1、Copyright 2006 Altium LimitedA L T I U M L I M I T E D混合信号仿真混合信号仿真Mixed-Signal Circuit SimulatorMixed-Signal Circuit SimulatorBy Tonny.Ma Copyright 2006 Altium Limited2一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 A
2、ltium Limited3一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史 1.SPICE 1.SPICE仿真的历史仿真的历史 2.SPICE2.SPICE仿真在电路分析中的作用仿真在电路分析中的作用 3.SPICE 3.SPICE仿真电路网络表的例子仿真电路网络表的例子二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited4SPICESPICE的历史的历史 集成电路重点仿真程序Simulation Pro
3、gram with Integrated Circuit Emphasis，SPICE；第一个版本诞生于 1971，1973正式发表在“the Sixteenth Midwest Symposium on Circuit Theory”；由加州大学伯克利分校开发完成程序代码完全开放；1975年向公众公布了第一个版本SPICE 2；1988年SPICE成为美国国家标准 1993年推出SPICE的最终版本，SPICE 3F5Copyright 2006 Altium Limited5SPICESPICE的历史的历史3个问题：问题：1.谁是SPICE 仿真的倡导者？IC制造商 2.谁是SPICE 仿
4、真的最大受益者？IC制造商 3.是否所有的IC都有SPICE 模型？都有Copyright 2006 Altium Limited6一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史 1.SPICE 1.SPICE仿真的历史仿真的历史 2.SPICE2.SPICE仿真在电路分析中的作用仿真在电路分析中的作用 3.SPICE 3.SPICE仿真电路网络表的例子仿真电路网络表的例子二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Alti
5、um Limited7SPICESPICE仿真在电路分析中的作用仿真在电路分析中的作用 SPICE仿真可以足够真实地反映电路特性，能极其方便、快捷、经济地实现电路结构的优化设计，这对缩短电子产品的开发周期，降低电子产品的开发费用，提高电子产品的综合性能，参与产品的市场竞争，都有着十分重要的意义。Copyright 2006 Altium Limited8一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史 1.SPICE 1.SPICE仿真的历史仿真的历史 2.SPICE2.SPICE仿真在电路分析中的作用仿真在电路分析中的作用 3.SPICE 3.SPICE仿真电路网络表的例子仿真电路网络表
6、的例子二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited9SPICE SPICE 仿真原理图仿真原理图Copyright 2006 Altium Limited10SPICE SPICE 仿真网络表仿真网络表Copyright 2006 Altium Limited11一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具
7、的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited12一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具 1.1.混合信号仿真混合信号仿真 2.2.仿真分析资源仿真分析资源 3.3.仿真分析类型仿真分析类型 4.4.数字仿真模型数字仿真模型三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited13Altium De
8、signer 6 Altium Designer 6 混合信号仿真混合信号仿真Altium Designer 6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算法，该算法是基于伯克里SPICE3代码，并且于SPICE3f5完全兼容。Altium Designer 6全面兼容PSPICE模型。它支持以下几种仿真模型：SPICE3f5 模拟器件模型包括不同的常用器件，如电阻、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M
9、OSFETsPspice 模拟器件模型 为了支持这种期间模型，与SPICE3f5相关的通用格式都做了很多修改，而且增加了用于连接模型文件的附加参数。Copyright 2006 Altium Limited14Altium Designer 6 Altium Designer 6 混合信号仿真混合信号仿真XSpice模拟器件模型 这是模拟器件的代码模型。它避免采用开发冗长的而且影响仿真效率的子电路方式，来定义复杂的非理想的器件的模型。支持的模型包括了特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数定义等。它的SPICE 前缀是A。子电路模型 用于复杂器件的建模，如运放、时钟、晶体
10、等，用层次电路的子电路语法来描述。子电路都存放在*.ckt文件中，它的SPICE 前缀是X。数字器件模型 采用数字SimCode语言编写的。这是一种专用的描述语言，它允许数字器件在事件驱动的XSpice的扩展板中仿真。它是一个标准的XSpice 模型。SimCode模型源代码被保存在ASCII文件中（*.TXT），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。它的SPICE 前缀是A。Copyright 2006 Altium Limited15一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer
11、6的信号仿真工具的信号仿真工具 1.1.混合信号仿真混合信号仿真 2.2.仿真分析资源仿真分析资源 3.3.仿真分析类型仿真分析类型 4.4.数字仿真模型数字仿真模型三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited16Altium Designer 6 Altium Designer 6 仿真分析资源仿真分析资源 Altium Designer 6 提供了丰富的仿真分析资源。这些资源可以在Altium Designer6LibrarySimulation 目录中找到。包括：Simulation Source.
12、IntLibSimulation Transmission Line.IntLibSimulation Math Function.IntLib Simulation Special Function.IntLibSimulation PSpice Function.IntLib 如何使用这些资源，请参考“TR0113 Simulation Model and Analyses Reference.pdf”。Altium Designer 6 还提供了大量的制造厂家独立的集成库，在这些集成库中提供了大量的仿真模型。Copyright 2006 Altium Limited17Simulatio
13、n SourceSimulation SourceCopyright 2006 Altium Limited18Simulation SourceSimulation SourceCopyright 2006 Altium Limited19Simulation SourceSimulation SourceCopyright 2006 Altium Limited20Simulation Transmission LineSimulation Transmission LineCopyright 2006 Altium Limited21Simulation Math FunctionsSi
14、mulation Math FunctionsCopyright 2006 Altium Limited22Simulation Math FunctionsSimulation Math FunctionsCopyright 2006 Altium Limited23Simulation Math FunctionsSimulation Math FunctionsCopyright 2006 Altium Limited24Simulation Math FunctionsSimulation Math FunctionsCopyright 2006 Altium Limited25Sim
15、ulation Special FunctionsSimulation Special FunctionsCopyright 2006 Altium Limited26Simulation Special FunctionsSimulation Special FunctionsCopyright 2006 Altium Limited27Simulation Special FunctionsSimulation Special FunctionsCopyright 2006 Altium Limited28Simulation Special FunctionsSimulation Spe
16、cial FunctionsCopyright 2006 Altium Limited29一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具 1.1.混合信号仿真混合信号仿真 2.2.仿真分析资源仿真分析资源 3.3.仿真分析类型仿真分析类型 4.4.数字仿真模型数字仿真模型三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited30Altium Designer 6 Altium Designer 6 仿真分析
17、类型仿真分析类型 1、直流工作点分析 2、瞬态分析 3、傅立叶分析 4、直流扫描分析 5、交流小信号分析 6、阻抗特性分析 7、噪声分析 8、Pole-Zero（临界点）分析 9、传递函数分析 10、蒙特卡罗分析 11、温度扫描 Copyright 2006 Altium Limited31直流工作点分析直流工作点分析直流工作点分析：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 Initial Conditions参数的情况外，直流工作点分析将优先于
18、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。Copyright 2006 Altium Limited32瞬态分析瞬态分析 瞬态分析：瞬态分析：瞬态分析在时域中描述瞬态输出变量的值。在未使能Use Initial Conditions参数时，对于固定偏置点，电路节点的初始值对计算偏置点和非线性元件的小信号参数时节点初始值也应考虑在内，因此有初始值的电容和电感也被看作是电路的一部分而保留下来。Transient Start Time:Transient Start
19、 Time:分析时设定的时间的起始值（单位：秒）Transient Stop Time:Transient Stop Time:分析时设定的时间的结束值（单位：秒）Transient Step Time:Transient Step Time:分析时时间增量（步长）值Transient Max Step Time: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：当使能后，瞬
20、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。Copyright 2006 Altium Limited33瞬态分析瞬态分析Use Transient Default:Use Transient Default:调用缺省设定Default Cycles Displayed:Default Cycles Displayed:缺省显示的正玄波的周期数量。该值将由Transient Step Time决定。Default Points Per Cycle:Default Points Per Cycle:每个正玄波周期内显示数据点的数量。如果用
21、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.IC元件。Copyright 2006 Altium Limited34傅立叶分析傅立叶分析 傅立叶分析：傅立叶分析：一个设计的傅立叶分析是基于瞬态分析中最后一个周期的数据完成的。Enable Fourier:在仿真中执行傅立叶分析（缺省为Disable）Fourier Fundamental Frequency:由正玄曲线波叠加近似而来的信号频率值Fourier Number of Harmonics:在分析中应注意的谐波数；每一个谐波均
22、为基频的整数倍。在执行傅立叶分析后，系统将自动创建一个.sim数据文件，文件中包含了关于每一个谐波的幅度和相位详细的信息。Copyright 2006 Altium Limited35直流扫描分析直流扫描分析 直流扫描分析：直流扫描分析：直流扫描分析就是直流转移特性，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；用户也可以同时指定两个工作源。Primary Source:电路中独立电源的名称Primary Start:主电源的起始电压值Primary Stop:主电源的停止电压值Primary Step:在扫描范围内
23、指定的增量值Copyright 2006 Altium Limited36直流扫描分析直流扫描分析Enable Secondary:在主电源基础上，执行对每个从电源值的扫描分析Secondary Name:在电路中独立的第二个电源的名称Secondary Start:从电源的起始电压值Secondary Stop:从电源的停止电压值Secondary Step:在扫描范围内指定的增量值在直流扫描分析中必须设定一个主源，而第二个源为可选；通常第一个扫描变量（主独立源）所覆盖的区间是内循环，第二个（次独立源）扫描区间是外循环。Copyright 2006 Altium Limited37交流小信号
24、分析交流小信号分析 交流小信号分析：交流小信号分析：交流分析是在一定的频率范围内计算电路和响应。如果电路中包含非线性器件或元件，在计算频率响应之前就应该得到此元器件的交流小信号参数。在进行交流分析之前，必须保证电路中至少有一个交流电源，也即在激励源中的AC 属性域中设置一个大于零的值。Start Frequency:用于正玄波发生器的初始化频率（单位：Hz）Stop Frequency:用于正玄波发生器的截至频率（单位：Hz）Sweep Type:决定如何产生测试点的数量；Linear-全部测试点均匀的分布在线性化的测试范围内，是从起始频率开始到终止频率的线性扫描，Linear类型适用于带宽较
25、窄情况；Decade-测试点以10的对数形式排列，Decade用于带宽特别宽的情况；Octave-测试点以2的对数形式排列，频率以倍频程进行对数扫描，Octave用于带宽较宽的情形；Copyright 2006 Altium Limited38交流小信号分析交流小信号分析Test Points:在扫描范围内，依据选择的扫描类型，定义增量值；Total Test Point:显示全部测试点的数量；在执行交流小信号分析前，电路原理图中必须包含至少一个信号源器件并且在AC Magnitude参数中应输入一个值。用这个信号源去替代在仿真期间的正玄波发生器。用于扫描的正玄波的幅度和相位需要在SIM模型中
26、指定。输入的幅度值（电压Volt）和相位值（度Degrees），不要求输入单位值。设定交流量级为1，将使输出变量显示相关度为0dB。Copyright 2006 Altium Limited39阻抗特性分析阻抗特性分析 阻抗特性分析：阻抗特性分析：阻抗特性分析将显示电路中任意两个终端源间的阻抗特征，该分析没有独立的设置页面，通常只作为交流小信号分析中的一个部分。阻抗测量将通过输入电源电压值除以输出电流值得到。要获得一个电路输出阻抗的阻抗特征图，须通过下列步骤实现：从输入端删除源输入电源与地短接删除任意连入电路的负载连接输出两端的源，即正电源连接到输出端，负端接地Copyright 2006 A
27、ltium Limited40噪声分析噪声分析 噪声分析：噪声分析：噪声分析利用噪声谱密度，测量由电阻和半导体器件的噪声影响，通常由V2/Hz表征测量噪声值。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（注意：在噪声分析中，电容、电感和受控源视为无噪声元器件）。对交流分析的每一个频率，电路中每一个噪声源（电阻或晶体管）的噪声电平都被计算出来。它们以输出节点的贡献通过将各均方根值相加得到。Output Noise:需要分析噪声的输出节点Input Noise:叠加在输入端的噪声总量，将直接关系到输出端上的噪声值Component Noise:电路中每个器
28、件（包括电阻和半导体器件）对输出端所造成的噪声乘以增益后的总和。Copyright 2006 Altium Limited41噪声分析噪声分析Noise Sources：选择一个用于计算噪声的参考电源（独立电压源或独立电流源）；Start Frequency：指定起始频率；Stop Frequency：指定终止频率；Test Points：指定扫描的点数；Points/Summary：指定计算噪声范围。在此区域中，输入0则只计算输入和输出噪声；如输入1则同时计算各个器件噪声。后者适用于用户想单独查看某个器件的噪声并进行相应的处理（比如某个器件的噪声较大，则考虑使用低噪声的器件换之）。OutPu
29、t Node：指定输出噪声节点；Reference 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；Copyright 2006 Altium Limited42噪声分析噪声分析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
30、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；Copyright 2006 Altium Limited43Pole-ZeroPole-Zero分析分析 Pole-Zero Pole-Zero分析：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
31、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。Input Node:正的输入节点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Copyright 2006 Altium L
32、imited44Pole-ZeroPole-Zero分析分析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。Copyright 2006 Altium Limited45传递函数分析传递函数分析 传递函数分析（也称为直流小信号分析）：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
33、上的直流输入电阻、直流输出电阻和直流增益值。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。Copyright 2006 Altium Limited46蒙特卡罗分析蒙特卡罗分析 蒙特卡罗分析：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
34、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。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-Shaped铃形），名义中位数与指定容差有-/+3的背离；Worst Case表示最坏情况与单调分布类似，不仅仅是容差范围内最差的点。Number of Runs:在指定容差范围内执行仿真中运用不同器件值（缺省：5）Copyright 2006 Altium Limi
35、ted47蒙特卡罗分析蒙特卡罗分析Default Resistor Tolerance:电阻器件缺省容差（缺省：）Default Capacitor Tolerance:电容器件缺省容差（缺省：）Default Inductor Tolerance:电感器件缺省容差（缺省：）Default Transistor Tolerance:三极管器件缺省容差（缺省：）Default DC Source Tolerance:直流源缺省容差（缺省：）Default Digital Tp Tolerance:数字器件传播延时缺省容差（缺省：），该容差将用于设定随机数发生器产生数值的区间。对于一个名义值为Va
36、lNom的器件，其该容差区间为：ValNom(Tolerance*ValNom)RANGE ValNom+(Toleance*ValNom)Copyright 2006 Altium Limited48蒙特卡罗分析蒙特卡罗分析Specific Tolerances:用户特定的容差（缺省：0），定义一个新的特定容差，先执行Add命令，在出现的新增行的Designator域中选择特定容差的器件，在Parameter中设置参数值，在Tolerance中设定容差范围，Track No.即跟踪数（tracking number）用户可以为多个器件设定特定容差。此区域用来标明在设定多个器件特定容差的情况下
37、，它们之间的变化情况。如果两个器件的特定容差的Tracking No.一样，且分布一样，则在仿真时将产生同样的随机数并用于计算电路特性，在Distribution中选择uniform，gaussian，worst case其中一项。每个器件都包含两种容差类型，分别为器件容差和批量容差。在电阻、电容、电感、晶体管等同时变化情况。但可想而知，由于变化的参数太多，反而不知道哪个参数对电路的影响最大。因此，建议读者不要“贪多”，一个一个地分析，例如读者想知道晶体管参数BF对电路频率响应的影响，那么就应该去掉其它参数对电路的影响，而只保留BF容差。Copyright 2006 Altium Limite
38、d49参数扫描参数扫描 参数扫描：参数扫描：参数扫描它可以与直流、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。Primary Sweep Variable:希望扫描的电路参数或器件的值，利用下拉选项框设定Primary Start Value:扫描变量的初始值Primary Stop Value:扫描变量的截至值P
39、rimary Step Value:扫描变量的步长Primary Sweep Type:设定步长的绝对值或相对值Enable Secondary:在分析需要确定第二个扫描变量Copyright 2006 Altium Limited50参数扫描参数扫描Secondary Sweep Variable:希望扫描的电路参数或器件的值，利用下拉选项框设定Secondary Start Value:扫描变量的初始值Secondary Stop Value:扫描变量的截至值Secondary Step Value:扫描变量的步长Secondary Sweep Type:设定步长的绝对值或相对值参数扫描至
40、少应与标准分析类型中的一项一起执行，我们可以观察到不同的参数值所画出来不一样的曲线。曲线之间偏离的大小表明此参数对电路性能影响的程度。Copyright 2006 Altium Limited51温度扫描温度扫描温度扫描：温度扫描：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。Start Temperature:起始温度（单位：摄氏度C）Stop Temperature:截至温度（单位：摄氏度C）Step Temperature:在温度变化区间内，递增变化的温度大小在温度扫描分析时，由于会产生大量的分析数据，因此需要将General Setup中的Colle
41、ct Data for设定为Active Signals。Copyright 2006 Altium Limited52一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具 1.1.混合信号仿真混合信号仿真 2.2.仿真分析资源仿真分析资源 3.3.仿真分析类型仿真分析类型 4.4.数字仿真模型数字仿真模型三、混合信号仿真实例三、混合信号仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited53数字仿真模型数字仿真模型Copyright 200
42、6 Altium Limited54数字仿真模型示例数字仿真模型示例Copyright 2006 Altium Limited55数字仿真模型示例数字仿真模型示例Copyright 2006 Altium Limited56数字仿真模型示例数字仿真模型示例Copyright 2006 Altium Limited57数字仿真模型示例数字仿真模型示例Copyright 2006 Altium Limited58一、一、SPICESPICE信号仿真历史信号仿真历史二、二、Altium Designer 6Altium Designer 6的信号仿真工具的信号仿真工具三、混合信号仿真实例三、混合信号
43、仿真实例四、讨论和问答四、讨论和问答主要内容Copyright 2006 Altium Limited59Altium DesignerAltium Designer仿真的基本步骤仿真的基本步骤使用Altium Designer仿真的基本步骤如下：1、装载与电路仿真相关的元件库2、在电路上放置仿真元器件（该元件必须带有仿真模型）3、绘制仿真电路图，方法与绘制原理图一致4、在仿真电路图中添加仿真电源和激励源5、设置仿真节点及电路的初始状态6、对仿真电路原理图进行ERC检查，以纠正错误7、设置仿真分析的参数8、运行电路仿真得到仿真结果9、修改仿真参数或更换元器件，重复58的步骤，直至获得满意结果。
44、Copyright 2006 Altium Limited60仿真分析原理图绘制仿真分析原理图绘制Copyright 2006 Altium Limited61装载仿真库装载仿真库，点击窗口右侧的工具栏Libraries,在弹出的窗口中选择Libraries。Copyright 2006 Altium Limited62装载仿真库点击Installed选项，选择右下角的Install 按键，进入如下所示界面；选择安装目录下Altium Designer 6LibrarySimulation文件夹包含的所有的集成库，点击打开打开。Copyright 2006 Altium Limited63装载
45、仿真库仿真库已经添加，然后点击Close，就可以直接在原理图编辑环境下调入仿真器件了。Copyright 2006 Altium Limited64添加激励源和仿真电源添加激励源和仿真电源本例中所用到的仿真电源及激励源都在Simulation Sources集成库下，其它带有仿真模型的元器件，可以从包含各个厂商的库中得到。Copyright 2006 Altium Limited65元器件仿真模型元器件仿真模型简单介绍如何观察及修改仿真模型，在电路图编辑环境下，双击元器件U1，将会弹出如图所示的器件属性窗口，在窗口右侧能够看到其仿真模型，双击Type下的Simulation，就能够调出关于该器
46、件的详细仿真模型描述。Copyright 2006 Altium Limited66元器件仿真模型元器件仿真模型Copyright 2006 Altium Limited67元器件仿真模型元器件仿真模型点击窗口下方Model File选项，即可看到该器件的仿真模型文件，此外，用户可以从外部导入仿真模型，在Model Locate选项下，选择Full Path，点击Choose，选择所需的仿真模型文件即可，为.ckt文件。点击窗口上方Port Map选项，图中显示了该器件的原理图管脚和仿真模型中管脚之间的映射关系，用户可以修改。Copyright 2006 Altium Limited68元器件
47、仿真模型元器件仿真模型图 10Copyright 2006 Altium Limited69元器件仿真模型元器件仿真模型设置完成后点击OK，在器件属性窗口中点击OK退回到电路图编辑界面。对于仿真电源或激励源，需要设置其参数，同上述步骤一样，进入器件模型的编辑界面，点击Parameter进入参数设置界面，按照电路的实际需求进行设置，本例中所有参数保持缺省状态。Copyright 2006 Altium Limited70设置信号源设置信号源图 11Copyright 2006 Altium Limited71设置仿真的节点设置仿真的节点仿真模型设定好以后，需要设置仿真的节点，为需要观察的节点添加
48、网络标识。编译该文件，确认无误后保存，然后保存工程文件，接下来就可以进行仿真了。选择DesignSimulateMixed Sim，进入仿真分析设置对话框。图 12Copyright 2006 Altium Limited72设置仿真分析参数设置仿真分析参数Copyright 2006 Altium Limited73设置仿真分析参数设置仿真分析参数选择所需要的分析方法，点击每种分析方法，在窗口右侧会出现相应的参数设置，关于参数设置部分将在参数扫描部分介绍见后文。本例中的分析方法及参数设置保留缺省值，用户无需修改。点击General Setup，在窗口右侧可以设置需要观察的节点，即要得到的仿真
49、波形。设置完成后，点击Ok，系统仿真后得到仿真波形，窗口下方显示了相应的分析结果选项，共四种，点击相应的选项即可观察仿真后的结果。Copyright 2006 Altium Limited74设置仿真分析参数设置仿真分析参数Copyright 2006 Altium Limited75Sim DataSim DataCopyright 2006 Altium Limited76Sim DataSim Data分析仿真数据，在仿真波形界面下，右键点击波形的名称Input，在弹出的菜单中选择Cursor A和Cursor B，将会在波形上产生两个光标，拖动此光标就可以测量相关的数据，如图点击窗口左
50、下角的Sim Data选项，在此界面下就能观察到实际的测量结果。Copyright 2006 Altium Limited77Sim DataSim Data图 16Copyright 2006 Altium Limited78参数扫描分析参数扫描分析参数扫描分析，参数扫描功能对于电路设计初期非常有帮助，能够节省大量的人为计算时间。在电路图编辑界面下，重新进入仿真分析对话框，选中Parameter Sweep选项，在窗口右侧选择需要扫描的器件、参数的初始值、终值、步进等。点击OK，得到仿真结果。Copyright 2006 Altium Limited79参数扫描分析参数扫描分析Copyrig
