AltiumDesigner原理图与PCB设计及仿真9.ppt

Altium Designer 原理图与PCB设计及仿真 谢龙汉 鲁力 张桂东 电子工业出版社 在电子产品的整体开发过程中，由电路原理图的理论绘制进入到PCB的实质制作，一般还需要经过一个重要的过程，即电路仿真。 电路仿真是研究电路性能的一个有力工具。在制作PCB之前，如果能够对原理图进行必要的仿真，以便明确把握系统的性能，并据此对各项参数进行适当的调整，将会尽可能地减少设计差错，节省大量的时间和财力。 Altium Designer系统把混合信号电路仿真完全集成到原理图的编辑环境中，用户可以直接从电路原理图进行大量的仿真分析，如零-极点分析、噪声分析、温度和参数扫描等。其仿真引擎不但支持SPICE 3f5/Xspice标准，而且还支持目前很多使用制造商采用的Pspice模型，为用户提供了更广泛的器件仿真选择。 9.1电路仿真的基本概念 仿真过程中的基本概念： 仿真元器件：用户进行电路仿真时使用的元器件，要求具有仿真模型。 仿真原理图：用户根据具体电路的设计要求，使用原理图编辑器及具有仿真模型的元器件所绘制而成的电路原理图。 仿真激励源：用于模拟实际电路中的激励信号。 节点网络标签：对于电路中要测试的多个节点，应该分别放置一个有意义的的网络标签名，便于明确查出每一节点的仿真效果。 仿真方式：仿真方式有多种，不同的仿真方式下相应有不同的参数设定，用户应根据具体的电路要求来选择设置仿真方式。 仿真结果：仿真结果一般是以波形的形式给出，不仅仅局限于电压信号，每个元器件的电流及功耗波形都可以作为仿真结果加以显示。 9.2电路仿真步骤 电路仿真原理图的绘制及编辑 电路仿真原理图的编辑环境是用户已经熟悉的电路原理图编辑环境，绘制方法也与普通电路原理图的绘制一样，具体操作参考前面的章节。 需要特别注意的是，在仿真电路原理图中放置的每一个元器件都应该有相应的仿真模型，这一点是与普通电路原理图的区别，否则仿真过程中将出现错误。 设置仿真元器件的参数 由于进行仿真的目的是为了给元器件选择合适的电路参数，因此在绘制好电路仿真原理图以后，每一个元器件的参数的设置是必不可少的。 放置电源和仿真激励源 在电路仿真原理图中，电源与仿真激励源并不是同一个概念。电源是固定用来对电路进行供电的，以保证整个电路的正常工作；而仿真激励源则是在仿真过程中，提供给电路的一种特殊的激励信号，专用于对电路的测试，也可以看出是一种比较特殊的仿真元器件。根据不同的测试要求，可以选择不同的仿真激励源。 对于所添加的电源和仿真激励源，同样也要进行相应的参数设置，特别是仿真激励源，其各项参数一定要认真设置。 选择测试点并放置网络标签 由于仿真程序中一般只自动提供每一个元器件两端的电压、流过的电流以及消耗的功率仿真显示，面对于电路中的节点位置的表示并不明确。因此，用户应该在需要观测的电路关键位置添加明确的网络标签，便于在仿真结果中清晰查看，放置方法与电路原理图中放置网络标签的方法是一样的。 对电路进行ERC校验 在电路仿真运行之前，应对绘制好的电路仿真原理图进行ERC校验，以确保电气连接的正确性。 设置仿真方式及相应参数 Altium Designer为用户提供了多种仿真方式，如瞬态特性分析、交流小信号分析、参数扫描等，不同的仿真方式需要设置特定的参数是不同的，显示的仿真结果也是不一样的，可以从不同的角度对电路进行检测分析，用户应根据自己的实际需要加以选择。 执行仿真命令 完成以上各项设置后，执行菜单命令【Design】|【Simulate】|【Mixed Sim】，系统即可开始电路仿真。 稍等片刻后，若电路仿真原理图没有错误，系统就会给出电路仿真的结果，并把该结果存放在后缀名为“.sdf”的文件中；若有错误，则仿真结束，同时弹出【Message】窗口中显示出电路仿真原理图中的错误信息，用户可以进行查看并返回电路仿真原理图中进行修改。 分析仿真结果 在后缀名为“.sdf”的文件中，，用户可以查看仿真波形及数据，并对电路的性能进行分析。如果没有达到预定的指标要求，应查找原因，有针对性地去修改电路中的有关参数来改正。 9.3.2元器件的仿真参数设置 9.3.3特殊仿真元器件的参数设置 9.3.4仿真数学函数的放置以及参数设置 新建一个原理图文件，另存为“math.Schdoc”。 在系统提供的集成库中，找到“Simulation Math Function.IntLib”集成库，并进行加载。 在元件库面板中，打开集成库“Simulation Math Function.IntLib”，找到正弦变换函数“SINV”、余弦变换函数“COSV”及电压相加函数“ADDV”，分别放置在原理图“math.Schdoc”，如图9-12所示。 在元件库面板中，打开集成库“Miscellan