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10电信短学期实习 第一章 仿真技术概述 第二章 电路级设计与仿真 第三章 系统级设计与仿真 第四章 SystemView动态系统仿真软件 第一章 仿真技术概述 1.1 仿真的概念与类型 仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求对真实过程的认识。其遵循的原则是相似性原理。 物理仿真：在物理模型基础上进行的仿真，可分为半物理仿真和全物理仿真。 数学仿真：又称计算机仿真，即通过建立系统（或过程）的数学模型（仿真模型），据此编写仿真程序进行仿真试验，从而掌握实际系统（或过程）在各种内外因素变化下性能的变化规律。 与物理仿真相比，数学仿真系统的通用性强，可作为各种不同物理本质的实际系统的模型，故其应用范围广，是目前研究的重点。 仿真类型的选取：按工程阶段分级选取，在产品的分析设计阶段，采用计算机仿真，边设计、边仿真、边修改；进入研制阶段，为提高仿真可信度和实时性，将部分制成品（部件）纳入仿真模型，采用半物理仿真的方式；到了系统研制阶段，说明前两级仿真均证明设计满足要求，这一级只能采用全物理仿真才能最终说明问题，除非这种全仿真是不可实现的。 1.2 计算机仿真 计算机仿真的三要素（1）系统：研究的对象（2）模型：系统的抽象（3）计算机：工具与手段 计算机仿真的基本步骤 计算机仿真的特点：以计算机为实验环境，依赖实际系统的抽象仿真模型；其仿真结果是实验解，而不是纯粹的数学解析或数值分析解；既能展示对实际系统的静态模拟，又能直观表现系统的动态特性。 计算机仿真的意义：替代许多难以或无法实施的实验；解决一般方法难以求解的大型系统问题；降低投资风险、节省研究开发费用；避免实际实验对生命、财产的危害；缩短实验时间、不受时空限制。 1.3 电路仿真 电路仿真就是把电子器件和电路模块以数学模型表示，并配合数值分析和图形模拟显示的方法，实现电路的功能模拟和特性分析。 电路仿真的作用：电路性能的模拟测试；优化电路设计；验证电路设计方案的正确性。 电路仿真的意义：真实反映电路特性，方便、快捷、经济地实现电路结构的优化设计，可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。 1.4 几种仿真软件 Pspice、EWB（Multisim）、TINA、 Protel、OrCAD ：通用的电子电路仿真软件，适合元件级的仿真； SystemView：系统级的电路动态仿真软件； Simulink：MATLAB提供的基于模型化图形组态的动态仿真环境； Proteus：单片机仿真软件； ADS、HFSS、Ansoft：微波仿真软件。 第二章 电路级设计与仿真 电路设计技术是EDA技术的核心和基础。电路设计 可分为数字电路、模拟电路、常规电路和集成电路。现 代EDA与传统的电路CAD相比最主要的区别是比较多 地依赖与电路描述语言。 常用的电路描述语言有描述模拟电路的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）语言；描述数字电路的硬件描述语言 （HDL，Hardware Description Language）。 2.1 模拟电路模型与SPICE程序 模拟电路模型电路的物理模型：指利用电路元件（电阻、电容、电感等无源元件，三极管、集成电路等有源元件）按照一定的电路连接方式进行连接的图形描述方法。电路元件是器件的物理模型，器件模型的建立以及器件的连接以电学参数和电路功能的描述为依据。这种电路的物理模型也叫等效电路模型，即通常所说的电路。 电路数学模型：根据电路的物理模型和电路分析原理得 到的电路行为特性及各参数之间的数学关系。 SPICE程序计算机的电路分析必须要在数学模型的基础上建立程序化的计算机模型，模拟电路的计算机语言模型就是SPICE程序。 Multisim软件下振荡电路的设计与仿真 TINA下电路参数的计算 2.2 数字电路模型与硬件描述语言 模拟电路中的信号多半是小信号，主要工作在三极管的线性放大区。数字电路正好相反，使用的是大信号，越过放大区，工作在截止区和饱和区。利用晶体管的开关特性产生高低两个逻辑值(0,1)的信号，构成我们现在的数码世界。数字电路实际上是开关电路。 数学模型 电路模型 真值表和状态转换表：描述数字逻辑状态变化关系； 状态转换图和波形图：描述时序电路状态间的转换关系； 硬件描述语言：是电子系统硬件描述、行为描述、结构描述、数据流描述的语言。它的诞生解决了复杂电路的EDA设计问题，担当了数字电路的程序化建模重任，是数字电路设计与分析的理想工具。 代表性的HDL语言有VHDL、Verilog HDL、Superlog等。 数字电