Protel DXP電路仿真流程與實例仿真分析

圖1 　電路仿真流程

a ) 原理圖設計: 首先, 新建一個原理圖文件*.schdoc ,打開編輯環(huán)境,與普通原理圖大致相同;然后,打開Libraries ,加載必要的元器件庫,添加元器件并設置參數(shù),這里所有的元器件都必須具有Simulation 仿真屬性,否則仿真時將出現(xiàn)錯誤信息,在DXP中假定所有元器件都是理想元器件;最后,用導線進行電氣連接或網絡標號,對整個電路進行編譯ERC 校驗,確保整個電路沒有錯誤。

b) 設置仿真環(huán)境: 執(zhí)行菜單命令,打開Analysessetup 對話框,設置仿真方式并指定要顯示的數(shù)據(jù),DXP 提供10 種分析仿真方式,包括直流工作點、直流掃描、交流小信號、瞬態(tài)過程、Fourier 、噪聲、傳輸函數(shù)、溫度掃描、參數(shù)掃描以及蒙特卡羅分析等。

c) 仿真:設置仿真環(huán)境后單擊OK 按鈕,系統(tǒng)進行電路仿真,生成一*.sdf 文件,同時打開窗口顯示分析結果。

d) 分析結果:觀察電路仿真結果,分析仿真波形是否符合電路設計要求,如果不符合,則重新調整電路參數(shù)進行仿真,直到滿意為止。

以圖2 所示的分壓式偏置電路放大器為例進行性能分析。

分析分兩步進行:首先進行直流分析(靜態(tài)分析) ,求出晶體管各極的靜態(tài)工作點電壓和電流IB、IC、IE、VB、VC、VE 等,使晶體管大致處于放大區(qū)中心處;然后進行交流分析(動態(tài)分析) ,即在輸入信號作用下求出靜態(tài)工作點上疊加的各極信號電壓和電流,計算放大器的性能指標,其中最基本的是電壓放大倍數(shù)Au(電壓增益) 、輸入電阻和輸出電阻等,這里主要介紹Au 。在各種電子設備中,放大器是必不可少的組成部分。 工程近似估算

1) 靜態(tài)分析

因β= 128 ,則有:

2) 動態(tài)分析

(相位差為180°)

Protel DXP 仿真分析

按圖2 電路編輯仿真原理圖,添加適當?shù)脑骷?必須具有仿真屬性) ,設置仿真參數(shù),執(zhí)行Design/Simulation/ Mixed Sim 菜單命令,設置仿真環(huán)境。

1) 靜態(tài)分析

在Analysis/ option 欄中選擇Operating Point Analysis (工作點分析) 仿真方式,Active Signals 中選擇b、c、e、q[ib]、q[ic]、q[ie]為激勵信號,單擊OK 按鈕,得到如圖3 所示的仿真結果。

圖3 　靜態(tài)點仿真結果

2) 動態(tài)分析

執(zhí)行同樣菜單命令,在對話框中選擇Transient/Fourier Analysis (瞬態(tài)分析) 仿真方式,設置相應仿真參數(shù),選擇in、out 為激勵信號,單擊OK 按鈕,得到如圖4 所示的仿真波形。

圖4 　動態(tài)分析仿真結果

添加測量坐標顯示測量數(shù)據(jù):輸入交流信號幅度為10 mV ,輸出交流信號幅度為0.77 V ,所以電壓放大倍數(shù)為77 ,且輸入和輸出信號波形之間相位相反。分析圖3 和圖4 仿真結果,與工程近似估算值大致相近,仿真正確。