Altium13.0第八章模拟行为仿真实现

一、实验目的1、学习添加电路原理图库。

2、进行simulation仿真输出波形。

3、对波形进行傅里叶变换。

二、实验原理仿真中涉及的几个基本概念如下：1、仿真元器件。

用于进行电路仿真时使用的元器件，要求具有仿真属性。

2、仿真原理图。

用于根据具体电路的设计要求，使用原理图编辑器及具有仿真属性的元器件所绘制而成的电路原理图。

3、仿真激励源。

用于模拟实际电路中的激励信号。

4、节点网络标签。

对一电路中要测试的多个节点，应该分别放置一个有意义的网络标签，便于明确查看每一节点的仿真结果（电压或电流波形）。

5、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。

6、仿真结果。

仿真结果一般是以波行的形式给出，不仅仅局限于电压信号，每个元件的电流及功耗波形都可以在仿真结果中观察到。

三、实验过程1、绘制电路的仿真原理图1.1创建新项目文件和电路原理图文件。

执行菜单命令File\New\Project\PCB Project,创建一个新项目文件，并保存为孟宪娇。

执行菜单命令File\New\Schematic,创建原理图文件，并保存为孟宪娇，进入到原理图编辑环境中。

1.2加载电路仿真原理图的元器件库。

加载MiscellaneousDevices.IntLib、Simulation Math Function.IntLib和Simulation Source.IntLib两个集成库。

1.3绘制电路仿真原理图1.4添加仿真测试点。

在仿真原理图中添加了仿真测试点，COSOUT表示余弦输出，SINOUT表示正弦输出，INPUT表示输入，OUTPUT表示输出，分别为观测信号。

2、设置元器件的仿真参数2.1设置电阻元器件的仿真参数。

在电路仿真原理图中，双击某一电阻，弹出该电阻属性对话框，在对话框Models栏中，双击Simulation属性，弹出仿真属性对话框，在Value文本栏中输入电阻的阻值。

simulation仿真流程
仿真流程是指在进行仿真实验时所采取的步骤和方法。

一般而言，仿真流程包括以下几个主要步骤：
1. 确定仿真目标，首先需要明确仿真的目的和目标，包括所要研究的问题、需要模拟的系统或过程，以及希望从仿真中获得的结果。

2. 收集数据和建立模型，在进行仿真之前，需要收集相关的数据和信息，并建立相应的数学模型或计算模型，以便对系统或过程进行仿真分析。

3. 设定参数和初始条件，根据建立的模型，需要设定仿真所需的参数和初始条件，这些参数和条件将影响仿真的结果。

4. 运行仿真实验，在设定好参数和初始条件之后，开始运行仿真实验，使用计算机程序或仿真工具对模型进行数值计算或模拟，得到系统在不同时间或条件下的行为和性能。

5. 分析和验证结果，对仿真得到的结果进行分析和验证，与实
际情况进行比较，评估模型的准确性和仿真的有效性。

6. 优化和改进模型，根据分析和验证的结果，对模型进行优化和改进，以提高仿真的精度和可靠性。

7. 结果展示和报告，最后，将仿真结果进行展示和报告，向相关人员或决策者介绍仿真分析的过程和结论，为实际问题的解决提供参考依据。

总之，仿真流程是一个系统工程，需要综合运用数学、计算机科学、工程技术等多个领域的知识和方法，通过科学的步骤和严谨的分析，对复杂系统或过程进行模拟和分析，为实际问题的解决提供理论和技术支持。

信号完整性分析SI仿真DemoAltium Designer的SI仿真功能，可以在原理图阶段假定PCB环境进行布线前预仿真，帮助用户进行设计空间探索，也可以在PCB布线后按照实际设计环境进行仿真验证，并辅以虚拟端接，参数扫描等功能，帮助用户考察和优化设计，增强设计信心。

1.在Windows下打开SI_demo子目录，双击打开演示案例项目SI_demo.prjpcb，当前项目树中只有一页原理图SI_demo.schdoc，双击SI_demo.schdoc打开原理图。

观察到图中有U2和U3两个IC器件。

2.为器件指定IBIS模型（如果元件库中该器件已有正确的IBIS模型，则可跳过步骤2）通过双击器件U2，弹出以下窗口：点击Add右边的下拉箭头，选择Signal Integrity，为器件U2指定SI仿真用的IBIS模型。

在弹出的SI模型选择窗口中点击Import IBIS，选择U2对应的IBIS模型文件导入，本例中U2的IBIS模型文件为SI_demo文件夹中的文件5107_lmi.ibs，后面各窗口一直点击OK，直到回到原理图界面，U2的模型设定完成。

双击器件U3，按照同样的步骤为U3指定IBIS模型，其对应的IBIS模型文件为：edd2516akta01.ibs3.为关注的网络设定规则通过点击主菜单下的Place->Directives->Blanket，放置一个方框，将所关注的网络名称框住（本例中已经框住了LMID00-LMID15共16位数据总线）。

然后同样通过Place->Directives->PCB Layout, 放置一个PCB Rule规则符号，置于方框的边界上。

双击PCB Rule符号，编辑规则的属性，在以下窗口中依次点击红色矩形标记的按钮或填入相应的值：经过以上步骤，为LMID00-LMID15这16根信号线添加了一条规则：上升沿overshoot小于300mV（本例中已经预先设置，用户只需按步骤观察确认）。

Altium Designer中的电路仿真技巧Altium DesignerAltium Designer的混合电路混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。

Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真电路仿真功能，除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。

Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。

仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。

SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。

五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。

XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。

包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。

局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。

每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。

数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。

它来源于标准的XSPICE代码模型。

在SimCode中，仿真文件采用ASCII码字符并且保存成.TXT后缀的文件，编译后生成*.scb模型文件。

可以将多个数字器件模型写在同一个文件中。

今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation 》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。

其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。

本人对SPICE仿真了解的不多，里面涉及到SPICE的文件如果有什么错误，欢迎提出！一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。

Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。

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仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。

SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。

五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。

XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。

包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。

局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。

每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。

数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。

Altium Designer中的电路仿真今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation analyses.PDF》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。

其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。

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XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。

包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。

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每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。

数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。

电路仿真的方式一、前言在电子产品的整体开发过程中，由电路的理论绘制进入到PCB的实质制作，一般还要经历一个重要的过程，即电路仿真。

电路仿真是研究电路性能的一个有利工具。

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，将会尽可能的减少设计差错，节省大量的时间和财力。

在具有仿真功能的EDA软件出现之前，设计者为了对所设计电路进行验证，一般是使用面包板来搭建模拟的电路系统，然后对一些关键的电路节点进行逐点测试，通过观察示波器上的测试波形来判断相应的电路部分是否达到了设计要求。

如果没有达到，则需要对元器件进行更换甚至调整电路结构、重建电路系统，然后重新测试，直到达到设计要求为止，整个过程冗长而繁琐，工作量非常大。

Altium Dsigner系统把混合信号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，其仿真引擎不但支持SPICE 3F5 、XSPICE标准，还支持目前很多制造商使用的PSPISE模型，为用户提供更广泛的器件仿真选择，并且支持仿真阵列，如同时使用PSPISE和XSPISE仿真模型，而且能够进行模拟数字混合电路分析。

此外，仿真结果还可以在强大的波形浏览器中显示，用户可对生成的仿真数据进行充分的分析处理，以获得更详细、更准确的电路性能。

二、电路仿真的基本概念仿真中涉及的几个基本概念如下：仿真元器件：用户进行电路仿真时使用的元器件，要求具有仿真模型图2-1仿真元器件需要具有Simulation属性仿真原理图：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图2-2仿真原理图仿真激励源：用于模拟实际电路中的激励信号图2-3仿真激励源节点网络标签：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网络标签名，便于明确察看每一个节点的仿真结果(电压或电流波形)图2-4节点网络标签仿真方式：仿真方式由多种，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图2-5仿真方式的选择仿真结果：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。

仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等。

１.静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。

２.动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。

由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。

再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。

３.参数扫描分析在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。

选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。

４.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。

由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。

由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。

Altium Designer中的电路仿真今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation analyses.PDF》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。

其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。

本人对SPICE仿真了解的不多，里面涉及到SPICE的文件如果有什么错误，欢迎提出！一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。

Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。

Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。

仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。

SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。

五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。

XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。

包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。

局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。

每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。

数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。