实验二基于Cadence的电路频响分析及仿真
实验目的：
进一步熟悉Cadence Virtuoso软件的基本操作步骤，掌握频率响应的基本计算和仿真分析方法，理解系统设计中零极点与频响特性关系。
实验内容：
1.基本RC电路频响分析和仿真
2.两级RC频响特性仿真
3.单级运放频响计算和分析
实验环境：
PC、Vmware虚拟机7.1.1、Cadence虚拟机版免安装程序、纸和笔
预备知识：
1. Cadence Virtuoso基本操作步骤
2. 系统传递函数、零极点概念
3. 单位增益带宽、相位裕度
实验步骤：
1. 基本RC电路频响分析和仿真
1）。单极点传输函数——RC 低通电路
如图1所示为单极点系统——RC 低通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：计算极点p0=1/（2πRC）= ______Hz，通过仿真获得频响结果并记录:
(1) -3db 带宽点，即截止频率点的相位为__-44.6605__
(2) 频率趋向无限大时的相位为_____
(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少
1.5890G 16.001G 160.686G
图1 RC低通电路仿真图例
2）。单极点单零点系统——CR 高通电路
如图2所示为单零点系统——CR 高通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：H(s)=RCs/(1+RCs)，计算单极点p0=1/（2πRC）= ______Hz，单零点为Z0=______通过仿
真获得频响结果并记录:
(1) -3db 带宽点，即截止频率点的相位为_____
(2) 频率从0趋向无限大时，相位变化为_____
(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少
图2 CR高通电路仿真图例
3）。两阶RC 系统
如图3所示为两阶RC系统，相当于一个两级放大器的电容电阻负载图，通过AC仿真获得该电路的频响曲线并记录。
图3 两阶RC系统仿真图例
2.单级运放零极点分析
如图4,所示，电路参数为
VDD=5V（vdc）
Vin:dc=1.5V,ac magnitude=1V(vsin)
M0: w/l=20u/1u(nmos4)
Rd=10K(res)
Rs=100K(res)
Cc=1pF(cap)
CL=2pF(cap)
其中，mos管选用CSMC05MS库的nmos4，其他器件都在analogLib中。
图4 单级运放零极点分析图例
1、DC仿真
仿真后观察MOS管DC特性：results->print->DC operating points,在schematic中选中MOS管，观察并记录results display window中的MOS特性，如跨道、电流、阈值电压、工作状态（截止区，饱和区or线性区）等。
2、AC仿真
频率扫描f：10~1GHz，观察并记录放大器的频率响应特性。（直流增益，幅频与相频曲线）
3、PZ仿真
Choosing analyses 选择pz，“select”输出端口和输入源，点击右下角Options设置频响分析的最大频率fmax为100GHz ，“OK”关闭pole-zero options。仿真结果可在simulation->output log…中观察。
a)分别估算Rs=0，Rs=100K（其他参数不变）时，运放的零极点，并通过spectre软件仿真验证，给出仿真数据。
注：当R S较大时的极点分析，参考教材p144。
b)观察并记录Rs=10，Rs=100，Rs=10K（其他参数不变）时，运放的零极点，分析该结果。
实验报告内容：
1. 完成各步骤内容，记录结果，给出结果分析，提交至教辅系统，截止时间
4月8日24:00
第十一章电路的频率响应 习题 一、选择题 串联谐振电路的 Q 值越高，则 (D ) (A) 电路的选择性越差，电路的通频带越窄 (B) 电路的选择性越差，电路的通频带越宽 (C) 电路的选择性越好，电路的通频带越宽 (D ) 电路的选择性越好，电路的通频带越窄 串联电路谐振时，L 、C 储存能量的总和为 (D ) (A) W = W L + W C = 0 (B) 22 1 LI W W W C L =+= (C) 2 2 1C C L CU W W W =+= (D ) 2C C L CU W W W =+= 3.R L C 串联电路发生串联谐振时，下列说法不． 正确的是： (D ) A ．端电压一定的情况下，电流为最大值 B ．谐振角频率LC 10＝ ω C ．电阻吸收有功功率最大 D ．阻抗的模值为最大 4. RLC 串联电路在0f 时发生谐振。当电源频率增加到02f 时，电路性质呈 （B ） A. 电阻性 B . 电感性 C. 电容性 D. 视电路元件参数而定 5.下面关于RLC 串联谐振电路品质因数的说法中，不正确的是 （D ） A. 品质因数越高，电路的选择性越好 B. 品质因数高的电路对非谐振频率的电流具有较强的抵制能力 C. 品质因数等于谐振频率与带宽之比 D . 品质因数等于特性感抗电压有效值与特性容抗电压有效值之比 串联谐振电路品质因数Q=100，若U R =10V ，则电源电压Us 、电容两端电压U C 分别为 ( A ) 、1000V B. 1000V 、10V C. 100V 、1000V D. 1000V 、100V 二、判断题
1.图示电路，R << 0L，保持U S 一定，当发生谐振时，电流表的读数最小。 （×） 串联电路发生谐振时，电源输出的有功功率与无功功率均为最大。（×） 3.图示RLC串联电路，S闭合前的谐振频率与品质因数为f0与Q， S闭合后 的谐振频率与品质因数为f 0'与Q '，则 f f' =，Q < Q '。（×） 并联的交流电路中，当改变电路频率出现谐振时，则此时电路端口的阻抗值最小。（×） 4.若RLC串联谐振电路的电感增加至原来的4倍（R、C不变），则谐振角频率应变为原来的2倍。（×） 三填空题 1.图示电路，当发生串联谐振时，其谐振频率f 0= ( C M L L) 2 ( 2 1 2 1 + + π )。 2.电感L= 50mH与电容C= 20F并联，其谐振角频率 = ( 1000rad/s )；其并联谐振时的阻抗Z = ( )。 串联电路如下图所示，则电路的谐振角频率 = ( 500rad/s )，电路的品质因数Q = ( 100 )。
有限元分析类型 一、nastran中的分析种类 （1）静力分析 静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 （2）屈曲分析 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。 （3）动力学分析 NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。 NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下： ?正则模态分析 正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。 ?复特征值分析 复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。此外
Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。 ?瞬态响应分析（时间-历程分析） 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中，直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换，对问题的规模进行压缩，再对压缩了的方程进行数值积分，从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 ?随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波，海洋波，飞机超过建筑物的气压波动，以及火箭和喷气发动机的噪音激励，通常人们只能得到按概率分布的函数，如功率谱密度（PSD）函数，激励的大小在任何时刻都不能明确给出，在这种载荷作用下结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度，分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值等。计算过程中，NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱，而且还可自行生成用户所需的谱。 ?响应谱分析 响应谱分析（有时称为冲击谱分析）提供了一个有别于瞬态响应的分析功能，在分析中结构的激励用各个小的分量来表示，结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。 ?频率响应分析 频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部代表响应的幅度，虚部代表响应的相角。 直接频率响应分析 直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程，得出各频率对于外载荷的响应。该类分析在频域中主要求解两类问题。第一类是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼，分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。 第二类是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移、加速度、约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。 模态频率响应 模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的两类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。
OrCADCaptureCIS(Cadence原理图绘制) 1,打开软件........................................ 2，设置标题栏..................................... 3，创建工程文件................................... 4,设置颜色........................................ 2.制作原理库.......................................... 1,创建元件库...................................... 2，修改元件库位置，新建原理图封库................. 3，原理封装库的操作............................... 3.绘制原理图.......................................... 1.加入元件库，放置元件............................ 2.原理图的操作.................................... 3.browse命令的使用技巧 ........................... 4.元件的替换与更新................................ 4.导出网表............................................ 1.原理图器件序号修改.............................. 2.原理图规则检查.................................. 3.显示DRC错误信息................................ 4.创建网表........................................ 5.生成元件清单(.BOM)..................................
频响频响分析方法总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
频响分析，或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法： 直接稳态动力学分析（direct solution steady state dynamic analysis） 模态稳态动力学分析（mode based steady state dynamic analysis） 子空间稳态动力学分析（subspace projection steady state dynamic analysis） 1）直接稳态动力学 优点：在直接稳态动力学分析中，系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性（频变特性），则不能提取特征模态的情况下，可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。 缺点：进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态，而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。因此，对于具有大阻尼和频变特性的模型，应用直接法比模态分析方法精确，但是耗时较多。 2）模态稳态动力学分析 模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。因此，在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态，也就是在说必须在step steady state dynamics,modal前加一步step frequency。另外，必须确定需要保留的特征模态，以确保能够精确描述系统的动力学特性，也就是说如果是进行0-1000hz的分析，step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz，简单的作法是这里选all……，下面的maximum……填入1000。 模态稳态动力学分析的特点：相较于直接法和子空间法分析速度快，耗时最少，计算精度低于直接法和子空间法，不适合于分析具有大阻尼特性的模型，不适合于分析具有粘弹性材料（频变特性）的模型。 3）子空间稳态动力学分析 子空间稳态动力学分析的基本思想是：首先提取无阻尼、对称系统的特征模态，并选取适当的特征向量组成特征模态子空间，然后将稳态动力学方程组投影到特征模态子空间上，通过直接法求解子空间的稳态动力学方程。 我的感觉是子空间法是直接法和模态法的折中，它的特点是模型可以定义任意形式的阻尼，可以处理具有非对称刚度矩阵的模型，可以处理具有频变特性的模型，计算时间和精度也是在直接法和模态法的中间。
第一章设计流程 传统的硬件系统设计流程如图1－1所示，由于系统速率较低，整个系统基本工作在集中参数模型下，因此各个设计阶段之间的影响很小。设计人员只需要了解本阶段的基本知识及设计方法即可。但是随着工艺水平的不断提高，系统速率快速的提升，系统的实际行为和理想模型之间的差距越来越大，各设计阶段之间的影响也越来越显著。为了保证设计的正确性，设计流程也因此有所变动，如图1－2所示，主要体现在增加了系统的前仿真和后仿真。通过两次仿真的结果来预测系统在分布参数的情况下是否能够工作正常，减少失败的可能性。 细化并调整以上原理图设计阶段的流 程，并结合我们的实际情况，原理图设计 阶段应该包括如下几个过程： 1、 阅读相关资料和器件手册 在这个阶段应该阅读的资料包括，系统的详细设计、数据流分析、各器件手册、器件成本等。 2、 选择器件并开始建库 在这个阶段应该基本完成从主器件到各种辅助器件的选择工作，并根据选择结果申请建库。 3、 确认器件资料并完成详细设计框图 为保证器件的选择符合系统的要求，在这一阶段需要完成各部分电路具体连接方式的设计框图，同时再次确认器件的相关参数符合系统的要求，并能够和其他器件正确配合。 4、 编写相关文档 这些文档可以包括：器件选择原因、可替换器件列表、器件间的连接框图、相关设计的来源（参考设计、曾验证过的设计等），参数选择说明，高速连接线及其它信息说明。 5、 完成EPLD 内部逻辑设计，并充分考虑可扩展性。
在编写相关文档的的同时需要完成EPLD内部逻辑的设计，确定器件容量及连接方式可行。 6、使用Concept-HDL绘制原理图 7、检查原理图及相关文档确保其一致性。 以上流程中并未包括前仿真的相关内容，在设计中可以根据实际情况，有选择的对部分重要连线作相关仿真，也可以根据I/O的阻抗，上升下降沿变化规律等信息简单分析判断。此流程中的各部分具体要求、注意事项、相关经验和技巧有待进一步完善。
Cadence从原理图到PCB的流程图： 一．原理图 1．建立工程 2．绘制原理图 3. 生成网络表（Net List）： 在画板的时候需要导入网络表，在这之前可以为元件自动编号，在工程管理界面下选中.dsn文件，然后选Tools—Annotate;再进行DRC检测。DRC之后可以尝试去生成网络表了，在工程管理界面下，选Tools--Create Netlist， 二．PCB 1. 打开PCB Editor，在弹出的对话框中选择Allegro PCB Design GXL（legacy），然后点击Ok进入PCB编辑器。接下来就是利用向导建立电路板了，包括确定板子的大小、层数、形状等等参数。 File-new 在弹出的对话框中的Drawing Type选择Board（wizard），然后确定文件名，Browse存盘路径等，最后点Ok进入向导。
注意：板子的路径应该和前面生成网表的路径保持一致。 2．导入网络表 接上一个步骤，将网络表导入到刚建好的PCB中。 在此之前还有一个很重要的工作要做，就是指定PCB封装的路径。点击Setup--User Preferences，在弹出对话框中的Categories中选中Design_paths，分别为padpath和psmpath指定路径，即将PCB元件封装路径添加到padpath和psmpath中，以告知Allegro从指定的路径寻找封装。
元件的PCB封装需要自己做或是直接用别人做好的，封装准备好后往PCB 中导入网络表，点击File--Import--Logic，在Import directory中指定在原理图部分生成的网络表文件路径，其他设置使用默认值即可，点击Import Cadence即可导入网络表。 3.叠层设计，规则设定，布局布线 暂时简单描述下元件的放置，布局，布线，具体的叠层设计，设计规则等后面再详细补充
Cadence原理图库设计 一.工具及库文件目录结构 Cadence提供Part Developer库开发工具供大家建原理图库使用。 Cadence 的元件库必具备如下文件目录结构为： Library----------cell----------view(包括Sym_1,Entity,Chips,Part-table) Sym_1:存放元件符号 Entity:存放元件端口的高层语言描述 Chips:存放元件的物理封装说明和属性 Part-table:存放元件的附加属性，用于构造企业特定部件 我们可以通过定义或修改上述几个文件的内容来创建和修改一个元件库，但通过以下几个步骤来创建元件库则更直观可靠一些。 二.定义逻辑管脚 在打开或新建的Project Manager中，如图示，打开Part Developer。 然后出现如下画面， 点击Create New,下图新菜单中提示大家选择库路径，新建库元件名称及器件类型。
点击ok后，Part Developer首先让大家输入元件的逻辑管脚。一个原理图符号可以有标量管脚和矢量管脚。 标量管脚在符号中有确定位置，便于检查信号与管脚的对应，但矢量管脚却可使原理图更简洁，适用于多位 总线管脚。 点击上图中的Edit,编辑器会让我们对首或尾带有数字的字符串的多种输入方式（A1; 1A; 1A1）进行选择,一但选定，编辑器即可对同时具有数字和字母的管脚输入进行矢量或标量界定。 管脚名首尾均不带数字的字符串如A; A1A则自动被识别为标量管脚。 按照元件手册决定管脚名称及逻辑方向,选择是否为低电平有效，点击ADD即可加入新的管脚。 (注：不论是标量或矢量管脚，均可采用集体输入，如在Pin Names栏可输入A1-A8, 1C-16C)
实验三 连续时间LTI 系统的频域分析 一、实验目的 1、掌握系统频率响应特性的概念及其物理意义； 2、掌握系统频率响应特性的计算方法和特性曲线的绘制方法，理解具有不同频率响应特性的滤波器对信号的滤波作用； 3、学习和掌握幅度特性、相位特性以及群延时的物理意义； 4、掌握用MA TLAB 语言进行系统频响特性分析的方法。 基本要求：掌握LTI 连续和离散时间系统的频域数学模型和频域数学模型的MATLAB 描述方法，深刻理解LTI 系统的频率响应特性的物理意义，理解滤波和滤波器的概念，掌握利用MATLAB 计算和绘制LTI 系统频率响应特性曲线中的编程。 二、实验原理及方法 1 连续时间LTI 系统的频率响应 所谓频率特性，也称为频率响应特性，简称频率响应（Frequency response ），是指系统在正弦信号激励下的稳态响应随频率变化的情况，包括响应的幅度随频率的变化情况和响应的相位随频率的变化情况两个方面。 上图中x(t)、y(t)分别为系统的时域激励信号和响应信号，h(t)是系统的单位冲激响应，它们三者之间的关系为：)(*)()(t h t x t y =，由傅里叶变换的时域卷积定理可得到： )()()(ωωωj H j X j Y = 3.1 或者： ) () ()(ωωωj X j Y j H = 3.2 )(ωj H 为系统的频域数学模型，它实际上就是系统的单位冲激响应h(t)的傅里叶变换。即 ? ∞ ∞ --= dt e t h j H t j ωω)()( 3.3 由于H(j ω)实际上是系统单位冲激响应h(t)的傅里叶变换，如果h(t)是收敛的，或者说 是绝对可积（Absolutly integrabel ）的话，那么H(j ω)一定存在，而且H(j ω)通常是复数，
Cadence SPB 15.7 快速入门视频教程 的SPB 16.2版本 第01讲 - 第15讲：OrCAD Capture CIS原理图创建 第16讲 - 第26讲：Cadence Allegro PCB创建封装 第27讲 - 第36讲：Cadence Allegro PCB创建电路板和元器件布局 第37讲 - 第46讲：Cadence Allegro PCB设置布线规则 第47讲 - 第56讲：Cadence Allegro PCB布线 第57讲 - 第60讲：Cadence Allegro PCB后处理、制作光绘文件 第1讲 课程介绍，学习方法，了解CADENCE软件 1．要开发的工程 本教程以下面的例子来开始原理图设计和PCB布线 2．教程内容
3．软件介绍 Design Entry CIS：板级原理图工具 Design Entry HDL：设计芯片的原理图工具，板级设计不用 Layout Plus：OrCAD自带的PCB布线工具，功能不如PCB Editor强大 Layout Plus SmartRoute Calibrate：OrCAD自带的PCB布线工具，功能不如PCB Editor强大PCB Editor：Cadence 的PCB布线工具 PCB Librarian：Cadence 的PCB封装制作工具 PCB Router：Cadence 的自动布线器 PCB SI：Cadence 的PCB信号完整性信号仿真的工具 SigXplorer：Cadence 的PCB信号完整性信号仿真的工具 4．软件列表
5．开始学习Design Entry CIS 启动：Start/Cadence SPB 16.2/Design Entry CIS 启动后，显示下图： 里面有很多选项，应该是对应不同的License 本教程使用：OrCAD Capture CIS 我个人认为：Allegro PCB Design CIS XL是所有可选程序中，功能最强大的，但不知道，强在哪里；而且本教程的原理图文件可以使用上表中不同的程序打开 6．选择OrCAD Capture CIS，启动后显示下图
一．实验目的 1．了解和掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。 2．二阶开环系统中的相位裕度和幅值穿越频率的计算。 二．实验内容及要求 1．一阶惯性环节的频率特性曲线测试。 2．二阶开环系统的频率特性测试，研究表征系统稳定程度的相位裕度和 幅值穿越频率对系统的影响。 三、实验主要仪器设备和材料 1．labACT自控/计控原理实验机一台 2．数字存储示波器一台 四、实验方法、步骤及结果测试 1．一阶惯性环节的频率特性曲线 惯性环节的频率特性测试模拟电路见图4-1。 图4-1 惯性环节的频率特性测试模拟电路 实验步骤：注：‘S ST'不能用“短路套”短接！ （1）将数/模转换器（B2）输出OUT2作为被测系统的输入。 （2）按图4-1安置短路套及测孔联线。 （3）运行、观察、记录： ①运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析-实验项目，选择一阶系统，再选择开始实验，点击开始，实验机将自动产生0.5Hz~64Hz多个频率信号，测试被测系统的频率特性，等待将近十分钟，测试结束。 ②测试结束后，可点击界面下方的“频率特性”选择框中的任意一项进行切换，将显示被测系统的对数幅频、相频特性曲线（伯德图）和幅相曲线（奈 奎斯特图），同时在界面上方将显示点取的频率点的L、、Im、Re等相关数
据。如点击停止，将停止示波器运行，不能再测量数据。 ③分别改变惯性环节开环增益与时间常数，观察被测系统的开环对数幅频曲线、相频曲线及幅相曲线，在幅频曲线或相频曲线上点取相同的频率点，测量、记录数据于实验数据表中。 实验数据表1：改变惯性环节开环增益，（T=0.05，C=1u，R2=50K） 实验数据表2： 改变惯性环节时间常数， K=1（R1=50K、R2=50K） 2．二阶开环系统的频率特性曲线 二阶系统模拟电路图的构成如图4-2所示。
CADENCE从原理图到PCB步骤 一．原理图 1．建立工程 与其他绘图软件一样，OrCAD以Project来管理各种设计文件。点击开始菜单，然后依次是所有程序-- Allegro SPB 15.5--Design Entry CIS，在弹出的Studio Suite Selection对话框中选择第一项OrCAD_Capture_CIS_option with capture，点击Ok进入Capture CIS。接下来是File--New--Project，在弹出的对话框中填入工程名、路径等等，点击Ok进入设计界面。2．绘制原理图 新建工程后打开的是默认的原理图文件SCHEMATIC1 PAGE1，右侧有工具栏，用于放置元件、画线和添加网络等等，用法和Protel类似。点击上侧工具栏的Project manager（文件夹树图标）进入工程管理界面，在这里可以修改原理图文件名、设置原理图纸张大小和添加原理图库等等。 1）修改原理图纸张大小： 双击SCHEMATIC1文件夹，右键点击PAGE1，选择Schematic1 Page Properties，在Page Size 中可以选择单位、大小等； 2）添加原理图库： File--New--Library，可以看到在Library文件夹中多了一个library1.olb的原理图库文件，右键单击该文件，选择Save，改名存盘； 3）添加新元件： 常用的元件用自带的（比如说电阻、电容的），很多时候都要自己做元件，或者用别人做好的元件。右键单击刚才新建的olb库文件，选New Part，或是New Part From Spreadsheet，后者以表格的方式建立新元件，对于画管脚特多的芯片元件非常合适，可以直接从芯片Datasheet中的引脚描述表格中直接拷贝、粘贴即可（pdf格式的Datasheet按住Alt键可以按列选择），可以批量添加管脚，方便快捷。 4）生成网络表（Net List）： 在画板的时候需要导入网络表，在这之前原理图应该差不多完工了，剩下的工作就是查缺补漏。可以为元件自动编号，在工程管理界面下选中.dsn文件，然后选Tools—Annotate （注解），在弹出的对话框中选定一些编号规则，根据需求进行修改或用默认设置即可。进行DRC检测也是在生成网络表之前的一项重要工作，可以避免出现一些不必要的设计错误。DRC之后可以尝试去生成网络表了，还是在工程管理界面下，选Tools--Create Netlist，可以在弹出的对话框中选择网络表的存放路径，其他默认设置即可，生成网络表的过程中如果出错，可以通Windows--Session Log查看出错的原因，比如说有元器件忘了添加封装等。 5）更新元件到原理图： 当元件库中的某个元件修改后需要原理图也同步更新时，可以不必重新放置元件（万一有100个或更多该元件岂不是要疯了），在工程管理界面下，双击Design Cache文件夹，选中刚才修改的元件，右键单击选择Update Cache，一路yes下去即可将原理图中该元件全部更新。 6）一些细节： 画原理图时的放大和缩小分别是按键“i”（Zoom In）和“o”（Zoom Out）和Protel有所区别；在创建元件封装的时候，除了GND可以同名以外，不能有其他同名的管脚，否者报错，不过貌似报错也没有影响，因为打开OrCAD自带的元件库时（比如Xilinx的FPGA），也有除GND外的同名管脚；添加网络标号的快捷键是“n”，不过在OrCAD中网络标号无法复制，记得Protel中是可以通过复制已有的网络标号来添加新的网络标号的。
第十一章 电路的频率响应 11-1 网络函数 11-2 RLC 串联电路的谐振 11-3 RLC 串联电路的频率响应 11-4 RLC 并联谐振电路 11-5 波特图 11-6 滤波器简介 重点 1. 网络函数 2. 串、并联谐振的概念 11-1 网络函数 当电路中激励源的频率变化时，电路中的感抗、容抗将跟随频率变化，从而导致电路的工作状态亦跟随频率变化。因此，分析研究电路和系统的频率特性就显得格外重要。 频率特性 电路和系统的工作状态跟随频率而变化的现象，称为电路和系统的频率特性，又称频率响应。 1. 网络函数H (j ω)的定义 在线性正弦稳态网络中，当只有一个独立激励源作用时，网络中某一处的响应（电压或电流）与网络输入之比，称为该响应的网络函数。 def (j )(j )(j ) R H E ωωω=
2. 网络函数H(j ω)的物理意义 ⑴ 驱动点函数 激励是电流源，响应是电压 策动点阻抗 激励是电压源，响应是电流 策动点导纳 ⑵ 转移函数(传递函数) 激励是电压源 转移导纳 转移电压比 (j ) I ω(j U 1(U 1(j )I ω(j )(j )(j ) U H I ωωω= (j )(j )(j ) I H U ωωω= 21(j )(j )(j )I H U ωωω= 21(j ) (j )(j ) U H U ωωω=
激励是电流源 转移阻抗 转移电流比 注意 ①H(j ω)与网络的结构、参数值有关，与输入、输出变量的类型以及端口对的相互位置有关，与输入、输出幅值无关。因此网络函数是网络性质的一种体现。 ②H(j ω) 是一个复数，它的频率特性分为两个部分： 幅频特性 ：模与频率的关系 ()H j ωω - 相频特性：幅角与频率的关系 ()j ?ωω - ③网络函数可以用相量法中任一分析求解方法获得。 例1-1 求图示电路的网络函数 2 S I U ? ? 和 L S U U ? ? 解：列网孔方程解电流 _ 2 I 1 I 21(j ) (j )(j ) U H I ωωω= 21(j ) (j )(j ) I H I ωωω= 12s 12(2j )22(4j )0 I I U I I ωω?+-=??-++=??s 2224(j )j6U I ωω = ++
课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 基于MATLAB 的线性电路频率响应特性分析 初始条件： MATLAB 软件，微机 主要任务： 利用MATLAB 强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能，实现线性电路频率响应特性的仿真波形。 1）绘出RLC 串联电路中AuR=UR/U1的幅频特性及相频特性曲线； 2）绘出RLC 串联电路中AuC=UC/U1的幅频特性及相频特性曲线； 3）绘出RLC 串联电路中AuL=UL/U1的幅频特性及相频特性曲线； 4）设L=1H ，C=1F ， ,/10 s rad =ω 改变R 之值，观察各特性曲线的变化情况； 5）撰写MATLAB 课程设计说明书 时间安排： 学习MATLAB 语言的概况 第1天 学习MATLAB 语言的基本知识 第2、3天 学习MATLAB 语言的应用环境，调试命令，绘图能力 第4、5天 课程设计 第6-9天 答辩 第10天 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
摘要 MATLAB语言具备高效、可视化及推理能力强等特点，是目前工程界流行最广的科学计算语言。特别是在电子通信领域，MATLAB常常被用于进行电路、信号与系统、数字信号处理等多个方面的理论验证与演算求解。将MATLAB软件引入到电路分析中,大大地提高了计算精度和工作效率,为电路分析提供了一个有效的辅助工具，是电子工程人员不可或缺的辅助工具软件。 本次课程设计基于MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算，着重对于线性电路中较有代表的RLC串联电路的频率响应进行分析，着重训练MATLAB在电路分析的应用，能够运用相关软件进行数学模型建立、相关参量求解、结果呈现与分析。从而达到对MATLAB软件及其程序编写方式的熟悉。 关键字：MATLAB 线性电路频率响应 Abstract MATLAB language with high efficiency, visualization and reasoning ability and other characteristics, is the current practice of the most widely popular scientific computing language. Especially in the field of electronic communications, MATLAB is often used for circuits, signals and systems, digital signal processing and other aspects of the theory of authentication and routing solution. MATLAB software is introduced into the circuit analysis, greatly improves the accuracy and efficiency. It is an effective auxiliary circuit analysis tools. MATLAB is an indispensable auxiliary tool for electronic engineers. This course design based on MATLAB powerful graphics capabilities, and numerical computation symbolic operation, focuses on the frequency response of RLC series circuit which represented the linear circuit analysis. Training in the application of MATLAB in circuit analysis, make us be able to use relevant software to mathematical modeling, solve the relevant parameters, present and analyze the results. After the design, we will be able to achieve the MATLAB software and its programming on the way to the familiar. Keywords: MATLAB frequency response of linear circuits
原理图设计简介 本文简要介绍了原理图的设计过程，希望能对初学者有所帮助。 一．建立一个新的工程 在进行一个新的设计时，首先必须利用Project Manager 对该设计目录进行配置，使该目录具有如下的文件结构。 所用的文件库 信息。 Design directory 启动Project Manager Open: 打开一个已有Project . New :建立一个新的Project . 点击New 如下图： cadence 将会以你所填入的project name 如：myproject 给project file 和design library 分别命
名为myproject.cpm和myproject.lib 点击下一步 Available Library：列出所有可选择的库。包括cadence自带库等。Project Library：个人工程中将用到的所有库。如myproject_lib 点击下一步 点击下一步
点击Finish完成对设计目录的配置。 为统一原理图库，所有共享的原理图库统一放在CDMA硬件讨论园地----PCB设计专栏内。 其中：libcdma 目录为IS95项目所用的器件库。 libcdma1目录为IS95项目之后所用的器件库。 每台机器上只能存放一套共享的原理图库，一般指定放在D：盘的根目录下， 即：D：\libcdma , D：\libcdma1 ... * 注意：设计开始时，应该首先将机器上的库与共享的原理图库同步。 下面介绍如何将共享库加入到自己的工程库中。 点击Setup 点击Edit 编辑cds.lib文件。添入以下语句: define libcdma d:\libcdma define libcdma1 d:\libcdma1 则库libcdma , libcdma1被加入Availiable Library 项内。如下图：
原理图设计规范 理念: 设计好一份规范的原理图对设计好PCB/跟机/做客户资料具有指导性意义,是做好一款产品的基础。 一、标准图框图幅 根据实际需要，我公司常用图幅为A2、A3、A4，并有标准格式的图框。其中每一图幅可根据方向分为Landscape（纵向）及Portrait（横向）。在选用图纸时，应能准确清晰的表达区域电路的完整功能。 二、电路布局 原理图的作用是表示电路连接关系，因此需要注意电路结构的易读性。一般可将电路按照功能划分成几个部分，并按照信号流程将各部分合理布局。连线时，需注意避免线条的不必要交叉，以免难于辨识。具体要求如下： 1. 各功能块布局要合理, 整份原理图需布局均衡. 避免有些地方很挤,而有些 地方又很松, PCB 设计同等道理. 2. 尽量将各功能部分模块化(如功放,RADIO, E.VOL, SUB-WOOFER 等),以便于同 类机型资源共享, 各功能模块界线需清晰. 3. 接插口(如电源/喇叭插座, AUX IN, RCA OUTPUT, KB/CD SERVO 接口等)尽 量分布在图纸的四周围, 示意出实际接口外形及每一接脚的功能. 4. 可调元件(如电位器), 切换开关等对应的功能需标识清楚. 5. 滤波器件(如高/低频滤波电容,电感)需置于作用部位的就近处. 6. 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能. 7. CPU 为整机的控制中心, 接口线最多. 故CPU周边需留多一些空间进行布线 及相关标注,而不致于显得过分拥挤. 8. CPU 的设置管脚(如AREA1/AREA2, CLOCK1/CLOCK2等)需于旁边做一表格进 行对应设置的说明. 9. 重要器件(如接插座,IC, TUNER 等)外框用粗体线(统一 0.5mm). 10. 元件标号照公司要求按功能块进行标识. 11. 元件参数/数值务求准确标识. 特别留意功率电阻一定需标明功率值, 高耐 压的滤波电容需标明耐压值. 12. 每张原理图都需有公司的标准图框,并标明对应图纸的功能,文件名,制图人 名/审核人名, 日期, 版本号.
一、导出BOM 前提条件：对所有器件的位号进行过检测。不允许出来两个器件使用相同的位号。最简单的方式是通过Tool→Annotate重新进行编排，保证不会出错。 步骤1，选中所在的工程设计，如下图 步骤2，点击Tools→Bill of Meterials
步骤3：选中“Place each part entry on a separate line”，并且在header和Combined propert string 中输入你所想要导出的参数，其中必须选择”Reference”，这个是器件的位号，属于唯一值，后面有大用。 至此，BOM已经按照我们想要的格式导出来的。接下来就是修改BOM 二、修改BOM的内容 步骤1：打开BOM，刚打开的BOM应该是长得跟下面差不多
步骤2：将期修改一下，去掉一些不必要的几行，和不必要的列“item”和”quantity”修改后应该是这样。 步骤3：根据自己的想法，修改BOM的具体内容，注意，Reference这一列一定不能修改。
这个演示只是装简单地添加了一个叫做Mount的属性，用于表明这个器件要不要焊接 修改完成后，如下图所示： 三、生成upd文件。 Cadence Capture CIS能够从UPD文件中自动更新器件的属性。所以一个很重要的步骤就是生成UPD文件。 UPD文件格式的基本样子是这样子的： "{Part Reference}" "TOL" "R1" "10%" "U1" "/IGNORE/" 步骤1：添加分号。方便起见将工作簿修改一下名字，同时增加两个新的工作页。如下图
步骤2：在sheet2的A1格中输入="$"&sheet1!A1&"$" 。如下图所示。这样做的目录是将sheet1的A1格的内容前后各加一个$号。其实添加$号也不是最终目的，只是这样操作比较简单
频响分析，或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法： 直接稳态动力学分析（direct solution steady state dynamic analysis） 模态稳态动力学分析（mode based steady state dynamic analysis） 子空间稳态动力学分析（subspace projection steady state dynamic analysis） 1）直接稳态动力学 优点：在直接稳态动力学分析中，系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性（频变特性），则不能提取特征模态的情况下，可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。 缺点：进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态，而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。因此，对于具有大阻尼和频变特性的模型，应用直接法比模态分析方法精确，但是耗时较多。 2）模态稳态动力学分析 模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。因此，在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态，也就是在说必须在step steady state dynamics,modal 前加一步step frequency。另外，必须确定需要保留的特征模态，以确保能够精确描述系统的动力学特性，也就是说如果是进行0-1000hz的分析，step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz，简单的作法是这里选all……，下面的maximum……填入1000。 模态稳态动力学分析的特点：相较于直接法和子空间法分析速度快，耗时最少，计算精度低于直接法和子空间法，不适合于分析具有大阻尼特性的模型，不适合于分析具有粘弹性材料（频变特性）的模型。 3）子空间稳态动力学分析 子空间稳态动力学分析的基本思想是：首先提取无阻尼、对称系统的特征模态，并选取适当的特征向量组成特征模态子空间，然后将稳态动力学方程组投影到特征模态子空间上，通过直接法求解子空间的稳态动力学方程。 我的感觉是子空间法是直接法和模态法的折中，它的特点是模型可以定义任意形式的阻尼，可以处理具有非对称刚度矩阵的模型，可以处理具有频变特性的模型，计算时间和精度也是在直接法和模态法的中间。 直接法在定义边界条件时通过选项*boundary的amplitude参数来引用频变幅值，但这里默认的好像是位移，如果我有的是加速度或者速度数据，想用直接法进行分析应该如何设定呢，希望知道的大神能相告。 模态法和子空间法不能使用*boundary选项定义边界条件的运动，而只能通过选项*base motion来定义边界条件的运动。