1、1第第 10 章章 可编程模拟器件与电子电路仿真软件可编程模拟器件与电子电路仿真软件第 10 章 可编程模拟器件与电子电路仿真软件.210.1 在系统可编程模拟电路（ispPAC）原理与应用.210.1.1 ispPAC10 的结构和原理.210.1.2 其它 ispPAC 器件的结构和原理.510.1.3 ispPAC 的典型应用.910.2Multisim 软件及其应用.1010.2.1 Multisim 8 的基本界面.1010.2.2 元件库.1310.2.3 仿真仪器.2310.2.4 仿真分析方法. 2410.2.5 在模拟电路设计中的应用.27思考题.32习题.322第第 10
2、章章 可编程模拟器件与电子电路仿真软件可编程模拟器件与电子电路仿真软件内容提要内容提要 近年来，模拟集成电路的设计工艺，模拟器件的功能，模拟电子电路的设计方法、 设计手段等得到了快速的发展。 本章简单介绍功能可通过编程方式改变的模拟器件ispPAC 的原理及应用；改变了传统的模拟电子电路设计方法、设计手段的 EDA 软件Multisim 8 的功能及应用。10.1 在系统可编程模拟在系统可编程模拟电路电路（ispPAC）原理与应用）原理与应用在系统可编程模拟电路(In System Programmable Analog Circuit，简称)是 Lattice 公司推出的一种新型模拟集成电路
3、，目前主要有 5 种芯片：ispPAC10，ispPAC20，ispPAC30，ispPAC80 和 ispPAC81。通过开发软件 PAC-Designer 及相应的配套硬件，可以改变 ispPAC的内部连接和元件参数， 从而获得用户所需的特定功能集成电路。 在系统可编程模拟电路可用于工业自动化、电子测量、通信等领域。器件的在系统可编程性能给用户设计、修改电路带来了极大的方便，在 PAC-Designer环境下，输入、编辑电路，进行电路特性仿真，仿真通过后，只要用编程电缆将计算机的并行口和电路板联接起来，就可将设计的电路下载至 ispPAC 中，完成硬件的设计和修改。10.1.1 ispPA
4、C10 的结构和原理的结构和原理1.电路结构ispPAC10 的功能方框图如图 10-1 所示，包括四个独立的 PAC(Programmable AnalogCircuits)块、配置存贮器(Configuration Memory)、模拟布线池(ARP:Analog Routing Pool)、参考电压自校正单元(Reference&Auto-Calibration)以及 isp 接口等。其中，PAC 块是 ispPAC的核心部分，ARP 实现器件内部电路的互连、内部电路与输入/输出引脚之间的连接。ispPAC10 的内部原理图如图 10-2 所示。2.PAC 块的工作原理如图 10-3 所
5、示，每一个 PAC 块由两个差分输入的仪表用放大器(IA1，IA2)和一个双端输出的输出放大器(OA1)组成。由于 OA1 兼有滤波/相加功能，故该 PAC 块称为Fi/Sum(Filtering/Summation)PAC 块。电路的输入阻抗高达 109，共模抑制比为 69dB(输入信号频率为 10KHz 条件下测试)，增益调节范围为-10+10。输出放大器的反馈电容 CF有 128 种值(1pF62pF)，反馈电阻 RF可接入或断开。各 PAC 块或 PAC 块之间可通过模拟布线池 ARP 实现可编程和级联，以构成 110000 倍的放大器或复杂的滤波器电路。PAC 块的内部结构如图 10
6、-4 所示。两个仪表用放大器(IA1，IA2)是具有差分输入、差分输出的放大器，能够将输入差模电压转换为输出差模电流，如图 10-5 所示，故这种放大器称为跨导运算放大器(OTA:Operational Transconductance Amplifeer)。该类电路是一种输入电压控制输出电流的增益器件，用跨导 gm来表征其放大能力。当一对差模电压信号 Ui+、Ui-输入时，输出端会产生正比于输入电压 Ui= Ui+- Ui-的电流，即3图 10-1 ispPAC10 的功能方框图图 10-2 ispPAC10 的内部原理图图 10-3 PAC 块的等效电路4图 10-4 PAC 块的内部结构
7、图 10-5 仪表用放大器结构PmiIg U(10-1-1)MmiIg U (10-1-2)式中，跨导 gm在 2A/V 和 20A/V 范围内可分 10 级步进编程，且其极性也可编程控制。输出放大器是一个双端输入双端输出的运算放大器，其中反馈支路中的电容 CF是一个具有 128 种数值的可编程阵列，反馈放大器 IAF 的跨导 gm固定为 2A/V，其等效为一个反馈电阻 RF。RF的存在，便于组成信号求和电路或去除 RF后构成理想积分器。对图 10-4，假设只有一个输入信号 Ui1加到 IA1，对于 a，b 两点，根据基尔霍夫电流定理，有ab0II(10-1-3)即i11o3o+Fi11o3o
8、-F()()0mmmmU gU gUUsCU gU gUUsC(10-1-4)式(10-1-4)中 U+、U-分别为 OA1 同相、反相输入端的电压，Uo=Uo+-Uo-。根据运放的虚短特性，可知 U-=U+，所以可得 PAC 块的传递函数为1o13Fi1F33( )( )1( )122mmmmmgUsggH ssCUssCgg(10-1-5)令 s = j，则有(0)(j )1jHHH(10-1-6)式中，13(0)mmgHg、3HFF32112mmgCCg分别为低频增益、 上限截止角频率。 由此可见，5PAC 块构成了一个有耗积分器（一阶低通滤波器）电路。与图 7-37(d) 反相输入式一
9、阶低通有源滤波器的上限截止角频率21oR C对比，可知等效电阻F312mRg。若令IAF的gm3= 0， 则相当于等效电阻RF断开。 电路则由有耗积分器变成无耗积分器(即理想积分器)，其传递函数为F11(j )j2mHCg(10-1-7)若输入放大器 IA1、IA2 分别输入信号 Ui1、 Ui2，则总的输出电压 Uo应为1i12i21i12i2oFF3322mmmmmmg Ug Uk g Uk g UUCCgsgs(10-1-8)式中：IA1 的跨导 gm1=k1gm=k12A/V；IA2 的跨导 gm2= k2gm=k22A/V；k1、k2均为可编程的放大倍数，其范围为110，步进为 1。
10、跨导放大器 IAF 的跨导 gm3是一个固定值，且 gm3= 2A/V。在低频区，式(10-1-8)可改写为1i12i2o1i12i23mmmg Ug UUkUk Ug(10-1-9)式(10-1-6)中 PAC 块的单边低频增益 H(0)为11133(0)110mmmmgkgHkgg (10-1-10)10.1.2 其它其它 ispPAC 器件器件的结构和原理的结构和原理1ispPAC20 器件的结构和原理ispPAC20 的功能方框图如图 10-6 所示，包括两个独立的 PAC 块、两个比较器(CP:Comparator)、一个 8 位 DAC、配置存贮器(E2CMOS Mem)、模拟布线
11、池、参考电压、自校正单元以及 isp 接口等。6图 10-6 ispPAC20 的功能方框图ispPAC20 的内部原理图如图 10-7 所示。图 10-7 ispPAC20 的内部原理图(1) 输入控制外部引脚 MSEL 作为二选一多路选择器的地址输入端， 从两个输入中选择一个作为 IA1的输入。(2) 极性控制跨导放大器 IA1、 IA2、 IA3 的增益为-10+10，IA4 的增益极性可控， 当外部引脚 PC=1时，增益调整范围为-10-1，当 PC=0 时，增益调整范围变为+1+10。(3) 比较器CP1、CP2 为两个可编程双差分比较器，其正、负输入端均可输入差分电压，只有当正输入
12、端的差分电压高于负输入端的差分电压时， 比较器才输出高电平。 比较器的输入是可编程的，可以是外部输入、PAC 块的输出、固定的参考电压 1.5V(或 3V)、DAC 的输出等。比较器的输出有两种选择：直接输出或经异或门(XOR)输出。(4) DAC7ispPAC20 包含一个电压输出型的 8 位 DAC，输入方式可选择：并行输入、串行 JTAG输入、串行 SPI 输入。输出为差分形式的双端输出，可以连接器件内部的比较器输入端、仪表放大器的输入端或直接输出。2ispPAC30 器件的结构和原理ispPAC30 的内部结构与引脚如图 10-8 所示，内部原理图如图 10-9 所示，包括四个输入仪表
13、用放大器(IA1IA4)、两个增强型 8 位数/模转换器(MDAC1 和 MDAC2)、两个参考电压基准源(VREF1 和 VREF2)、两个输出放大器(OA1 和 OA2)、配置存贮器、模拟布线池、自校正单元以及 isp 接口等。图 10-8 ispPAC30 的内部结构与引脚四个跨导放大器 IA1IA4 的增益为-10+10，其中 IA1、IA4 的输入端由外部引脚MSEL1、 MSEL2 确定。 两个输出放大器 OA1、 OA2 为单端输出方式， 输出信号范围 05V，增益带宽积大于 15MHz，可偏置为放大器、滤波器、积分器和比较器等模式。两个独立的内部可控参考电压基准源 VREF1
14、和 VREF2 可分为 7 级，分别为 0.064V、0.128V、0.256V、0.512V、1.024V、2.048V、2.5V。两个增强型 MDAC 的参考电压可以为外部信号、内部信号或内部固定 DC 信号(如内部参考电压基准源 VREF1 和 VREF2)。模拟布线池的功能强大，所有 I/O 引脚均可与任何 IA 或 DAC 连接，所有 IA 和 DAC的输出也可叠加到任何输出放大器上。8图 10-9 ispPAC30 的内部原理图3ispPAC80 器件的结构和原理ispPAC80 和 ispPAC81 都是低通有源滤波器，两者的结构和工作原理完全相同。它们的滤波频率范围不同、实现的
15、滤波器类型不同。ispPAC80 的滤波范围为 50KHz750 KHz，ispPAC81 的滤波范围为 10KHz75KHz。ispPAC80、ispPAC81 可实现五阶低通有源滤波器，无需外部元件或时钟。ispPAC80 可实现的滤波器类型有：Elliptical(椭圆型)、Chebyshev(切比雪夫型)、Bessel(贝赛尔型)、Butterworth(巴特沃斯型)、 Linear Phase(线性相位型)、Gaussian(高斯型)和 Legendre(拉格朗日型)。ispPAC81 可实现的滤波器类型有：Elliptical(椭圆型)、Chebyshev(切比雪夫型)、Butte
16、rworth(巴特沃斯型)。可设计两组滤波器，其参数分别偏置在 A、B 两组 E2CMOS 存储器中。ispPAC80 的内部结构与引脚如图 10-10 所示，内部原理图如图 10-11 所示。包括一个增益为 1、2、5 或 10 可选的差分输入仪表用放大器(IA)、一个五阶低通有源滤波器、一个差分输出放大器(OA)、参考电压基准源&自校正单元、配置存贮器以及 isp 接口等。通过片内E2CMOS 可配置增益设置和电容器的值，双存储器结构（E2CMOS Cfg A、E2CMOS Cfg B）可为两个完全不同的滤波器保存配置。图 10-10 ispPAC80 的内部结构与引脚9图 10-11 i
17、spPAC80 的内部原理图10.1.3 ispPAC 的典型应用的典型应用1.1. ispPAC 的接口电路设计要设计 ispPAC 的接口电路， 首先要知道输入信号在器件的输入端 IN+(IN-)的允许范围。需注意，ispPAC 系列中不同型号有着不同的输入信号范围。另外还有两个相关的电压：共模电压和差分电压。 共模电压是指两个输入端电压的平均值。 差分电压是指两个输入端电压的差值。信号的共模电压是非常重要的，因为它涉及到可以精确测量的差分信号范围。例如ispPAC10，输入范围在1V 到4V 之间，最大差分输入范围是 3V。若共模电压选在两个极限电压的中间，即 2.5V，则差分信号的范围
18、可达到 3V。如果把共模电压(CMV)移至 2V，那么就导致差分信号的范围减少至 2V。ispPAC10 器件用+5V 电源供电，其内部包含+2.5V 基准参考电压，由 VREFOUT引脚输出。VREFOUT引脚只能提供小于 50 /350A 的输出/输入电流。在接口电路设计中，若需要+2.5V 基准电压，可由 VREFOUT引脚直接提供或采用 VREFOUT缓冲电路提供。VREFOUT缓冲电路由图 10-3 所示的 PAC 块构成，让输入端开路，反馈通路闭合，则输出放大器 OA1的输出电压即为 VREFOUT，如图 10-12 所示。图 10-12VREFOUT缓冲电路2.增益为整数的电压放
19、大器的设计如果需要的电压放大倍数绝对值小于 10，则只需要利用一个仪表用放大器。例如，电压放大倍数为 8，可将仪表用放大器 IA1 的增益设置为 8，而 IA2 的增益设置为 1 且没有输入信号，输出放大器 OA1 的反馈电阻闭合。若要求电压放大倍数绝对值在 1020 之间， 则需要利用两个仪表用放大器 （在一个 PAC块内）。例如，要求电压放大倍数为 18，可将仪表用放大器 IA1 的增益设置为 10，而 IA210的增益设置为 8，且两个仪表用放大器的输入信号为同一个输入信号，输出放大器 OA1 的反馈电阻闭合，根据式(10-1-9)，此时的输出为两路增益的相加，如图 10-13 所示。图
20、 10-13电压放大倍数为 18 的 PAC 块3开发软件简介Lattice 公司的 PAC-Designer 软件支持 ispPAC 系列可编程模拟器件的开发， 它为用户提供了一个图形设计输入环境，若选择 ispPAC10 器件，则其初始界面如图 10-2 所示，用户只需按设计电路要求，对 ispPAC 的 PAC 块内部或 PAC 块之间进行连线并选择参数（如 IA1、IA2 等的增益 k1、k2，反馈电容 CF的数值）即可，电路的设计和调整非常方便。对于滤波器的设计，PAC-Designer 软件中含有专门的“宏”（Macro），只要输入 f0、Q 等参数，软件即可自动连线、选择参数，生
21、成所需的滤波电路，如双二阶滤波器、巴特沃斯（Butterworth）滤波器、切比雪夫（Chebyshev）滤波器，简化了设计工作。PAC-Designer 软件还集成了一个模拟器（simulator），用于模拟放大器或滤波器的幅频特性及相频特性。 该软件可同时仿真四条幅频特性和四条相频特性， 只需输入仿真频率的起始值和终止值、仿真点数、输入节点及输出节点，软件即可绘制相应的频率响应曲线。10.2Multisim 软件及其应用软件及其应用计算机技术的发展和人们对电子系统设计的新需求， 推动了电子电路设计方法和手段的进步，传统的设计手段逐步被 EDA(Electronic Design Autom
22、ation)所取代。目前常见的 EDA软件有：Protel、Orcad、Pspice 和 EWB 系列软件。Multisim 8 软件的前身是 EWB(Electronics Workbench)，该软件是加拿大 IIT(InteractiveImage Technologies)公司在 20 世纪 80 年代后期推出的用于电子电路设计与仿真的 EDA 软件。2001 年前后，IIT 公司对 EWB 软件进行了较大的改动，将其分为 4 个基本模块：Multisim(设计、仿真模块)、Ultiboard(PCB 设计模块)、Ultiroute(布线引擎)、Commsim(通信电路分析与设计模块)
23、，能完成从电路的设计、仿真到电路板图生成的全过程，这四个模块相互独立，可以分别使用。10.2.1 Multisim 8 的基本界面的基本界面从图 10-14 可以看出，Multisim 8 的基本界面主要由菜单栏(Menu Bar)、标准工具栏(Standard toolbar)、视图工具栏(View toolbar)、主工具栏(Main toolbar)、使用中元件列表（“InUse” List） 、仿真开关(Simulate Switch)、元件工具栏(Component toolbar)、设计工具箱(DesignToolbox)、电路工作区(Circuit window)、仪器工具栏(I
24、nstruments toolbar)、电子数据表观察区(Spreadsheet view)、状态栏(Status bar)等项组成。1.菜单栏菜单栏中提供了 Multisim 8 的所有功能的命令，共包含 11 个菜单，如图 10-15 所示。11图 10-14 Multisim 8 的基本界面10-15 菜单栏从左到由分别为 File(文件)、 Edit(编辑)、 View(视图)、 Place(放置)、 Simulate(仿真)、 Transfer(传输)、Tools(工具)、Reports(报告)、Options(选项)、Window(窗口)和 Help(帮助)。每个菜单又包含若干个子
25、菜单或菜单项，以执行相关的功能。2.主工具栏主工具栏共包含 14 个按钮和 1 个下拉列表框， 如图 10-16 所示。 从左到右分别为 ToggleDesign Toolbox(设计工具箱显示切换)、Toggle Spreadsheet View(电子数据表观察区显示切换)、Database Management(数据库管理)、Create Component(创建元器件)、Run/stopSimulation(运行/停止仿真)、Grapher/Analyses(仿真结果图形显示/分析类型列表)、Postprocessor(仿真结果后处理器)、Electrical Rules Checkin
26、g(电气规则检查)、ShowBreadboard(显示当前电路的三维面包板视图)、Back Annotate from Ultiboard(反向标注)、Forward Annotate(正向标注)、 In Use List(当前电路使用元器件列表)、 Help(帮助)、 EducationalWebsite(进入教育网站) 、EDA(进入 EDA 网站)。10-16 主工具栏3.元件工具栏Multisim 8 将所有的元件模型分类后放在 13 个元件组 （component group） 中， 如图 10-17所示。 从左到右分别为 Source(信号源)、 Basic(基本元件)、 Diod
27、e(二极管)、 Transistor(晶体管)、标准工具栏菜单栏元件工具栏主工具栏仿真开关仪器工具栏电路工作区设计工具箱视图工具栏使用中元件列表状态栏电子数据表观察区电路标签梯形图工具栏12Analog(模拟元件)、TTL(TTL 元件)、CMOS(CMOS 元件)、Miscellaneous Digita(其它数字元件)、 Mixed(混合元件)、 Indicator(显示元件)、 Miscellaneous(其它元件) 、 Electromechanical(机电类元件) 、RF(射频元件)。图 10-17 最右边的两个按钮方别为 Place Hierarchical Block(放置低层
28、模块)、Place Bus(放置总线)。图 10-17 元件工具栏4. 设计工具箱设计工具箱如图 10-18 所示。通过设计工具箱，可以浏览一个工程(project)中包含的不同类型文件，如原理图(schematics)、印制板图(PCBs)、报告(reports)；可以观察原理图的层次结构等。设计工具箱共包含 3 个标签：Hierarchy(层次结构)、Visibility(可视图层控制)、Project View(工程包含资源查看)。图 10-18 设计工具箱5. 电路工作区电路工作区相当于一个现实工作中的操作平台，电路原理图的绘制、编辑、仿真及波形显示等都在此窗口完成。6. 仪器工具栏仪
29、器工具栏含有 19 种用来对电路工作状态进行测试的仪器，如图 10-19 所示。从左到右分别为 Multimeter(万用表)、Function Generator(信号发生器)、Wattmeter(瓦特表)、Oscilloscope(示波器)、Four Channel Oscilloscope(4 通道示波器)、Bode Plotter(波特仪)、Frequency Counter(频率计)、Word Generator(字发生器)、Logic Analyzer(逻辑分析仪)、LogicConverter(逻辑转换器)、IV-Analysis(伏安特性分析仪)、Distortion Anal
30、yzer(失真分析仪)、Spectrum Analyzer( 频 谱 分 析 仪 ) 、 Network Analyzer( 网 络 分 析 仪 ) 、 Agilent FunctionGenerator(安捷伦信号发生器)、Agilent Multimeter(安捷伦万用表)、Agilent Oscilloscope(安捷伦示波器)、Tektronix Oscilloscope(泰克示波器)、Measurement Probe(测量探针)。图 10-19 仪器工具栏7. 电子数据表观察区通过电子数据表观察区，用户可以快速地查看、编辑参数，如元件的封装(footprints)、编号(RefDe
31、s)、属性(attributes)、设计约束条件(design constraints)等。可以一次改变部分或全部元件的参数。共包含 4 个标签：Results(结果)、Nets(网络标号)、Components(元件)、PCBLayers(印制板图层)，如图 10-20 所示。13图 10-20 电子数据表观察区8. 状态栏状态栏显示关于当前操作的一些有用信息及鼠标当前所指对象的描述信息。10.2.2 元件库元件库任何一个电子仿真软件都要有一个供仿真用的元件数据库， 习惯称之为元件库。 元件库中元件的数量将直接影响该软件的使用范围， 而元件模型的精确程度则影响仿真结果的准确性。Multisi
32、m 8 中的元件存放在三种不同的数据库中，执行“ToolsDatabaseDatabaseManager ”命令即可看见数据库管理信息，分别为 Master Database、Corporate Database、User Database 三个数据库。Master Database 存放 Multisim 8 提供的所有的元件，用户不能添加或移动该库中的元件；Corporate Database 仅在专业版中有效，用于多人共同开发项目时建立共用的元件库；User Database 用来存放用户使用 Multisim 提供的编辑器自行开发的元件模型，或者将 Master Database 库中
33、的元件修改后存放于此。Master Database 中包含 1 4 个元件组 （component group） ， 该分类中的前 13 个与图 10 -17元件工具栏中的元件组图标相对应，最后一个为梯形图(Ladder_Diagrams)，与图 10-14 中的梯形图工具栏中左边的图标相对应。每个组中包含若干个系列（component family） ，每个系列中包含若干个具体的元件。1. 信号源单击图 10-17 元件工具栏的左数第 1 个按钮Source(信号源)图标，弹出如图 10-21所示的信号源元件选择对话框。由图 10-21 可见，Sources 组包含 6 个系列，第 2 个
34、系列中包含 8 个元件。对话框右边各项的说明如下。(1) Symbol(ANSI)栏：显示所选择元件的符号，此处采用的是美国国家标准学会标准(ANSI: American National Standards Institute)。(2) Function 栏：显示所选择元件的功能描述。(3) Model Manuf.ID 栏： 显示元件模型对应真实元件的生产商及元件模型在元件库中的标识符。(4) Footprint Manuf.Type 栏：显示元件模型对应真实元件的引脚封装的生产商及类型。(5) OK 按钮：单击该按钮将选择的元件放到工作区(Circuit window)。(6) Clos
35、e 按钮：单击该按钮不放置元件并关闭该对话框。(7) Search按钮： 单击该按钮将弹出如图 10-22 所示对话框， 根据元件所属的组、 系列、元件名等信息搜索所需要的元件。(8) Detail Report按钮：单击该按钮将显示元件的详细报告，包括所属的库、组、系列，符号，封装，模型数据等。(9) Model按钮：单击该按钮将仅显示元件的模型数据报告(Model Data Report)。14(10) Help 按钮：单击该按钮将获得有关放置元件的帮助信息。图 10-21 信号源元件选择对话框图 10-22 元件搜索对话框由图 10-21 可见，Sources 组包含 6 个系列的信号源
36、，分别说明如下。(1) POWER_SOURCES(电源)：包括交、直流电源，地，数字地，星型、三角形连接的三相电源等。(2) SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES(信号电压源)：包括交流电压，AM 电压，时钟电压，指数电压，FM 电压，分段线性电压，脉冲电压，热噪声电压。(3) SIGNAL_CURRENT_SOURCES(信号电流源)：包括交流、直流电流，时钟电流，指数电流，FM 电流，磁通量，磁通量发生器，分段线性电流，脉冲电流。(4) CONTROL_FUNCTION_BLOCKS(控制功能块)：包括限流块，除法器，乘法器，积分器，微分器，限压块，三路电压求和等。(5) CON
37、TROLLED_ VOLTAGE_SOURCES(受控电压源)： 包括电流控制电压源， 频移键控电压源，电压控制正弦电压源，电压控制电压源等。15(6) CONTROLLED_ CURRENT _SOURCES(受控电流源)：包括电流控制电流源，电压控制电流源。2. 基本元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 2 个按钮Basic(基本元件)图标，弹出基本元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-23 所示。图 10-23 基本元件组(1) BASIC_VIRTUAL(基本虚拟元件)：包括虚拟继电器、电容、电感、电位器、电阻、半导体电阻、半导体电容、可变电容、可变电感等。虚拟
38、元件(Virtual Component)是指元件的大部分模型参数是该类元件的典型值， 部分模型参数由用户根据需要自行确定的元件。 该类元件没有引脚封装信息，在制作 PCB 时需用有封装的现实元件代替。现实元件是根据实际存在的元件参数设计的元件，与实际元件相对应，有封装信息。由于可以方便地改变虚拟元件的参数，故在仿真中经常使用虚拟元件。(2) RATED_VIRTUAL(额定虚拟元件)：包括额定晶体管、有极性电容、电容、二极管、熔丝、电感、发光二极管、继电器、运算放大器、电位器、电阻、变压器、可变电容、可变电感等。(3) 3D_VIRTUAL(三维虚拟元件)：包括常见的电阻、电容、电感、晶体管
39、、二极管等，该类元件全部以三维真实形态显示。(4) RESISTOR(电阻)：该类元件是标称电阻，其阻值不能改变。(5) RESISTOR_SMT(贴片电阻)：SMT 的含义为表面粘着技术(Surface MountedTechnology)，该类元件阻值不能改变。16(6) RPACK(排阻)：相当于多个电阻并列封装在一个壳内。(7) POTENTIOMETER (电位器)：可通过键盘字母键动态调节电阻值，单按字母键表示增加电阻值，同时按 shift 键和字母键表示减小电阻值。调节增量（如 5%）可以改变。(8) CAPACITOR(电容)：所有电容为无极性电容，不能改变参数，没有考虑误差，
40、也未考虑耐压大小。(9) CAP_ELECTROLIT(电解电容)：所有电容为无极性电容， “”端需接直流高电位。(10) CAPACITOR_SMT(贴片电容)：情况与贴片电阻类似。(11) CAP_ELECTROLIT_SMT (贴片电解电容)：情况与电解电容类似。(12) VARIABLE_ CAPACITOR(可变电容)：情况与电位器类似。(13) INDUCTOR(电感)：情况与电阻、电容类似。(14) INDUCTOR_SMT (贴片电感)：情况与贴片电阻类似。(15) VARIABLE_ INDUCTOR (可变电感)：情况与电位器类似。(16) SWITCH(开关)：包括电流控
41、制开关，单刀单掷开关，单刀双掷开关，按钮开关，延时开关，电压控制开关。(17) TRANSFORMER (变压器)：包括音频变压器，电源变压器，射频变压器等。(18) NON_LINEAR_ TRANSFORMER (非线性变压器)：均为考虑了损耗、铁芯磁特性的非线性及磁滞特性等因素的变压器。(19) Z_LOAD(阻抗负载)：包括 RLC 串联，RLC 并联等阻抗负载，可对其中的电阻、电容、电感等参数进行修改。(20) RELAY(继电器)：该类元件为控制继电器触点开合的线圈电压值不同的继电器。(21) CONNECTORS(连接器)：输入/输出连接器，该类元件对仿真结果没有影响，主要用于
42、PCB 设计。(22) SOCKETS(插座)：该类元件为 DIP 封装形式集成电路的插座，其作用与CONNECTORS 元件类似。3. 二极管单击图 10-17 元件工具栏的左数第 3 个按钮Diode(二极管) 图标，弹出二极管元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-24 所示。图 10-24 二极管元件组该组共包含 11 个系列：DIODES_VIRTUAL(虚拟二极管)、DIODE(二极管)、ZENER(稳压二极管)、 LED(发光二极管)、 FWB(全波桥式整流器)、 SCHOTTKY_DIODE(肖特基二极管)、SCR(可控硅)、 DIAC(双向开关二极管)、 TR
43、IAC(双向可控硅开关)、 VARACTOR(变容二极管)、17PIN_DIODE(PIN 二极管)。4. 晶体管单击图 10-17 元件工具栏的左数第 4 个按钮Transistor(晶体管) 图标，弹出晶体管元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-25 所示。图 10-25 晶体管元件组该组共包含 20 个系列： TRANSISTORS_VIRTUAL(虚拟晶体管)、 BJT_NPN(双极型 NPN管)、 BJT_PNP(双极型 PNP 管)、 DARLINGTON_NPN(达林顿 NPN 管)、 DARLINGTON_ PNP(达林顿 PNP 管)、 DARLINGTON
44、_ARRAY(达林顿阵列)、 BJT_NRES(内部带偏置电阻的 NPN管)、BJT_PRES(内部带偏置电阻的 PNP 管)、BJT_ ARRAY(晶体管阵列)、IGBT(绝缘栅双极型管)、MOS_3TDN(三端耗尽型 NMOSFET)、MOS_3TEN(三端增强型 NMOSFET)、MOS_3TEP(三端增强型 PMOSFET)、 JFET_N(NJFET)、 JFET_P(PJFET)、 POWER_MOS_N(功率 NMOS)、POWER_MOS_P(功率 PMOS)、POWER_MOS_COMP(互补功率 MOS)、UJT(可编程单结晶体管)、THERMAL_MODELS(带有热模型
45、的 MOSFET)。5. 模拟元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 5 个按钮Analog(模拟元件)图标， 弹出模拟元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-26 所示。18图 10-26 模拟元件组该组共包含 6 个系列：ANALOG_VIRTUAL(模拟虚拟元件)、OPAMP(运算放大器)、OPAMP_NORTON(诺顿运放)、COMPARATOR(比较器)、WIDEBAND_AMPS(宽带运放)、SPECIAL_FUNCTION(特殊功能运放)。6. TTL 元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 6 个按钮TTL(TTL 元件)图标，弹出 TTL 元件选择对话
46、框。左边 Family 栏的内容如图 10-27 所示。图 10-27 TTL 元件组该组共包含 6 个系列：74STD(标准系列)、74S(肖特基系列)、74LS(低功耗肖特基系列)、74F(高速系列)、74ALS(先进低功耗肖特基系列)、74AS(先进肖特基系列)。7. CMOS 元件单击图10-17 元件工具栏的左数第7个按钮CMOS(CMOS元件)图标， 弹出CMOS元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-28 所示。19图 10-28 CMOS 元件组该 组 共 包 含 11 个 系 列 ： CMOS_5V(5V4000 系 列 ) 、 74HC_2V(2V74HC
47、系 列 )、CMOS_10V(10V4000 系列)、74HC_4V(4V74HC 系列)、CMOS_15V(15V4000 系列)、74HC_6V(6V74HC 系列)、TinyLogic_2V(2V TinyLogic 系列)、TinyLogic_3V(3V TinyLogic系 列 ) 、 TinyLogic_4V(4V TinyLogic 系 列 ) 、 TinyLogic_5V(5V TinyLogic 系 列 ) 、TinyLogic_6V(6V TinyLogic 系列)。8. 其它数字元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 8 个按钮Miscellaneous Digita
48、(其它数字元件)图标，弹出其它数字元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-29 所示。图 10-29 其它数字元件组含有 TTL(TTL 数字逻辑器件)、DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)、MICROCONTROLLERS(微控制器)、MICROPROCESSORS( 微 处 理 器 ) 、 VHDL( 用 VHDL 语 言 编 写 的 数 字 逻 辑 器 件 ) 、VERILOG_HDL(用 Verilog HDL 语言编写的数字 逻辑器件)、MEMORY(存储器 )、LINE_DRIVER(线性驱
49、动器)、LINE_RECEIVER(线性接收器)、LINE_TRANSCEIVER(线性收发器)共 13 个系列。需注意，TTL 系列中的元件没有用于 PCB 设计的封装信息。9. 混合元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 9 个按钮Mixed(混合元件)图标， 弹出混合元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-30 所示。图 10-30 混合元件组20(1) MIXED_VIRTUAL(虚拟混合元件)：包括 555 定时器、模拟开关、分频器、单稳态触发器、锁相环。(2) TIMER(定时器)：包括 8 种不同型号的 555 定时器。(3)ADC_DAC(模数、数模转换器)
50、：包括分辨率为 8 位、16 位等的 ADC、DAC。(4)ANALOG_SWITCH(模拟开关)：也称电子开关，通过控制信号控制开关的通断。(5) MULTIVIBRATORS(多谐振荡器)：包含 8 种单稳态触发器。10. 显示元件单击图 10-17 元件工具栏的左数第 10 个按钮Indicator(显示元件)图标，弹出显示元件选择对话框。左边 Family 栏的内容如图 10-31 所示。图 10-31 显示元件组(1) VOLTMETER(电压表)：可测量交、直流电压。(2)AMMETER(电流表)：可测量交、直流电流。(3) PROBE(探测器)：作用相当于 LED，仅有一个端子，
