1、第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.1 電路仿真操作步驟電路仿真操作步驟7.2 仿真元件及參數(shù)設(shè)置仿真元件及參數(shù)設(shè)置7.3 電路仿真操作初步電路仿真操作初步 7.4 常用仿真方式及應(yīng)用常用仿真方式及應(yīng)用7.5 仿真綜合應(yīng)用舉例仿真綜合應(yīng)用舉例第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.1 電路仿真操作步驟電路仿真操作步驟在Protel99中進(jìn)行電路仿真分析的操作過程可概括如下： 1) 編輯原理圖 原理圖編輯器（Schematic Edit）+sim.ddb 2) 放置仿真激勵源(包括直流電壓源) 在仿真測試電路中，必須包含至少一個仿真激勵源。 在Sim.dd

2、b內(nèi)的Simulation Symbols.lib元件圖形庫文件中。 3) 放置節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號 在需要觀察電壓波形的節(jié)點(diǎn)上，放置節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，以便觀察到指定節(jié)點(diǎn)的電壓波形。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 4) 選擇仿真方式并設(shè)置仿真參數(shù) 原理圖編輯環(huán)境， 執(zhí)行Simulate|Setup”命令（或直接單擊主工具欄內(nèi)的“仿真設(shè)置”工具）。 5) 執(zhí)行仿真操作 執(zhí)行Simulate|Run”命令（或直接單擊主工具欄內(nèi)的“執(zhí)行仿真”工具）啟動仿真過程。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 6) 觀察仿真結(jié)果 仿真操作結(jié)束后，自動啟動波形編輯器并顯示仿真數(shù)據(jù)文件（.sdf）的內(nèi)容。 7) 保存或打

3、印仿真波形 仿真結(jié)果除了保存在.sdf文件中外，還可以在打印機(jī)上打印出來。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.2 仿真元件及參數(shù)設(shè)置仿真元件及參數(shù)設(shè)置 在Protel99中，每一仿真元件的特性由元件電氣圖形符號庫和元件模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫描述。 仿真元件電氣圖形符號：Design Explorer 99seLibrarySCHSim.ddb仿真分析用元件電氣圖形符號庫文件包內(nèi)，共收錄了5 800多個元器件，分類存放在如下元件電氣圖形符號庫(.lib)文件中：第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試74XX.lib74系列TTL數(shù)字集成電路7SEGDISP.lib 7段數(shù)碼顯示器BJT.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

4、雙極型晶體管BUFFER.lib 緩沖器CAMP.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流反饋高速運(yùn)算放大器CMOS.libCMOS數(shù)字集成電路元器件Comparator.lib 比較器Crystal.lib晶體振蕩器Diode.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二極管IGBT.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)絕緣柵雙極型晶體管第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試JFET.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)型場效應(yīng)管MATH.lib二端口數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換函數(shù)MESFET.lib MES場效應(yīng)管Misc.lib雜類元件MOSFET.lib 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MOS場效應(yīng)管OpAmp.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通用運(yùn)算放大器OPTO.lib光電耦合器件（實(shí)際上該庫文件僅 含有4N25和通用的光電耦合器件

5、OPTOISO兩個元件）Regulator.lib 電壓變換器，如三端穩(wěn)壓器等Relay.lib繼電器類SCR.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可控硅第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試Simulation Symbols.lib 仿真測試用符號元件庫Switch.lib開關(guān)元件Timer.lib555及556定時器Transformer.lib變壓器TransLine.lib傳輸線TRIAC.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雙向可控硅TUBE.lib電子管UJT.lib工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)單結(jié)管第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 在放置元件過程中，按下Tab鍵調(diào)出元件屬性。 設(shè)置元件有關(guān)參數(shù)時，必須注意：一般僅需要指定必須參數(shù)，如序號、

6、型號、大小（如果打算從電原理圖獲取自動布局所需的網(wǎng)絡(luò)表文件時，則需要給出元器件的封裝形式）；而對于可選參數(shù)，一般用“*”代替（即采用缺省值），除非絕對必要，否則不宜改變。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 1. 物理量單位及數(shù)據(jù)格式物理量單位及數(shù)據(jù)格式 在設(shè)置元件仿真參數(shù)、仿真運(yùn)行參數(shù)時，往往使用定點(diǎn)數(shù)形式輸入，不用輸入?yún)?shù)的物理量單位，即電容容量默認(rèn)為F（法拉）、阻值為（歐姆）、電感為H（亨）、電壓為V(伏特)、電流為A（安培）、頻率為Hz（赫茲）等 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2. 元件電氣圖形符號及參數(shù)元件電氣圖形符號及參數(shù) 仿真測試原理圖中所用的分立元件的電氣圖形符號，如

7、電阻、電容、電感等均取自 Simulation Symbols.lib 元件庫文件內(nèi)，下面簡要介紹其中幾種常用分立元件有關(guān)參數(shù)的含義。 1) 電阻器（RES定阻、RESSEMI半導(dǎo)體電阻、RPOT電位器、RVAR可變電阻） 2) 電容器（CAP定值無極性、CAP2定值有機(jī)性、CAPSEMI半導(dǎo)體電容） 3) 電感器（INDUCTOR） 4) 二極管（Diode.lib中，整流橋、穩(wěn)壓管、二極管等很多型號） 5) 三極管（Bit.lib，2N2222等）第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試6) JFET結(jié)型場效應(yīng)管（Jfet.lib，如2N3823、2N2609）7) MOS場效應(yīng)管（Mosfe

8、t.lib，如2N4351、ZVP3306）8) MES場效應(yīng)管（MESfet.lib）9) 電壓/電流控制開關(guān)（Switch.lib）10) 熔絲（Fuse.lib）11) 晶振（Crystal.lib）12) 繼電器（Relay.lib）13）互感器（電感互感器Transformer.lib）第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試14）集成塊（Tsegdisp.lip、Buffer.lib、Camp.lib等等）只需設(shè)置標(biāo)號，參數(shù)不用修改。P126第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 3. 仿真信號源及參數(shù)仿真信號源及參數(shù) 在電路仿真過程中需要各種各樣的激勵源， 取自sim.ddb的Simu

9、lation Symbols.lib元件庫文件，包括： 直流電壓源VSRC (voltage source)與直流電流源 ISRC (current source)。 正弦波電壓源VSIN (voltage source) 與正弦波電流源ISIN (current source)。 周期性脈沖源：電壓脈沖源VPULSE (voltage source) 與 電流脈沖源IPULSE (current source)。 分段線性源：分段線性電壓源VPWL (voltage source) 與 分段線性電流源IPWL (current source)等第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 常用的直流

10、電壓源VSRC、正弦電壓源VSIN、脈沖電壓源VPLUS通過執(zhí)行“Simulate|Source”命令，將其拖到原理圖編輯區(qū)內(nèi)。 1) 直流電壓源VSRC與直流電流源 ISRC 這兩種激勵源作為仿真電路工作電源，在屬性窗口內(nèi)，只需指定序號（Designator，如VDD、VSS等）及大小（Part Type，如5、12等），如圖7-1所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-1 直流電源屬性設(shè)置窗第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2) 正弦波信號源（Sinusoid Waveform） 正弦波激勵源在電路仿真分析中常作為瞬態(tài)分析、交流小分析的信號源，執(zhí)行 “SimulateSourc

11、e”，選擇Sine Wave，就可以放置正弦波源，其參數(shù)設(shè)置對話框如圖7-2所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-2 正弦信號屬性設(shè)置窗正弦信號屬性設(shè)置窗第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 由如圖7-2所示的參數(shù)描述的正弦信號源的波形特征如圖7-3所示，可見當(dāng)直流偏壓Offset不為0時相當(dāng)于波形上移。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-3 正弦波形信號正弦波形信號第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 3) 脈沖源（Pulse） 脈沖激勵源在瞬態(tài)分析中用得比較多， 執(zhí)行 SimulateSource”，在彈出的子菜單內(nèi)選擇“Pulse”類型的激勵源即可放置。雙擊脈沖激勵源

12、符號，將彈出如圖7-4所示的屬性設(shè)置對話框。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-4 脈沖信號源屬性設(shè)置窗脈沖信號源屬性設(shè)置窗第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 脈沖信號激勵源波形特征可用圖7-5形象地描述（其中Pulsed =100 mV，Period=8 ms，脈沖寬度Plus=3 ms）。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-5 脈沖激勵源波形圖脈沖激勵源波形圖第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 4) 分段線性源VPWL與IPWL（Piece Wise Linear） 分段線性激勵源的波形由幾條直線段組成，是非周期信號激勵源。為了描述這種激勵源的波形特征，需給出線段各轉(zhuǎn)

13、折點(diǎn)時間電壓（或電流）坐標(biāo)（對于VPWL信號源來說，轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)由“時間/電壓”構(gòu)成；對于IPWL信號源來說，轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)由“時間/電流”構(gòu)成），如圖7-6所示。 由如圖7-6所示的參數(shù)構(gòu)成的分段線性激勵源的波形特征可用圖7-7形象地描述。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 圖7-6 分段線性激勵源屬性 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-7 分段線性激勵源波形分段線性激勵源波形第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 此外，Simulation Symbols.lib元件庫內(nèi)尚有其他激勵源，如調(diào)頻波激勵源、受控激勵源、指數(shù)函數(shù)、頻率控制的電壓源等，這里就不一一列舉了，根據(jù)需要可從該元件庫文

14、件中獲取。 如果實(shí)在無法確定某一激勵源或元件參數(shù)如何設(shè)置時，除了從“幫助”菜單中獲得有關(guān)信息外，還可以從Protel99的仿真實(shí)例中受到啟發(fā)。 Design Explorer 99ExamplesCircuit Simulation 文件夾內(nèi)含有數(shù)十個典型仿真實(shí)例，打開這些實(shí)例，即可了解元件、仿真激勵源參數(shù)設(shè)置方法。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.3 電路仿真操作初步電路仿真操作初步 在介紹了電路仿真操作步驟、元件及激勵信號源屬性設(shè)置方法后，下面以圖7-11所示的共發(fā)射極放大電路為例，說明Protel99se仿真操作過程。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試VCCR32.7 kR168

15、 kR220 kR41.5 kR582C3R6C210C110Q12N222222VeVbVc1 kHzVCCVCC18 Vv168 kv1Vout圖圖7-11 分壓式偏置電路分壓式偏置電路第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.3.1 編輯電原理圖編輯電原理圖 在仿真操作前，先建立原理圖文件。原理圖文件的編輯方法在前面章節(jié)中已介紹過，這里不再重復(fù)。 注意：電路圖中所有元件的電氣圖形符號一律取自“Design Explorer 99seLibrarySch”文件夾下的文件夾下的Sim.ddb仿真測試用元件電氣圖形符號數(shù)據(jù)庫文件包內(nèi)相應(yīng)的元件庫文件； 元件未固定前必須按下Tab鍵，在元件屬性窗

16、口內(nèi)，設(shè)置元件的屬性選項(Designate、Part及Part Fields 1-16)，然后放置相應(yīng)的仿真激勵信號源；接著在感興趣的節(jié)點(diǎn)上，放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 具體操作過程如下： (1) “Design Explorer”窗口內(nèi)，執(zhí)行File|New”,創(chuàng)建一個新的設(shè)計文件。 (2) 單擊“設(shè)計文件管理器”前的“+”，并單擊其中的“Documents”文件夾。 (3) 執(zhí)行File|New ”，新建原理圖。 (4) 單擊原理圖文件圖標(biāo)，進(jìn)入原理圖編輯狀態(tài)。 (5) 單擊“Design Explorer” 的“Browse Sch”標(biāo)簽，選“Library”作

17、為瀏覽對象。 (6) 單擊“Add/Remove”按鈕，加載Sim.ddb元件庫，如Simulation Symbols.Lib庫文件作為當(dāng)前使用的元件庫文件。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (7) 在元件列表窗內(nèi)找出元件并放置。 (8) 元件未固定前，按下Tab鍵,進(jìn)入元件屬性設(shè)置窗。 (9) 放置并設(shè)置仿真激勵源。 (10) 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.3.2 選擇仿真方式并設(shè)置仿真參數(shù)選擇仿真方式并設(shè)置仿真參數(shù) 完成原理圖編輯后，選擇仿真方法和設(shè)置仿真參數(shù)：執(zhí)行Simulate|Setup”命令（或直接單擊主工具欄內(nèi)的“仿真設(shè)置”工具）進(jìn)入如圖7-1

18、2所示的“Analyses Setup”仿真設(shè)置窗口，選擇仿真方式及仿真參數(shù)。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-12 仿真方式設(shè)置窗仿真方式設(shè)置窗第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 在“有效信號”列表窗口內(nèi)，除了顯示已定義的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，如Vin、Vout等信號名外，還列出了元器件電流帶后綴“(i)”、功率帶后綴“(p)”以及激勵源阻抗帶后綴“(z)”等參量，其中激勵源阻抗定義為激勵源電壓瞬時值與流過激勵源電流瞬時值之比，即激勵源阻抗等于被分析電路的輸入阻抗Zi等，例如： C1(i)表示電容C1中的電流，當(dāng)器件電流從第一引腳流向第二引腳時為正，反之為負(fù)。第第7章章 電路仿真測試電路仿真

19、測試 C1(p)表示電容C1消耗的功率。 VCC#branch表示流過VCC支路的電流，流入正極時為正，流出正極時為負(fù)。 Net r1-2表示電阻R1第2引腳節(jié)點(diǎn)電壓。對于沒有定義的節(jié)點(diǎn)電壓，Protel仿真程序用Net 元件名元件名-元件元件引腳編號引腳編號表示節(jié)點(diǎn)電壓信號。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 1. 選擇仿真分析方式選擇仿真分析方式 在“General”標(biāo)簽窗口中，單擊相應(yīng)仿真方式前的選項框，允許或禁止相應(yīng)仿真方式。 本例僅選擇“Operating Point Analyses”（工作點(diǎn)分析）和“Transient/Fourier Analysis”（瞬態(tài)特性/傅立葉分析）

20、。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2. 選擇計算及可立即觀察的信號選擇計算及可立即觀察的信號 1) 選擇仿真過程需要計算的信號類型 仿真過程中僅計算“有效信號”列表窗內(nèi)的信號，設(shè)置過程如下： 在如圖7-12所示的窗口內(nèi)，單擊“Collect Data For”(收集數(shù)據(jù)類型)下拉按鈕，選擇仿真過程中需要計算的數(shù)據(jù)類型 2）選擇觀察的信號第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 3. 設(shè)置仿真參數(shù)并執(zhí)行仿真操作設(shè)置仿真參數(shù)并執(zhí)行仿真操作 除了“Operating Point Analyses”仿真方式不需要仿真方式不需要設(shè)置仿真參數(shù)外，選擇了某一仿真方式后，尚需要設(shè)設(shè)置仿真參數(shù)外，選擇了某一仿

21、真方式后，尚需要設(shè)置仿真參數(shù)。置仿真參數(shù)。 在本例中，單擊“Transient/Fourier Analysis”標(biāo)簽，在如圖7-13所示的“Transient/Fourier Analysis”（瞬態(tài)特性/傅立葉分析）參數(shù)設(shè)置窗口內(nèi)，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-13 “Transient/Fourier Analysis”（瞬態(tài)特性/傅立葉分析）參數(shù)設(shè)置 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 4. 高級選項設(shè)置（可選）高級選項設(shè)置（可選） 必要時，在如圖7-12所示的仿真方式設(shè)置窗口內(nèi)，單擊“Advanced”(高級選項高級選項)按鈕按鈕。在如圖7-14所示的高

22、級選項設(shè)置框內(nèi)，選擇仿真計算模型、數(shù)字集成電路電源引腳對地參考電壓、瞬態(tài)分析參考點(diǎn)、缺省的仿真參數(shù)等。 但必須注意，一般并不需要修改高級選項設(shè)置，尤其是不熟悉Spice電路分析軟件定義的器件參數(shù)含義、取值范圍以及仿真算法的初學(xué)者，更不要隨意修改高級選項設(shè)置，否則將引起不良后果。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-14 高級選項設(shè)置高級選項設(shè)置第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 5. 啟動仿真計算過程啟動仿真計算過程 設(shè)置了仿真參數(shù)后，立即單擊“Run Analyses”按鈕，啟動仿真計算過程。 運(yùn)行仿真后，將按.cfg文件設(shè)定的仿真方式及參數(shù)運(yùn)行。仿真結(jié)果記錄在.sdf（Simula

23、tion Data File）文件內(nèi)，該文件以文本（如工作點(diǎn)仿真分析）或圖形方式（如瞬態(tài)特性、直流傳輸特性分析等）記錄了仿真計算結(jié)果，如圖7-15所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 運(yùn)行仿真后，將按.cfg文件設(shè)定的仿真方式及參數(shù)，對電路進(jìn)行一系列的仿真計算，以便獲得相應(yīng)的仿真結(jié)果。仿真結(jié)果記錄在仿真結(jié)果記錄在.sdf（Simulation Data File）文）文件內(nèi)件內(nèi)，該文件以文本（如工作點(diǎn)仿真分析）或圖形方式（如瞬態(tài)特性、直流傳輸特性分析等）記錄了仿真計算結(jié)果，如圖7-15所示。 在仿真計算過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)定的仿真方式或參數(shù)不正確時，可隨時單擊仿真窗口內(nèi)主工具欄中的“停止仿

24、真”工具，中斷仿真計算過程。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-15 仿真波形觀察窗口仿真波形觀察窗口第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.3.3 仿真結(jié)果觀察及波形管理仿真結(jié)果觀察及波形管理 在仿真數(shù)據(jù)文件（.sdf）編輯窗口內(nèi)，通過如下方式觀察仿真結(jié)果： 1) 調(diào)整仿真波形觀察窗口內(nèi)信號的顯示幅度調(diào)整仿真波形觀察窗口內(nèi)信號的顯示幅度 將鼠標(biāo)移到仿真輸出信號下方橫線上，鼠標(biāo)箭頭鼠標(biāo)移到仿真輸出信號下方橫線上，鼠標(biāo)箭頭變?yōu)樯舷码p向箭頭，按下左鍵，拖動鼠標(biāo)器，松手后變?yōu)樯舷码p向箭頭，按下左鍵，拖動鼠標(biāo)器，松手后即可發(fā)現(xiàn)橫線上方仿真輸出信號幅度被拉伸或壓縮即可發(fā)現(xiàn)橫線上方仿真輸出信號幅

25、度被拉伸或壓縮。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2) 調(diào)整仿真波形窗口內(nèi)信號的顯示位置 將鼠標(biāo)移到波形窗口內(nèi)相應(yīng)的仿真輸出信號名上，鼠標(biāo)移到波形窗口內(nèi)相應(yīng)的仿真輸出信號名上，按下鼠標(biāo)左鍵不放，拖動鼠標(biāo)器，即可發(fā)現(xiàn)一個虛線框按下鼠標(biāo)左鍵不放，拖動鼠標(biāo)器，即可發(fā)現(xiàn)一個虛線框（代表信號名）隨鼠標(biāo)的移動而移動（代表信號名）隨鼠標(biāo)的移動而移動。當(dāng)虛線框移到另一信號顯示單元格內(nèi)時松手，即可發(fā)現(xiàn)兩個信號波形出現(xiàn)在同一顯示單元格內(nèi)，如圖7-16所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-16 信號波形重疊顯示信號波形重疊顯示第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 3) 改變顯示刻度 在“Scali

26、ng”（刻度）選擇框內(nèi)（刻度）選擇框內(nèi)，單擊相應(yīng)刻度（如X軸）文本框右側(cè)上下(增加或減小)按鈕，即可改變X軸、Y軸或偏移量大小（當(dāng)然也可以在文本框中直接輸入相應(yīng)的數(shù)值）。 4) 在仿真波形窗口內(nèi)添加未顯示的信號波形 在“Waveforms”（波形列表）窗口內(nèi)找出并單擊（波形列表）窗口內(nèi)找出并單擊需要顯示的信號，如需要顯示的信號，如VB，然后再單擊，然后再單擊“Show”（顯示）（顯示）按鈕按鈕，即可在仿真波形觀察窗口內(nèi)顯示出指定的信號，如圖7-17所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-17 添加了VB信號的仿真波形窗口第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 5) 隱藏仿真波形觀察窗口

27、內(nèi)的信號波形隱藏仿真波形觀察窗口內(nèi)的信號波形 將鼠標(biāo)移到波形觀察窗口內(nèi)需要隱藏的信號名上，單擊左鍵使目標(biāo)信號處于選中狀態(tài)（選中后信號波形單擊左鍵使目標(biāo)信號處于選中狀態(tài)（選中后信號波形線條變寬，同時信號名旁邊出現(xiàn)一個小黑點(diǎn)，如圖線條變寬，同時信號名旁邊出現(xiàn)一個小黑點(diǎn)，如圖7-16中的中的ui），然后再單擊），然后再單擊“Hide”（隱藏）按鈕，（隱藏）按鈕，相應(yīng)仿真信號即從波形觀察窗口內(nèi)消失。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 6) 波形測量 單擊如圖7-15所示的窗口內(nèi)“Measurement Cursors”(測量曲線測量曲線)框中框中“A”右側(cè)的下拉按鈕，選擇右側(cè)的下拉按鈕，選擇被測量信

28、號名（如被測量信號名（如uo），），“A”框下方即顯示出被測信框下方即顯示出被測信號點(diǎn)號點(diǎn)X、Y的值，同時波形窗口上方出現(xiàn)測量標(biāo)尺，的值，同時波形窗口上方出現(xiàn)測量標(biāo)尺，如圖7-18所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-18 測量標(biāo)尺測量標(biāo)尺第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7) 只觀察一個單元格內(nèi)的信號 將鼠標(biāo)移到某一信號單元格內(nèi)，單擊左鍵，然后執(zhí)左鍵，然后執(zhí)行行“View”選擇框內(nèi)的選擇框內(nèi)的“Single Cells”選項（或?qū)⑹髽?biāo)選項（或?qū)⑹髽?biāo)移到某一信號單元格內(nèi)，單擊右鍵，調(diào)出快捷菜單，移到某一信號單元格內(nèi)，單擊右鍵，調(diào)出快捷菜單，指向并單擊指向并單擊“View Sin

29、gle Cell”命令），即可顯示該單命令），即可顯示該單元格內(nèi)的信號，元格內(nèi)的信號，如圖7-19所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-19 僅顯示一個單元格內(nèi)的信號僅顯示一個單元格內(nèi)的信號第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 8) 選擇X、Y軸刻度單位及Y軸度量對象 據(jù)觀察信號類型，必要時可執(zhí)行“View|Scaling” ，在如圖7-20所示的窗口內(nèi)，重新選擇X、Y軸度量單位。 可供選擇的X軸度量單位：Linear(線性)、Log(對數(shù))。 9) 設(shè)置波形窗口其他選項背景顏色、顯示計算點(diǎn)等 必要時，可執(zhí)行必要時，可執(zhí)行“View|Options”命令命令，在如圖7-21所示的窗

30、口內(nèi)，重新選擇波形窗口背景、前景以及柵格線顏色等。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-20 刻度選擇第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-21 波形窗口選項設(shè)置第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 10) 切換到另一仿真方式波形窗口 如果在仿真時，同時執(zhí)行了多種仿真操作，例如在如圖7-12所示的仿真方式設(shè)置窗口內(nèi)，同時選擇了“Operating Point Analyses”（靜態(tài)工作點(diǎn)）和“Transient Analysis”（瞬態(tài)特性），則仿真波形窗口下方將列出相應(yīng)仿真結(jié)果波形標(biāo)簽，單擊相應(yīng)的仿真波形標(biāo)簽，即可觀察到對應(yīng)仿真方式的結(jié)果。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 1

31、1) 設(shè)置窗口的顯示方式 當(dāng)需要在屏幕上同時顯示多個文件窗口時，如同時顯示原理圖文件窗口和仿真波形窗口時，可將鼠標(biāo)移到當(dāng)前文件窗口的文件圖標(biāo)上（如圖7-19中的“Sheet1.sdf”），單擊右鍵，指向并單擊如下命令之一，即可重新設(shè)定窗口的顯示方式: 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試Close 關(guān)閉當(dāng)前文件窗口Split Vertical 按垂直方式分割窗口Split Horizontal 按水平方式分割窗口Tile All重疊所有窗口，即屏幕上只 觀察到當(dāng)前文件窗口Merge All 同時顯示所有已打開的文件窗口， 在這種方式下可同時觀察到多個文件，如屏幕上同時顯示原理圖窗口和仿真波形窗

32、口 單擊窗口上的“關(guān)閉”按鈕或執(zhí)行“File(文件)”菜單下的“Close”命令即可關(guān)閉當(dāng)前窗口。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.4 常用仿真方式及應(yīng)用常用仿真方式及應(yīng)用 7.4.1 工作點(diǎn)分析工作點(diǎn)分析(Operating Point Analysis) 在進(jìn)行工作點(diǎn)分析時，仿真程序?qū)㈦娐分械碾姼性暈槎搪罚娙菀暈殚_路，然后計算出電路中各節(jié)點(diǎn)對地電壓、各支路（每一元件）電流節(jié)點(diǎn)對地電壓、各支路（每一元件）電流這就是這就是常說的靜態(tài)工作點(diǎn)分析。常說的靜態(tài)工作點(diǎn)分析。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 在如圖7-12所示的仿真方式設(shè)置窗口內(nèi)，單擊“Operating Point A

33、nalyses”選項前的復(fù)選框，選中“工作點(diǎn)分析”選項；執(zhí)行仿真操作后，單擊如圖7-15所示的仿真波形觀察窗口下方“仿真結(jié)果列表”欄內(nèi)的“Operating Point”，即可在仿真波形窗口內(nèi)觀察到工作點(diǎn)計算結(jié)果，如圖7-22所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-22 工作點(diǎn)分析結(jié)果工作點(diǎn)分析結(jié)果第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.2 瞬態(tài)特性分析瞬態(tài)特性分析(Transient Analysis)與傅立葉分析與傅立葉分析(Fourier Analysis) Transient Analysis屬于時域分析，用于獲得節(jié)點(diǎn)電壓、支路電流或元件功率等信號的瞬時值，即信號隨時間

34、變化的瞬態(tài)關(guān)系，相當(dāng)于在示波器上直接觀察信號的波形 ，因此Transient Analysis是一種最基本、最常用的仿真分析方式。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.3 參數(shù)掃描分析參數(shù)掃描分析(Parameter Sweep Analysis) 參數(shù)掃描分析用于研究電路中某一元器件參數(shù)變化時，對電路性能的影響，常用于確定電路中某些關(guān)鍵元件參數(shù)的取值。 在進(jìn)行瞬態(tài)特性分析、交流小信號分析或直流傳輸特性分析時，同時啟動“參數(shù)掃描”分析，即可非常迅速、直觀地了解到電路中特定元件參數(shù)變化時，對電路性能的影響。 在如圖7-12所示的仿真參數(shù)設(shè)置窗口內(nèi)，單擊“Parameter Sweep”標(biāo)

35、簽，即可獲得如圖7-23所示的Parameter Sweep（參數(shù)掃描）設(shè)置窗口。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-23 參數(shù)掃描設(shè)置窗口 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 參數(shù)掃描設(shè)置過程如下： (1) 單擊“Parameter Sweep Primary”（主掃描參數(shù)）選擇框內(nèi)“Parameter”下拉列表盒右側(cè)的下拉按鈕，選擇參數(shù)變化的元件，如R1、C1、Q1（BF）等，其中Q1（BF）表示三極管Q1的電流放大倍數(shù)。 (2) 在“Start Value”文本盒內(nèi)輸入元件參數(shù)的初值；在“Stop Value”文本盒內(nèi)輸入元件參數(shù)的終值；在“Step Value”文本盒內(nèi)輸入?yún)?/p>

36、數(shù)變化增量。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-24 三極管Q1放大倍數(shù)變化對應(yīng)的輸出信號第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 從圖7-24中可以看出：在如圖7-11所示的放大電路中，三極管Q1放大倍數(shù)對電路性能指標(biāo)的影響不大，即當(dāng)50后，放大器輸出信號Vout基本重疊。 當(dāng)選擇R5作為主掃描參數(shù)時，即可獲得交流負(fù)反饋電阻對放大器放大倍數(shù)的影響，例如R5從10增加到時100（增量為10），輸出信號Vout振幅如圖7-25所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-25 電阻R5變化時對應(yīng)輸出信號 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.4 交流小信號分析（交流小信號分析（AC

37、 Small Signal Analysis） 1. AC小信號分析的主要功能小信號分析的主要功能 AC小信號分析用于獲得電路中，如放大器、濾波器等的頻率特性。 一般來說，電路中的器件參數(shù)，如三極管共發(fā)射極電流放大倍數(shù)并不是常數(shù)，而是隨著工作頻率的升高而下降。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2.AC小信號分析參數(shù)設(shè)置小信號分析參數(shù)設(shè)置 執(zhí)行Simulate|Setup”命令，在“Analyses Setup”對話框內(nèi)，單擊“AC Small Signal”標(biāo)簽，即可進(jìn)入如圖7-26所示的“AC Small Signal”設(shè)置框。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-26 AC小信

38、號分析參數(shù)設(shè)置小信號分析參數(shù)設(shè)置第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 Start Frequency：掃描起始頻率。 Stop Frequency：掃描終了頻率。 Test Points：分析頻率點(diǎn)的數(shù)目，當(dāng)“Sweep Type”按線性變化時，則測試點(diǎn)數(shù)就是總的測試點(diǎn)數(shù)；當(dāng)“Sweep Type”按級數(shù)（10倍頻，即取對數(shù)刻度）變化時，則Test Points為每10倍頻內(nèi)測試點(diǎn)的個數(shù)，總測試點(diǎn)個數(shù)是Test Points*（Stop Frequency-Start Frequency）/10，如上圖中，如果每10倍頻測試點(diǎn)取1 000個，則總測試點(diǎn)約為4 700個。第第7章章 電路仿真測試

39、電路仿真測試 圖7-27給出了低通濾波電路及AC小信號分析結(jié)果。 對于如圖7-28所示的并聯(lián)諧振電路來說，利用AC小信號分析觀察并聯(lián)諧振曲線將非常方便、直觀，如圖7-29所示（其中AC小信號分析參數(shù)為：Start Frequency=1Hz，Stop Frequency=1 MHz，Test Points=1000）。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試VinVin5 kHzC10.1 VoutR1 圖7-27 低通濾波器幅頻特性 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試100 kISINIsRsVout5R1VLL11m0.01 C1 圖7-28 并聯(lián)諧振電路 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測

40、試圖圖7-29 諧振特性曲線諧振特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 在AC小信號分析中，結(jié)合參數(shù)掃描分析，能非常直觀地了解到電路中某一元件參數(shù)對電路幅頻特性的影響。例如，在如圖7-11所示的電路中，選擇發(fā)射極交流旁路電容C3作為主掃描參數(shù)（初值取0.1，終值取2，增量為0.3），并將AC小信號分析參數(shù)設(shè)為：Start Frequency=1 Hz，Stop Frequency=10 kHz，測試點(diǎn)數(shù)取1000，即可迅速了解到電容C3對放大器低頻特性的影響，如圖7-30所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-30 電容電容C3對放大器低頻特性的影響對放大器低頻特性的影響第第

41、7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.5 阻抗特性分析（阻抗特性分析（Impedance Plot Analysis） Protel99仿真程序具有阻抗特性分析功能，只是不單獨(dú)列出，而是放在放在AC小信號分析方式中，即在小信號分析方式中，即在AC小小信號波形窗口內(nèi)選擇激勵源阻抗，如信號波形窗口內(nèi)選擇激勵源阻抗，如Vin(z)、VCC(z)等等作為觀察對象，即可得到電路的輸入、輸出阻抗曲線作為觀察對象，即可得到電路的輸入、輸出阻抗曲線。 由于電路輸入阻抗是前一級電路或信號源的負(fù)載，而電路輸出阻抗體現(xiàn)了電路輸出級的負(fù)載驅(qū)動能力，因此在電路設(shè)計中常需要了解電路的輸入、輸出阻抗。第第7章章 電路仿

42、真測試電路仿真測試 1. 求輸入阻抗求輸入阻抗Ri 根據(jù)電路輸入阻抗Ri的定義，求電路輸入阻抗Ri時，無須改動電路結(jié)構(gòu)。在AC小信號分析窗口內(nèi)，選擇輸入信號源阻抗，如圖7-11中的信號源的阻抗V1(z)作為觀察對象即可獲得放大器輸入阻抗Ri曲線，如圖7-31所示（中頻段約為7.1 k）。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-31 輸入阻抗Ri特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 在輸入阻抗、放大倍數(shù)估算過程中，將三極管B-E極電阻rbe近似為常數(shù)，但實(shí)際上rbe隨發(fā)射極電流IE(引起re變化)的增大而減小、隨集電結(jié)偏壓VCB（引起rbb變化）的增大而增大。例如，在如圖7-11所示的

43、分壓式偏置電路中，基極電壓基本保持不變，當(dāng)發(fā)射極電阻R4增大時，發(fā)射極電流IE減小，導(dǎo)致發(fā)射結(jié)電阻re增大，結(jié)果輸入阻抗Ri增大，如圖7-32所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-32 R4變化對輸入阻抗Ri的影響第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 由于VCE=VCC-IC*R3-IE*(R4+R5)，因此當(dāng)集電極電阻R3增大時，VCE將減小，即集電結(jié)反向偏壓VCB變小，使集電結(jié)耗盡層減小，導(dǎo)致基區(qū)厚度增加，使rbb減小，最終使輸入阻抗Ri減小，如圖7-33所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-33 R3變化對輸入阻抗變化對輸入阻抗Ri的影響的影響第第7章章 電路仿真測

44、試電路仿真測試 2. 求輸出阻抗求輸出阻抗Ro 根據(jù)輸出阻抗的定義，求輸出阻抗時，需要按以下步驟修改電路結(jié)構(gòu)： (1) 用導(dǎo)線將輸入信號源短路，但要保留輸入信號源的內(nèi)阻。 (2) 負(fù)載RL開路。在操作上，可先刪除RL，將輸入信號源移到RL位置，用導(dǎo)線連接與輸入信號源相連的兩個節(jié)點(diǎn)。 (3) 在輸出端接一信號源，這樣信號源兩端電壓與流過該信號源的電流之比，就是輸出電阻Ro。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (4) 然后執(zhí)行AC小信號分析，在AC小信號分析窗口內(nèi)，選擇信號源阻抗作為觀察對象即可。 求如圖7-11所示的放大電路的輸出阻抗電路如圖7-34（a）所示，而輸出阻抗特性曲線如圖7-34（

45、b）所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試VCCR32.7 kR168 kR220 kR41.5 kR582C3C210 C110 Q12N222222 VeVbVcVCCVCC18 V1 kHzV1Vout4-34圖圖7-34 輸出阻抗求解電路及結(jié)果輸出阻抗求解電路及結(jié)果(a) 求輸出阻抗電路；(b) 輸出阻抗曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-34 輸出阻抗求解電路及結(jié)果輸出阻抗求解電路及結(jié)果(a) 求輸出阻抗電路；(b) 輸出阻抗曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.6 直流掃描分析直流掃描分析(DC Sweep Analysis) 直流掃描分析直流掃描分析

46、(DC Sweep)方法是在指定范圍內(nèi)，輸方法是在指定范圍內(nèi)，輸入信號源電壓變化時，進(jìn)行一系列的工作點(diǎn)分析以獲得入信號源電壓變化時，進(jìn)行一系列的工作點(diǎn)分析以獲得直流傳輸特性曲線，常用于獲取運(yùn)算放大器、直流傳輸特性曲線，常用于獲取運(yùn)算放大器、TTL、CMOS等電路的直流傳輸特性曲線，以確定輸入信號的等電路的直流傳輸特性曲線，以確定輸入信號的最大范圍和噪聲容限最大范圍和噪聲容限。“直流掃描分析”也常用于獲取場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線，但直流掃描分析不適用于獲取阻容耦合放大器的輸入/輸出特性曲線。 在原理圖編輯窗口內(nèi)，單擊“SimulateSetup”命令，在“Analyses Setup”對話框內(nèi)，單

47、擊“DC Sweep”標(biāo)簽，即可進(jìn)入如圖7-35所示的直流掃描仿真設(shè)置框：第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-35 直流掃描分析參數(shù)設(shè)置第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試各參數(shù)含義如下：DC Sweep Primary主變化信號源Secondary第二變化信號源，在直流掃 描仿真分析中，允許兩個信 號源同時變化，然后分別計 算工作點(diǎn)Source Name 變化的信號源Start Value初始電壓值Stop Value終止電壓值Step Value電壓變化步長第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 例如，利用直流掃描分析即可獲取如圖7-36所示的運(yùn)算放大器的直流傳輸特性曲線，操作過程如下

48、：第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-36 運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (1) 在原理圖編輯窗口內(nèi)，執(zhí)行“Simulate”菜單下的“Setup”命令。 (2) 在“Analyses Setup”窗口內(nèi)，單擊“DC Sweep”標(biāo)簽，在如圖7-35所示的窗口內(nèi)設(shè)置直流掃描參數(shù)，如圖7-37所示。 (3) 啟動仿真分析后，打開.sdf文件，并選擇“DC Sweep”，即可觀察到仿真結(jié)果，如圖7-38所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-37 直流掃描分析設(shè)置窗第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-38 直流傳輸特性曲線直流傳輸特性曲線第第7章

49、章 電路仿真測試電路仿真測試 利用直流掃描分析，將非常容易獲得如圖7-39所示的74LS00與非門電路的直流傳輸特性曲線，如圖7-40所示，可以看出：74LS系列門電路最大輸入低電平電壓小于0.9 V，最小輸入高電平電壓必須大于1.2 V。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-39 由由74LS00組成的與非門電路組成的與非門電路第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-40 74LS門電路的直流傳輸特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 利用“直流掃描分析”即可獲得如圖7-41（a）所示的N溝道結(jié)型場效應(yīng)管2N3684的轉(zhuǎn)移特性曲線，如圖7-41（b）所示（對V1電壓源進(jìn)行掃描

50、，初始電壓為-3.5 V，終了電壓為0，步長為10 mV）。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-41 結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性(a) 轉(zhuǎn)移特性測試原理圖；(b) 轉(zhuǎn)移特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-41 結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性結(jié)型場效應(yīng)管轉(zhuǎn)移特性(a) 轉(zhuǎn)移特性測試原理圖；(b) 轉(zhuǎn)移特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.7 溫度掃描分析溫度掃描分析(Temperature Sweep Analysis) 一般說來，電路中元器件的參數(shù)隨環(huán)境溫度的變化而變化，因此溫度變化最終會影響電路的性能指標(biāo)。溫度掃描分析就是模擬環(huán)境溫度變化時電路性

51、能指標(biāo)溫度掃描分析就是模擬環(huán)境溫度變化時電路性能指標(biāo)的變化情況，因此溫度掃描分析也是一種常用的仿真的變化情況，因此溫度掃描分析也是一種常用的仿真方式，在瞬態(tài)分析、直流傳輸特性分析、交流小信號方式，在瞬態(tài)分析、直流傳輸特性分析、交流小信號分析時，啟用溫度掃描分析即可獲得電路中有關(guān)性能分析時，啟用溫度掃描分析即可獲得電路中有關(guān)性能指標(biāo)隨溫度變化的情況指標(biāo)隨溫度變化的情況。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 溫度掃描分析應(yīng)用舉例：分析環(huán)境溫度對如圖7-42所示的基本放大電路放大倍數(shù)的影響。 操作過程如下： (1) 編輯電路圖。 ( 2 ) 在 “ A n a l y s e s S e t u p

52、 ” 窗 口 內(nèi) ， 單 擊“Temperature Sweep”標(biāo)簽，在如圖7-43所示的窗口設(shè)置溫度掃描參數(shù)。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試VCCRc2.7 kRb510 kRLC210C110Q12N2222VbVcV11 kHzVCCVCC18 VVout圖7-42 共發(fā)射極基本放大電路 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-43 溫度掃描參數(shù)設(shè)置窗口溫度掃描參數(shù)設(shè)置窗口第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (3) 設(shè)置了溫度掃描參數(shù)后，啟動仿真過程，結(jié)果如圖7-44所示。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖7-44 輸出電壓Vout隨溫度變化的情況 第第7章章 電路仿

53、真測試電路仿真測試 7.4.8 傳輸函數(shù)分析傳輸函數(shù)分析(Transfer Function Analysis) 傳輸函數(shù)分析用于獲得模擬電路直流輸入電阻、直流輸出電阻以及電路的直流增益等，這里不進(jìn)行詳細(xì)介紹。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 7.4.9 噪聲分析噪聲分析(Noise Analysis) 1. 噪聲分析功能噪聲分析功能 電路中每個元器件在工作時都要產(chǎn)生噪聲，由于電路中每個元器件在工作時都要產(chǎn)生噪聲，由于電容、電感等電抗元件的存在，不同頻率范圍內(nèi)，噪電容、電感等電抗元件的存在，不同頻率范圍內(nèi)，噪聲大小不同聲大小不同。例如運(yùn)算放大器對直流噪聲比較敏感，而對頻率變化較快的高頻噪

54、聲反映遲鈍。為了定量描述電路中噪聲的大小，仿真軟件采用了一種等效計算方法，具體計算步驟如下：第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (1) 選定一個節(jié)點(diǎn)作為輸出節(jié)點(diǎn)，在指定頻率范圍內(nèi)，將電路中每個電阻和半導(dǎo)體器件等噪聲源在該節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的噪聲電壓均方根(RMS)值做疊加。 (2) 選定一個獨(dú)立電壓源或獨(dú)立電流源，計算電路中從該獨(dú)立電源（電流源）到上述輸出節(jié)點(diǎn)處的增益，再將第 (1) 步計算得到的輸出節(jié)點(diǎn)處總噪聲除以該增益就得到在該獨(dú)立電壓源（或電流源）處的等效噪聲。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 2. 噪聲分析的參數(shù)設(shè)置噪聲分析的參數(shù)設(shè)置 在“Analyses Setup”窗口內(nèi)，單擊“No

55、ise”標(biāo)簽，在如圖7-45所示的窗口設(shè)置噪聲分析參數(shù)。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-45 噪聲分析參數(shù)設(shè)置窗口噪聲分析參數(shù)設(shè)置窗口第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 當(dāng)參考節(jié)點(diǎn)(Reference Node)為0時，以接地點(diǎn)作為計算參考點(diǎn)，即輸出節(jié)點(diǎn)噪聲大小相對地電平而言。 如圖7-36所示的運(yùn)算放大器噪聲分析結(jié)果如圖7-46所示，可見該電路在低頻段噪聲輸出電壓均方值較大。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-46 運(yùn)算放大器噪聲特性曲線運(yùn)算放大器噪聲特性曲線第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試7.5 仿真綜合應(yīng)用舉例仿真綜合應(yīng)用舉例 7.5.1 數(shù)字電路仿真實(shí)例數(shù)字

56、電路仿真實(shí)例 對如圖7-47（a）所示的電路進(jìn)行參數(shù)掃描分析，即可直觀地了解到74LS系列TTL門電路輸出高電平的負(fù)載能力，結(jié)果如圖7-47（b）所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試&VCCRL2.1 kVout74LS00V1VPULSEVin12U1AV35 V34-47(a)圖圖7-47 74LS系列集成電路高電平負(fù)載能力系列集成電路高電平負(fù)載能力(a) 輸出高電平測試電路；(b) 輸出高電平隨負(fù)載電阻的變化第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-47 74LS系列集成電路高電平負(fù)載能力系列集成電路高電平負(fù)載能力(a) 輸出高電平測試電路；(b) 輸出高電平隨負(fù)載電阻的變化第第

57、7章章 電路仿真測試電路仿真測試 操作過程如下： (1) 在原理圖編輯窗口內(nèi)編輯原理圖，在操作過程中必須注意，TTL數(shù)字電路隱藏的電源引腳標(biāo)號為VCC，且仿真程序默認(rèn)的TTL電源為+5 V，因此可以不用繪制電源供電電路，也就是說可以不用放置V3和電源符號VCC。 第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (2) 單擊主工具欄內(nèi)的“仿真設(shè)置”工具或執(zhí)行“Simulate”菜單下的“Setup”命令，在如圖7-12所示的仿真方式設(shè)置窗口內(nèi)，分別單擊“Transient/ Fourier Analysis”、 “Parameter Sweep”標(biāo)簽，參數(shù)掃描分析參數(shù)（對RL進(jìn)行掃描，起始值為100，終了

58、值為5 k，增量為500），然后運(yùn)行仿真操作，即可得到如圖7-47(b)所示的結(jié)果，可見負(fù)載越重，輸出高電平電壓越小。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試&VCCVCCRL2.1 kVout74LS00V1VPULSEVin12U1AV35 V3圖7-48 74LS系列TTL電路輸出低電平負(fù)載 能力測試電路第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-49 74LS系列系列TTL電路輸出低電平負(fù)載能力電路輸出低電平負(fù)載能力第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 4.5.2 模擬、數(shù)字混合電路仿真分析實(shí)例模擬、數(shù)字混合電路仿真分析實(shí)例 圖7-50是單片機(jī)系統(tǒng)常用的復(fù)位、掉電信號生成電路，分析上電、掉

59、電期間復(fù)位信號以及掉電信號波形是否滿足要求。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試圖圖7-50 MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)常用的掉電、復(fù)位電路單片機(jī)系統(tǒng)常用的掉電、復(fù)位電路第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 下面通過瞬態(tài)仿真分析檢查各點(diǎn)波形時序是否滿足設(shè)計要求，操作過程如下： (1) 編輯原理圖，放置激勵源。用分段線性激勵VPWL模擬上電、掉電波形，V1激勵源參數(shù)為：0 0.0 2 m 5.0 10 m 5.0 11 m 0.0 30 m 0.0 32 m 5.0，即上電時間為2 ms，電源由正常值5.0 V下降到0 V，時間1 ms，停電時間為19 ms，V1波形如圖7-48所示。 (2) 單擊

60、主工具欄內(nèi)的“仿真設(shè)置”工具或執(zhí)行“Simulate”菜單下的“Setup”命令，在如圖7-12所示的仿真方式設(shè)置窗口內(nèi)，單擊“Transient/ Fourier Analysis”標(biāo)簽，設(shè)置瞬態(tài)分析參數(shù)，如圖7-51所示。第第7章章 電路仿真測試電路仿真測試 (3) 運(yùn)行仿真操作，結(jié)果如圖7-52所示，可見電源波形、掉電信號以及復(fù)位信號時序滿足設(shè)計要求，即電源V+小于4.75 V時，掉電信號INT0為低電平有效，CPU響應(yīng)INT0中斷后進(jìn)入掉電操作狀態(tài)；上電時，電源供電正常后，即V+大于4.75 V后，復(fù)位信號為高電平，使CPU進(jìn)入復(fù)位操作，經(jīng)過大約5 ms的延遲后返回低電平，滿足了MCS