显示当前器件的原理图引脚和仿真模型引脚之间的映射关系，并进行修改。n（11）对于仿真电源或激励源，也需要设置其参数。在“Sim Model-Voltage Source/Sinusoidal（仿真模型-电压源正弦曲线）”对话框中，单击“Parameters（参数)”选项，弹出“Parameters（参数)”选项对话框如图9.4.8所示，按照电路的实际需求设置有关参数。图9.4.8“Parameters（参数)”选项参数设置对话框n（12）设置完毕后，单击“OK（确定）”按钮，返回到电路原理图编辑环境。n（13）采用相同的方法，再添加两个仿真电源，如图9.4.9所示。图9.4.9添加仿真电源n（14）双击已添加的仿真电源，在弹出的“Properties for Schematic Component in Sheet（电路图中的元件属性)”对话框中设置其属性参数。在窗口中双击“Model for V2(V2模型）”栏“Type（类型）”列下的“Simulation（仿真）”选项，在弹出的“Sim Model-Voltage Source/DC Source（仿真模型-电压源直流电源）”对话框中设置仿真模型参数，如图9.4.10所示。图9.4.10设置仿真模型参数n（15）设置完毕后，单击“OK（确定）”按钮，返回到原理图编辑环境。n （16）单击菜单栏中的“工程”“Compile Document（编译文件）”命令，编译当前的原理图，编译无误后分别保存原理图文件和项目文件。n（17）单击菜单栏中的“设计”“仿真”“Mixed Sim（混合仿真）”命令，系统将弹出“分析设置”对话框。在左侧的列表框中选择“General Setup（常规设置）”选项，在右侧设置需要观察的节点，即要获得的仿真波形，如图9.4.11所示。图9.4.11设置需要观察的节点n（18）选择合适的分析方法并设置相应的参数。例如图9.4.12所示，选择“Transient Analysis（瞬态特性分析）”选项。图9.4.12“Transient Analysis”选项的参数设置n（19）设置完毕后，单击“OK（确定）”按钮，得到如图9.4.13所示的仿真波形。n （20）保存仿真波形图，然后返回到原理图编辑环境。图9.4.13 仿真波形1n（21）单击菜单栏中的“设计”“仿真”“Mixed Sim（混合仿真）”命令，系统将弹出“分析设置”对话框。选择“Parameter Sweep（参数扫描）”选项，设置需要扫描的元件及参数的初始值、终止值和步长等，如图9.4.14所示。图9.4.14 设置“Parameter Sweep（参数扫描）”选项图9.4.15 仿真波形2n（23）选中OUT波形所在的图表，在“Sim Data（仿真数据）”面板的“Source Data（数据源）”中双击out_p1、out_p2和out_p3，将其导入到OUT图表中，如图9.4.16所示。n （24）还可以修改仿真模型参数，保存后再次进行仿真。图9.4.16导入数据源