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1、第10章 电路仿真10.1 10.1 概述概述10.2 SIM 9910.2 SIM 99仿真库中的主要元件仿真库中的主要元件10.3 SIM 9910.3 SIM 99中的激励源中的激励源10.4 10.4 仿真器设置仿真器设置10.5 10.5 运行电路仿真运行电路仿真本章小结本章小结110.1 概述Protel 99 SE 仿真器包含一个数目庞大的仿真库，能很 好地满足设计的需要。Protel 99 SE Advanced SIM 99是一 个功能强大的数/模混合信号电路仿真器，运行在Protel的 EDA/Client 集成环境下，与Protel Advanced Schematic原
2、理 图输入程序协同工作，作为Advanced Schematic的扩展， 为用户提供了一个完整的从设计到验证的仿真设计环境。在Protel 99 SE中执行仿真，需要从仿真用元件库中放 置所需的元件，连接好原理图，加上激励源，然后单击仿 真按钮即可自动开始。作为一个真正的混合信号仿真器， SIM99集成了连续的模拟信号和离散的数字信号，可以同 时观察复杂的模拟信号和数字信号波形，以及得到电路性 能的全部波形。210.2 SIM 99仿真库中的主要元件在SIM99的仿真元件库中，包含了如下一些主要的仿 真元器件。 10.2.1 电阻在库Simulation Symbols.lib中，包含了如下的
3、电阻器： v RES： 固定电阻： v RES2： 半导体电阻； v POT2： 电位器； v RES4： 变电阻。 上述符号代表了一般的电阻类型，如图10.1所示。在放置过程中按 Tab键，或放置完后双击该元器件弹 出属性对话框，进行参数设置。 3图10.1 仿真库中的电阻类型49.2.2 电容在库Simulation Symbols.Lib中，包含了如 下的电容：CAP： 定值无极性电容； ELECTR02： 定值有极性电容； CAPVAR： 单连可变电容。 这些符号表示了一般的电容类型，如图 10.2 所示。 5图 102 仿真库中的电容类型610.2.3 电感在库Simulation
4、Symbols.Lib中，包含的 电感INDUCTOR。在电感的属性对话框 中可设置如下参数：Designator： 电感名称（如L1）；Part Type： 以微亨为单位的电感值（ 如27mH）；IC： 在Part Fields选项卡中设置，表 示初始条件，即电感的初始电压值。该项 仅在仿真分析工具傅里叶变换中的使用初 始条件被选中后，才有效。79.2.4 二极管在库Diode.lib中，包含了数目巨大的以工业标 准部件数命名的二极管。如图10.3所示，该图 简单列出了库中包含的几种二极管。图 9.3 仿真库中的二极管类型 89.2.5 三极管在库Bjt.lib中，包含了数目巨大的以工业标
5、准部件数命名的的三极管。如图10.4所示，该图 简单列出了库中包含的三极管型号。 图 10.4 仿真库中的三极管类型910.2.6 JFET 结型场效应晶体管结型场效应晶体管包含在Jfet.lib库文件中。 如图10.5所示，该图简单列出了库中包含的结 型场效应晶体管。图 10.5 仿真库中的结型场效应管类型1010.2.7 MOS场效应晶体管MOS场效应晶体管是现代集成电路中最常用 的元器件。SIM 99提供了四种MOXFET模型， 它们的伏安特性公式各不相同，但它们基于的物 理模型是相同的。在库Mosfet.lib中，包含了数目巨大的以工业 标准部位数命名的MOS场效应晶体管。如图10.6
6、 所示，该图简单列出了库中包含的MOS场 效应 晶体管。 11图 10.6 仿真库中的MOS场效应 管1210.2.8 电压/电流控制开关库Switch.lib包含了如下的可用于仿真的开关： CSW： 默认电流控制开关； SW： 默认电压控制开关。 如图10.7所示，该图简单列出了库中包含的电 压/电流控制开关。图 107 仿真库中的电压/电流控制开关 1310.2.9 熔丝Fuse.lib包含了一般的保险丝元器件。在熔丝 的属性对话框中可设置如下参数： Designator：熔丝名称（如F1）； Curent： 熔断电流（单位A，如1A）； Resistance：在Part Fields选项
7、卡中设置，以欧姆 为单位的串联熔丝阻抗。1410.2.10 继电器（RELAY）库Relay.lib包括了大量的继电器，如图10.8所示 。 在继电器的属性对话框中可设置如下参数： Designator：继电器名称； Pullin：触点引入电压； DroPoff：触点偏离电压； Contar： 触点阻抗 Resignator：线圈阻抗； Inductor： 线圈电感。 15图 10.8 仿真库中的继电器类型1610.2.11 互感（电感耦合器） 库Transformer.lib包括了大量的电感耦合器 。 在电感耦合器的属性对话框中可设置 如下参数： Designator：电感受耦合器名称（如T
8、1） ；Ratio：二次侧/一次侧变压比，这将改变 模型的默认值；RP：可选项，一次侧阻抗；RS：可选项，二次侧阻抗。1710.2.12 TTL和CMOS数字电路元器件库74XX.lib包含了74XX系列的TTL逻 辑元件；库Cmos.lib包含了4000系列的 CMOS逻辑元件。设计者可把上述元件库 包含的数字电路元器件用到所设计的仿 真图中。 10.2.13 模块电路SIM 99中复杂元件都被用SPICE的子电 路完全模型化，该元件没有设计者需设 置的选项。对于这些元器件，设计者只 需简单放置并设置该标号。所有的仿真 用参数都已在SPECE子电路设定好。1810.3 SIM 99中的激励源
9、在SIM 99的仿真元件库中，包含了以下主要激励源。 10.3.1直流源 在库Simulation Symbols.lib 中，包含了如下的直流源元器 件：VSRC 电压源；ISRC 电流源； 仿真库中的电压/电流源的符号如图10.9所示。图 10.9 电压/电流源符号 1910.3.2 正弦仿真源库Simulation Symbols.lib 中，包含了如下的正弦 源元器件：VSIN 正弦电压源；ISIN 正弦电流源。通过这些源可创建正弦波电压和电流源。仿真 库中的正弦电压/电流源符号如图10.10所示。图10.10 正弦电压/电流源符号 2010.3.3 周期脉冲源库Simulation
10、Symbols.lib 中，包含了如下的周期脉冲源 元器件：VPULSE： 电压脉冲源；IPULSE： 电流脉冲源；利用这些源可以创建周期的连续的脉冲。仿真库中 的周期脉冲源符号如图10.11所示。图 10.11 周期脉冲源符号 21在周期脉冲源的属性对话框可设置如下参 数：Designator： 设置所需的激励源元器件名称（ 如INPUT）；DC： 此项不用设置；AC： 如果欲在此电源上进行交流小信号分析 ，可设置此项（典型值为1）；AC Phase： 小信号的电压相位；Initial Value： 电压或电流的起始值；Pulsed： 上升时间时的电压或电流值；Time Delay： 激励源
11、从初始状态到激发时的延 时，单位为s；22Rise Time： 上升时间，必须大于0；Fall Time： 下降时间，必须大于0；Pulse Width： 脉冲宽度，即脉冲激发状态 的时间，单位为s；Period： 脉冲周期，单位为s； 10.3.4 指数激励源库Simulation Symbols.lib 中，包含了如下 的指数激励源元器件：VEXP：指数激励电压源；IEXP：指数激励电流源；23利用这些源可创建带有指数上升沿或下降沿 的脉冲波形。图10.12中是仿真库中的指数激 励源元器件。图10.12 指数激励源符号 2410.3.5 单频调频源库Simulation Symbols.l
12、ib 中，包含了如下的单 频调频源元器件：VSFFM 电压源；ISFFM 电流源；利用这些源可创建一个单频调频波。图 10.13中是仿真库中的单频调频源元器件。图 10.13 单频调频源符号 2510.3.6 线性受控源库Simulation Symbols.lib 中，包含了如下的 线性受控源元器件：HSRC： 线性电压控制电流源；GSRC： 线性电压控制电压源；FSRC： 线性电流控制电流源；ESRC： 线性电流控制电压源； 仿真器中的线性受控源元器件如图10.14所 示。26图 10.14 线性受控源元元器件27以上是标准的SPECE线性受控源，每个线性受控源 都有两个输入节点和两个输出节点。输出节点间的电 压或电流是输入节点间的电压或电流的线性函数，一 般由源的增益、跨导等决定。在线性受控源的属性对话框可设置如下数： Designator： 设置所需的激励源元器件名称（GSRC1 ） Part Type： 对于线性电压控制电流源，设置跨导 ，单位为S（西门子）；对于线性电压控制电压源，设置电压增益，其无量 纲；对于线性电流控制电压源， 设置互阻，单位为；对于线性电流控制电流源，设置电流增益，其无量 纲。2810.3.7 非线性受控源库Simulation Symbols.lib 中，包含了如下的非 线性受控源元器件：BVSRC 电压源；BISRC 电流源
