模拟仿真设计教程

模拟器件需要特殊的模拟属性。SPICE 网表功能使用这些模拟属性来为 SPICE 仿真器构建 SPICE 网表。SPICE 模型也可以链接到器件,为网表生成器提供所需的值。

本课程内容:

  1. 创建 RLC 电路
  2. 创建运算放大器电路
  3. 向库中添加模型

🙊限制

本教程需要 SailWind SPICEnet 许可选项。在帮助菜单中,点击已安装选项以确认您是否可以继续。

😎前提

如果尚未运行,请启动 SailWind Logic。

创建 RLC 电路

使用模拟器件构建电阻-电感-电容电路。为器件添加模拟属性以便生成 SPICE 工具所需的网表。

新建原理图

点击新建按钮。在提示时,点击不保存文件。

添加 SPICE 库

设计所需的器件位于 Spice 库中。将该库添加到库管理器。

  1. 文件菜单 >
  2. 在库管理器对话框中,点击管理库列表
  3. 在库列表对话框中,点击添加
  4. 在添加库对话框中,选择spice库并点击打开
  5. 在库列表中选择spice库,点击上移按钮直到 spice 库位于列表顶部
  6. 点击确定
  7. 在库管理器对话框中,点击关闭

添加模拟器件

通过将所需器件添加到原理图来开始构建 RLC 电路。

  1. 点击添加器件按钮

  2. 在"从库添加器件类型"对话框中,在筛选区域确保spice库显示在库列表中且项目框包含"*"以显示所有库项目。如果在筛选器中做了任何更改,请点击应用

  3. 选择CAP0805电容然后点击添加

  4. 点击将电容器放置在原理图中

  5. Esc取消添加更多电容器

  6. 在"从库添加器件"对话框中,对以下器件类型重复步骤 3-5

    器件类型
    IND-MOLDED
    RES0805
    VOLTAGE_SUPPLY*

    *如果提示,使用 V 作为字母前缀

  7. 完成后,在"从库添加器件"对话框中点击关闭

连接模拟器件

按照上一节中的图片指导连接所有组件。

  1. 点击添加连接按钮
  2. 选择一个管脚开始连接,点击创建拐角,再选择一个管脚完成连接
  3. 选择电容器和电源之间的连接
  4. 拖动创建电源支路,向下移动指针
  5. 右键点击并选择
  6. 点击放置地符号
  7. Esc退出添加连接模式

标记连接

标记组件之间的连接。标签使 SPICE 网表易于理解。

  1. 右键点击并选择选择任意对象
  2. 双击电源和电阻之间的网络
  3. 在网络属性对话框中,选中网络名称标签复选框
  4. 在"网络名称"框中输入INPUT然后点击确定
  5. 对其余网络重复步骤 2-4。使用下表中的网络名称
网络位于 网络名称
电阻和电感之间 MID
电感和电容之间 OUT

地连接在添加地符号时会自动标记。

检查模拟属性

属性可以在库中或原理图中添加到器件。检查原理图中器件上预定义的 SPICE 属性。

  1. 右键点击 > 选择器件 > 选择一个器件 > 右键点击 > 属性

  2. 在器件属性对话框中,检查 Sim.Analog.Order 和 Sim.Analog.Prefix 属性。所有模拟属性都包含 Sim.Analog 前缀

  3. 点击确定关闭器件属性对话框

    TIP

    详细的 SPICE/模拟属性列表可在帮助中找到。在帮助的主题选项卡中,指向 SPICE 网表属性词汇表。

设置网表生成器

SPICE 网表生成器可为多种不同的 SPICE 工具创建网表格式。

  1. 工具菜单 > SPICE 网表
  2. 在 SPICEnet 对话框的选择图纸列表区域,选中Sheet 1复选框
  3. 在输出格式列表中,选择您将使用的 SPICE 软件的供应商格式
  4. 点击仿真设置
  5. 选中交流分析复选框
  6. 点击交流分析按钮
  7. 确保间隔设置为每十倍频程 10 个点
  8. 确保频率从 1Hz 开始到 1kHz 结束,然后点击确定
  9. 在仿真设置对话框中点击确定
  10. 在 SPICEnet 对话框中点击确定生成网表

检查网表

网表会在默认文本编辑器中打开,可以在导入 SPICE 软件前查看或编辑。

  1. 注意交流分析的参数
  2. 注意连接和属性值列在所引用的器件旁边
  3. 不要保存文件副本

完成运算放大器电路

完成另一个常见的模拟电路——运算放大器电路。从库中添加运算放大器并检查 SPICE 网表。

打开运算放大器电路

点击打开按钮,打开\SailWind Projects\Samples 文件夹中名为opamp.sch的文件。

添加缺失的运算放大器

  1. 点击添加器件按钮
  2. 在"从库添加器件类型"对话框中,选择 OP-471 器件然后点击添加
  3. 将器件定位在原理图中开放连接的顶部并点击放置门
  4. Esc取消添加更多运算放大器门
  5. 在"从库添加器件类型"对话框中点击关闭

添加属性值

为放大器的模拟属性添加网络名称值。

  1. 未选择任何对象时 > 右键点击 > 选择器件

  2. 选择U1-A器件

  3. 右键点击并点击属性

  4. 双击 Neg 属性的

  5. 在值框中输入OP_VIN

  6. 对每个属性重复步骤 4 和 5,使用以下值

    属性
    Out VOUT
    Pos GND
  7. 点击确定

设置网表生成器

  1. 工具菜单 > SPICE 网表

  2. 在 SPICEnet 对话框的选择图纸列表中,选中Sheet 1复选框

  3. 在输出格式列表中,选择您将使用的 SPICE 软件的供应商格式

  4. 点击仿真设置

  5. 选中瞬态复选框并清除所有其他复选框

  6. 点击瞬态按钮

  7. 确保存在以下参数

    参数
    数据步长时间 1ms
    总分析时间 10ms
  8. 选中使用初始条件复选框然后点击确定

  9. 在仿真设置对话框中点击确定

  10. 在 SPICEnet 对话框中点击确定生成网表

检查网表

检查网表中的错误。

注意行*** 无法打开数据文件 lm741n.mod**

TIP

原理图中的放大器引用了模拟模型,但库中没有模型文件。

向库中添加模型

向库中的 lm741 器件添加 SPICE 模型,为网表生成器提供仿真所需的基本值。

  1. 使用资源管理器窗口,导航到您的库文件夹。C:<安装目录><版本>\Libraries\
  2. 添加名为spice的新文件夹
  3. 在 spice 文件夹中,添加名为Analog Models的新文件夹
  4. 从 C:\SailWind Projects\Samples 文件夹复制 lm741n.mod 文件并粘贴到 Analog Models 文件夹中

运行 SPICE 网表生成器

使用库中添加的模型创建无错误的 SPICE 网表。

  1. 工具菜单 > SPICE 网表
  2. 确保您的设置没有更改
  3. 在 SPICE 网表对话框中点击确定生成网表
  4. 点击覆盖现有文件
  5. 检查网表查看额外的 SPICE 模型信息

您已完成创建库器件教程。