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. 库管理器对话框中,点击🖱️管理库列表
  3. 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. 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,向下移动鼠标
  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. 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. 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. 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. 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。