Altiumdesigner仿真具体步骤.docx
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Altiumdesigner仿真具体步骤.docx
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Altiumdesigner仿真具体步骤
Altiumdesigner仿真具体步骤
1.创立工程
1)在工具栏选择File?
New?
Project?
PCBProject,创立一个PCB工程并保存。
2)在工具栏选择File?
New?
Schematic,创立一个原理图文件并保存。
2.例图
3.编辑原理图
①、放置有仿真模型的元件
根据上面的电路,我们需要用到元器件“LF411CN〞,点击左边“Library〞标签,使用search功能查找LF411CN。
找到LF411CN之后,点击“PlaceLF411CN〞,放置元件,假设提示元件库未安装,需要安装,那么点击“yes〞,如图2:
在仿真元件之前,我们可以按“TAB〞键翻开元件属性对话框,在“Designator〞处填入U1;
接着查看LF411CN的仿真模型:
在左下角Models列表选中Simulation,再点击“Edit〞,可
查看模型的一些信息,如图3。
从上图可以看出,仿真模型的路径设置正确且库成功安装。
点击“ModelFile〞标签,可查
看模型文件〔假设找不到模型文件,这里会有错误信息提示〕,如图4。
图4
点击“NetlistTemplate〞标签,可以查看网表模板,如图5。
图5
至此,可以放置此元件。
②、为元件添加SIMModel文件
用于电路仿真的Spice模型〔.ckt和.mdl文件〕位于Library文件夹的集成库中,我们使用时
要注意这些文件的后缀。
模型名称是模型连接到SIM模型文件的重要因素,所以要确保模
型名称设置正确。
查找Altium集成库中的模型文件步骤如下:
点击Library面板的Search按
钮,在提示框中填入:
HasModel('SIM','*',False)进行搜索;假设想更具体些可填入:
HasModel('SIM','*LF411*',False)
。
假设我们不想让元件使用集成库中提供的仿真模型,
而想用别的模型代替,
我们最好将别的模
型文件复制到我们的目标文件夹中。
如果我们想要用的仿真模型在别的集成库中,我们可以:
1)点击File?
Open,翻开包含仿真模型的库文件(.intlib)。
2)在输出文件夹〔翻开集成库时生成的文件夹〕中找到仿真文件,将其复制到我们
自己的工程文件夹中,之后我们可以进展一些修改。
复制好模型文件,再为元器件添加仿真模型。
为了操作方便,我们直接到安装目录下的
“Examples\CircuitSimulation\Filter〞文件夹中,复制模型文件“LF411C.ckt〞到自己的工程文件夹中,接下来的步骤:
1)在Project面板中,右击工程,选择“AddExistingtoProject〞,将模型文件添加到
本工程中。
2)双击元件U1,翻开元件属性对话框,在Model列表中选择Simulation,点击Remove
按钮,删除原来的仿真模型。
3)
点击Model列表下方的Add下拉按钮,选择“Simulation〞
4)
在ModelSub-Kind中选择“SpiceSubcircuit〞,使得Spice的前缀为“X〞
5)
在ModelName中输入“LF411C〞,此时AD会搜索所有的库,来查询是否有与这
名称匹配的模型文件。
如果AD找到一个匹配的文件,那么立即停顿寻找。
对于不是集成库中
的模型文件,AD会对添加到工程的文件进展搜索,然后再对搜索路径〔Project?
Project
Options〕中的文件进展搜索。
如果找不到匹配的文件,那么有错误信息提示。
6)最后的步骤是检查管教映射是否正确,
确保原理图中元件管脚与模型文件中管脚
定义相匹配。
点击“PortMap〞,如图6:
图6
修改管脚映射,在ModelPin列表下拉选择适宜的引脚,使其和原先的SIM模型〔LF411_NSC〕
一样。
我们可以点击NetlistTemplate标签,注意到其模型顺序为1,2,3,4,5;如图7:
图7
这些和ModelFile标签中的.SUBCKT头相对应,如图
8:
图8
因此,在“PortMap〞标签中的“ModelPin〞列表中,我们可以看到1
(1),2
(2),3(3),4(4),5(5),
被列举出来,其中第一个数字就是模型管脚〔就是
NetlistTemplate中的%1,%2等〕,而
subcircuit的头那么对应着小括号里面的数字。
在Spicenetlist中,我们需要注意其中节点的连接顺序,这些必须和.SUBCKT头中的节点顺序相匹配。
Netlist头描述了每个管脚的功能,根据这些信息我们可以将其连接到原理图管脚,如:
是同相输入,故需连接到原理图管脚3。
1
(1)
原先的管脚映射和修改的管脚映射如图
9:
图9
之后点击“OK〞,完成自定义仿真模型的添加。
③、放置有仿真模型的电阻电容
放置电阻前,我们可以按“TAB〞键,翻开元件属性窗口,设置电阻值;在Model列表中,
选中“Simulation〞,点击“Edit〞,查看仿真模型属性。
一般系统默认设置就是正确的,如果
没修改正,应该有如图10属性:
图10
同理,放置电容的情况也一样,先设置电容值,再查看仿真模型属性,如图11:
图11
4、放置电压源
1)首先放置VDD电源。
使用“Library〞面板的search功能,检索关键字“VSRC〞;
查找到“VSRC〞之后,双击元件,假设提示集成库未安装那么安装,其集成库为“Simulation
Sources.IntLib〞。
2)在放置元件前,按“TAB〞键,翻开元件属性对话框,再编辑其仿真模型属性,先确保其“ModelKind〞为“VoltageSource〞,“ModelSub-Kind〞为“DCSource〞。
3)
之后点击
点击“Parameters〞标签,设置电压值,输入“5V〞,并使能“ComponentParameterOK,完成设置。
如图12:
〞,
图12
4)同理放置VSS,并设置其电压值为“-5V〞
5)最后添加正弦信号输入:
同样是SimulationSources.IntLib中的VSRC,翻开其仿真
模型属性对话框,设置“ModelKind〞为“VoltageSource〞,而“ModelSub-Kind〞设置为“Sinusoidal〞。
6)点击“Parameters〞标签,设置电压值,可按如图13设置:
图13
之后点击OK,设置完成,放置信号源。
5、放置电源端口。
1)点击“Place?
PowerPort〞,在放置前按“TAB〞键,设置端口属性。
2)其中对于标签VDD和VSS,其端口属性为“BAR〞。
3)对于标签GND,其端口属性为“PowerGround〞。
4)对于标签OUT〔网络〕,其端口属性为“Circle〞
6、连线,编译
根据上面的原理图连接好电路,并在相应的地方放置网络标签,之后编译此原理图。
7、仿真设置
点击“Design?
Simulate?
MixSim〞,或是点击工具栏中〔可通过“View?
Toolbars?
MixedSim〞
调出〕的图标,进入设置窗口。
如图14:
图14
按照图中显示设置好“CollectDataFor〞,“SheetstoNetlist〞和“SimViewSetup〞等三个区
域,并且我们可以看到有一系列的信号在“AvailableSignal〞中,这些都是AD计算出来并可以进展仿真的信号。
如果我们想要观察某个信号,只需将其导入〔双击此信号〕到右边的
“ActiveSignal〞中;同理,假设想删除“ActiveSignal〞中的信号,也可以通过双击信号实现。
①、传输函数分析〔包括傅立叶变换〕设置
传输函数分析会生成一个文件,此文件能显示波形图,计算时间变化的瞬态输出〔如电压,
电流〕。
直流偏置分析优先于瞬态分析,此分析能够计算出电路的直流偏置电压;如果“UseInitialConditions〞选项被使能,直流偏置分析那么会根据具体的原理图计算偏置电压。
首先应该使能“TransientAnalysis〞;然后取消“UseTransientDefaults〞选项,为了观察到50Khz
信号的三个完整波形,我们将停顿时间设置为60u;并将时间增长步长设置为100n,最大增长步长为200n。
最终设置如图15:
图15
②、交流小信号分析设置
交流小信号分析的输出文件显示了电路的频率响应,即以频率为变量计算交流小信号的输出值〔这些输出值一般是电压增益〕。
1)
首先我们的原理图必须有设置好参数的交流信号源〔上面的步骤已经设置好〕
2)
使能“ACSmallSignalAnalysis〞选项
3)
然后根据图16输入参数:
图16
〔注:
如上图,开场频率点一般不设置为0,上图100m表示0.1HZ,完毕频率点1meg表示
1MHZ;“SweepType〞设置为“
Decade〞表示每
100测试点以
10为底数增长,总共有
701
个测试点。
〕
至此,交流小信号分析设置完成。
AD进展此电路仿真分析时,先计算电路的直流偏置电压,
然后以变化的正弦输入代替原有的信号源,计算此时的电路的输出,输入信号的变化是根据
“TestPoints〞和“SweepType〞这两个选项进展的。
③、电路仿真与分析
设置完成之后,就可以进展电路仿真——点击“〞图标。
在仿真过程中,AD会将一些警告
和错误信息显示在“Message〞面板,如有致命错误可根据面板提示信息修改原理图;如果
工程无错误,此过程还会生成一个SPICENetlist〔.nxs〕文件,且此文件在每次进展仿真时都
会重新生成。
仿真分析完毕会生成翻开一个〔.sdf〕文件,里面显示了电路的各种仿真结果
〔注:
直流偏置最先执行〕,如图17:
图17
1)
创立波特图
波特图包括了增益和相位信息,我们可以根据交流小信号分析结果得到电路的波特图。
首先
右击上半局部坐标图的“in〞信号,选择“EditWave〞,翻开编辑波形对话框,然后选择左边的“Magnitude(dB)〞,再点击“Creat〞按钮。
如图18:
图18
同理,对输出增益,在上半局部的坐标图中右击,选择“AddWavetoPlot〞,在弹出的对话
框中“Waveforms〞列表选择“out〞信号,并在右边的“ComplexFunctions〞列表选择“Magnitude(dB)〞,然后点击“Crea
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