（中職）電子CAD第7單元 電子線路仿真操作教學(xué)課件（）

YCF（中職）電子CAD第7單元電子線路仿真操作教學(xué)課件第七單元

電子線路仿真操作

了解Protel的仿真功能，熟悉Protel常用仿真元器件及激勵(lì)源的設(shè)置方法，掌握Protel電子線路仿真分析的選擇與參數(shù)設(shè)置的方法，學(xué)會(huì)建立和調(diào)用仿真元器件封裝庫的基本操作方法，學(xué)會(huì)使用靜態(tài)工作點(diǎn)分析、交流小信號(hào)分析等仿真分析方法。基本掌握模擬電路仿真操作。本單元綜合教學(xué)目標(biāo)1．熟練掌握Protel建立仿真的操作步驟。2．會(huì)進(jìn)行典型電子線路仿真設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置的仿真操作方法。3．能對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。4．基本掌握整流電路仿真設(shè)計(jì)與運(yùn)行分析操作。

崗位技能綜合職業(yè)素質(zhì)要求第七單元

電子線路仿真操作教學(xué)目錄項(xiàng)目二項(xiàng)目三項(xiàng)目四項(xiàng)目一習(xí)題實(shí)訓(xùn)單元小結(jié)第七單元

電子線路仿真操作（1）掌握繪制仿真電路原理圖的方法。（2）掌握仿真元器件庫的建立與仿真庫的裝載操作。（3）學(xué)會(huì)對(duì)仿真器的設(shè)置與運(yùn)行。項(xiàng)目一

電子線路仿真的基本操作學(xué)習(xí)目標(biāo)什么是電子仿真技術(shù)？

問題導(dǎo)讀

電子仿真技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的通用軟件系統(tǒng)，是指以計(jì)算機(jī)為輔助設(shè)計(jì)工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)及智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)及開發(fā)研究。項(xiàng)目一

電子線路仿真的基本操作知識(shí)拓展Protel仿真特點(diǎn)（1）較全面的分析功能。（2）豐富的信號(hào)源。（3）典型的仿真模型庫。（4）友好的操作界面。項(xiàng)目一

電子線路仿真的基本操作知識(shí)鏈接Protel電路仿真如圖7-1-1所示是半波整流濾波電路和橋式全波整流濾波電路仿真原理圖。圖7-1-1項(xiàng)目一

電子線路仿真的基本操作知識(shí)鏈接Protel

仿真項(xiàng)目一

電子線路仿真的基本操作如圖7-1-2所示是仿真運(yùn)行結(jié)果，波形對(duì)比十分清楚。圖7-1-2任務(wù)一

建立仿真文件操作做中學(xué)圖7-1-3新建工程項(xiàng)目組1．首先，打開ProtelDXP2004,單擊File｜New｜DesignWorkspace新建一個(gè)工程項(xiàng)目組文件。如圖7-1-3所示。任務(wù)一

建立仿真文件操作2．單擊File｜SaveDesignWorkspace菜單命令項(xiàng)，將其文件名命名為“電路仿真.DSNWRK”。3．再新建立一個(gè)工程項(xiàng)目：依次單擊File|New|Project|PCBProject生成工程項(xiàng)目文件，命名為“整流電路.PRJPCB”將其保存。結(jié)果如圖7-1-4所示。圖7-1-4建立整流電路.PRJPCB后窗口做中學(xué)任務(wù)一

建立仿真文件操作4．接下來，新建仿真原理圖，依次單擊File|New|Schematic，如圖7-1-6所示。5．單擊File｜Save，保存文件名為ZLDL.SCHDOC”,結(jié)果Projects面板窗口如圖7-1-7所示。圖7-1-7圖7-1-6做中學(xué)任務(wù)二仿真元器件庫操作做中學(xué)圖7-1-8具有“simulation”仿真特性的電阻1．打開基本元器件庫，從里面可以查找要使用的仿真元器件，在元器件的屬性欄中我們也可以找到它，如圖7-1-8所示，任務(wù)二仿真元器件庫操作做中學(xué)2．單擊庫面板窗口中的按鈕，彈出AvailableLibraries對(duì)話框，進(jìn)行加載或刪除仿真庫操作，如圖7-1-9所示。

圖7-1-9AvailableLibraries對(duì)話框任務(wù)二仿真元器件庫操作3．單擊按鈕，彈出打開對(duì)話框，在打開的對(duì)話框中找到目標(biāo)仿真庫，如Protel安裝目錄下的Altium2004\Library\simulation目錄下的五個(gè)系統(tǒng)仿真庫，按Shift鍵單擊第一個(gè)庫文件，再單擊最后一個(gè)庫文件將它們?nèi)窟x中。結(jié)果如圖7-1-10所示。圖7-1-10做中學(xué)任務(wù)二仿真元器件庫操作做中學(xué)4．單擊打開按鈕，即完成了這五個(gè)仿真庫的添加操作。結(jié)果如圖7-1-11所示。

圖7-1-11添加五個(gè)仿真庫后的對(duì)話框任務(wù)二仿真元器件庫操作做中學(xué)5．單擊Close按鈕，在Libraries面板窗口中就可以看到目標(biāo)仿真庫文件，如圖7-1-13所示。圖7-1-13展開的Libraries面板窗口（1）學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)半波整流濾波電路、橋式全波整流濾波電路仿真電路原理圖，掌握定位仿真元器件庫的方法。（2）掌握常用的交流仿真激勵(lì)源。

項(xiàng)目二

仿真電路設(shè)計(jì)與電源激勵(lì)源操作學(xué)習(xí)目標(biāo)制作PCB，100%成功率可以嗎？問題導(dǎo)讀項(xiàng)目二

仿真電路設(shè)計(jì)與電源激勵(lì)源操作右側(cè)圖7-2-1是整流濾波穩(wěn)壓PCB實(shí)物圖。整流濾波穩(wěn)壓電路經(jīng)仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證，制成實(shí)際的PCB后作為電源模塊為小功放、循環(huán)彩燈、報(bào)警電路等電路供電十分穩(wěn)定。知識(shí)拓展電子仿真基本步驟（1）建立原理圖文件，當(dāng)然也可以建立自由的原理圖文件。（2）添加所需的元器件庫。（3）準(zhǔn)備好仿真電路原理圖，放置元器件開始繪制，并設(shè)置元器件的仿真參數(shù)。繪制過程與繪制普通電路原理圖相同。（4）放置仿真實(shí)驗(yàn)用各種激勵(lì)源。……詳見教材。項(xiàng)目二

仿真電路設(shè)計(jì)與電源激勵(lì)源操作知識(shí)鏈接常用的仿真基本元器件項(xiàng)目二

仿真電路設(shè)計(jì)與電源激勵(lì)源操作1．電阻2．電容知識(shí)鏈接常用的仿真基本元器件項(xiàng)目二

仿真電路設(shè)計(jì)與電源激勵(lì)源操作3．二極管

4．三極管、場(chǎng)效應(yīng)管

任務(wù)一

仿真電路原理圖設(shè)計(jì)做中學(xué)1．打開Projects面板窗口中的“ZLDL.SCHDOC”仿真原理圖。2．打開基本元器庫，分別放置仿真二極管、仿真電阻，分別繪制半波整流濾波電路、橋式全波整流濾波電路仿真圖，結(jié)果如圖7-2-6所示。繪制過程同以前單元。3．繪制完電路仿真圖后，單擊File|Save。任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作1．啟動(dòng)Protel，單擊File｜RecentProjects菜單命令項(xiàng)，將彈出最近訪問的工程項(xiàng)目文件——“D:\自己的電路設(shè)計(jì)\整流電路.PRJPCB”，如圖7-2-7所示。做中學(xué)任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作圖7-2-8打開激勵(lì)源元器件庫3．打開Libraries面板窗口，單擊選擇SimulationSources.IntLib--激勵(lì)源元器件庫。在其面板窗口中可以看到庫中的激勵(lì)源，如圖7-2-8所示。2．雙擊Projects面板窗口中的“ZLDL.SCHDOC”仿真原理圖，將其打開。做中學(xué)圖7-2-9添加三個(gè)激勵(lì)源的兩個(gè)仿真電路圖任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作4．單擊圖7-2-8面板窗口中的按鈕，依次放置在半波整流濾波電路、橋式全波整流濾波電路原理圖正弦波電壓激勵(lì)源信號(hào)輸入位置，用導(dǎo)線連接完整，并將它們的序號(hào)依次編輯為VIN1、VIN2、VIN3，結(jié)果如圖7-2-9所示。做中學(xué)任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作5．鼠標(biāo)左鍵雙擊區(qū)域下的Simulation類型選項(xiàng)，打開SimModel–VoltageSource/Current-Controlled對(duì)話框。如圖7-2-11所示。做中學(xué)圖7-2-11任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作做中學(xué)6．單擊選擇Parameters選項(xiàng)卡，設(shè)置Amplitude（正弦波信號(hào)的電壓峰值）的值為10。如圖7-2-12所示。圖7-2-12Parameters選項(xiàng)卡任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作7．設(shè)置完圖7-2-12Parameters選項(xiàng)卡窗口后，兩次單擊OK按鈕，返回仿真原理圖編輯狀態(tài)下。圖7-2-13放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)效果圖8．單擊Place｜NetLabel菜單命令項(xiàng)或快捷鍵P｜N，鼠標(biāo)變成十字的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置狀態(tài)，對(duì)照?qǐng)D7-1-1所示仿真電路原理圖，依次放置VIN1、Vhw、Vin2、Vin3、Vfw。結(jié)果如圖7-2-13所示。任務(wù)二

電路電源與激勵(lì)源操作9．單擊Utilities（公用）工具欄中UtilityTools工具按鈕下Line工具，分兩次畫輔助分析線（對(duì)兩個(gè)整流濾波仿真電路輸出端提示作用）。如圖7-2-14所示。圖7-2-14輔助分析線做中學(xué)（1）熟悉為了分析仿真電路而添加電路仿真節(jié)點(diǎn)的必要性。（2）掌握直流掃描分析參數(shù)設(shè)置及對(duì)仿真節(jié)點(diǎn)的信號(hào)變化進(jìn)行測(cè)試，并分析驗(yàn)證結(jié)果。學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目三

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置與直流掃描分析是否會(huì)想起昨天的你？——半波整流電路問題導(dǎo)讀圖7-3-1半波整流電路及電路工作波形圖項(xiàng)目三

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置與直流掃描分析知識(shí)拓展

1．放置電路工作節(jié)點(diǎn)2．常規(guī)設(shè)置（GeneralSetup）圖7-3-2AnalysesSetup設(shè)置對(duì)話框放置電路工作節(jié)點(diǎn)與常規(guī)設(shè)置項(xiàng)目三

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置與直流掃描分析其它設(shè)置知識(shí)鏈接圖7-3-3設(shè)置信號(hào)區(qū)域（1）（圖紙到網(wǎng)絡(luò)表）：（2）SimViewSetup（仿真顯示設(shè)置）：

（3）AvailableSingals（可用信號(hào)）區(qū)和ActiveSignals（活動(dòng)信號(hào)）區(qū)，如圖7-3-3所示：

當(dāng)前顯示的是可以進(jìn)行仿真分析的有效信號(hào)當(dāng)前顯示的是激活的仿真信號(hào)項(xiàng)目三

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置與直流掃描分析任務(wù)一

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置做中學(xué)圖7-3-4半波整流仿真電路1．新建仿真電路原理圖，將其保存在“D:\自己電路設(shè)計(jì)”文件夾中，命名為“PN.SCHDOC”。完成半波整流仿真電路繪制，并添加正弦波電壓激勵(lì)源等，結(jié)果如圖7-3-4所示。任務(wù)一

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置2．單擊Utilities（公用）工具欄中（電源信號(hào)源類）圖標(biāo)，選擇其下的PlaceArrowstylepowerport，如圖7-3-5（a）；鼠標(biāo)自動(dòng)拖帶圖7-3-5（b）中圖標(biāo)GND，按Tab鍵，彈出如圖7-3-6所示對(duì)話框。

（a）圖7-3-5選擇信號(hào)源

圖7-3-6PowerPort對(duì)話框（b）任務(wù)一

電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置

做中學(xué)3．在彈出的對(duì)話框中Net后面的編輯框中輸入Vi，然后點(diǎn)擊OK按鈕，可以看到信號(hào)GND變Vi的鼠標(biāo)圖標(biāo)。

4．此時(shí)，拖動(dòng)鼠標(biāo)將其連接到電路輸入端。同步驟2-3，將Vo連接到電路輸出端。電路仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)置完成效果圖如圖7-3-8所示。圖7-3-8任務(wù)二

直流掃描分析1．啟動(dòng)Protel，單擊File｜Open菜單命令項(xiàng)，在查找范圍定位到指定文件夾，選定“PN.SCHDOC”仿真電路原理圖，如圖7-3-9,單擊打開按鈕。圖7-3-9做中學(xué)任務(wù)二

直流掃描分析2．單擊Design|Simulation|MixedSim菜單命令項(xiàng)，如圖7-3-10所示。圖7-3-10確定MixedSim菜單命令項(xiàng)做中學(xué)圖7-3-11DCSweepAnalysis仿真類型設(shè)置對(duì)話框任務(wù)二

直流掃描分析3．在彈出的AnalysesSetup對(duì)話框中,單擊選擇

DCSweepAnalysis仿真類型后的復(fù)選框，其它類型不選,如圖7-3-11。做中學(xué)任務(wù)二

直流掃描分析4．在圖7-3-11DCSweepAnalysis仿真類型設(shè)置對(duì)話框中，在右側(cè)的DCSweepAnalysisSetup一欄中，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，結(jié)果見教材圖7-3-11所示。6．單擊OK按鈕，完成直流掃描分析即電路初始電壓設(shè)置的操作。5．單擊GeneralSetup常規(guī)設(shè)置項(xiàng)。依次完成設(shè)置，結(jié)果如圖7-3-12。圖7-3-12做中學(xué)（1）學(xué)會(huì)電路仿真器常用參數(shù)的設(shè)置。（2）熟練掌握對(duì)電路瞬態(tài)分析、直流掃描分析，并能結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。（3）學(xué)會(huì)對(duì)模擬電路仿真分析以及操作方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目四

電路仿真運(yùn)行與參數(shù)分析操作BETHEREORBESQARE！你想起來了嗎？問題導(dǎo)讀

……你想起來了嗎？“不必?zé)?，是你的想跑也跑不了；不必苦惱，不是你的想得也得不到；這世界說大就大，說小就小，就算你我有前生的約定，也還要用心去尋找；不見不散，BETHEREORBESQARE！不見不散，BETHEREORBESQARE！……”項(xiàng)目四

電路仿真運(yùn)行與參數(shù)分析操作知識(shí)拓展重點(diǎn)仿真分析類型介紹1．OperatingPointAnalysis（靜態(tài)工作點(diǎn)分析參數(shù)設(shè)置）2．Transient/FourierAnalysis（瞬態(tài)分析/傅里葉分析參數(shù)設(shè)置）3．DCSweepAnalysis（直流掃描分析參數(shù)設(shè)置）4．ACSmallSignalAnalysis（交流小信號(hào)分析參數(shù)設(shè)置）項(xiàng)目四

電路仿真運(yùn)行與參數(shù)分析操作一般仿真分析類型介紹知識(shí)鏈接1．

NoiseAnalysis（噪聲分析參數(shù)設(shè)置）2．TransferFunctionAnalysis（傳遞函數(shù)分析參數(shù)設(shè)置）3．TemperatureSweep（溫度掃描分析參數(shù)設(shè)置）4．ParameterSweep（參數(shù)掃描分析參數(shù)設(shè)置）5．MonteCarloAnalysis（蒙特卡羅分析參數(shù)設(shè)置）項(xiàng)目四

電路仿真運(yùn)行與參數(shù)分析操作任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行做中學(xué)1．啟動(dòng)ProtelDXP2004，單擊File｜RecentWorkspaces|1D:\自己電路設(shè)計(jì)\電路仿真.DSNWRK工程項(xiàng)目組文件。2．此時(shí)打開Projects面板窗口，如圖7-4-5所示。圖7-4-5任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行3．雙擊Projgects面板窗口中的“zldl.Schdoc”（即打開圖7-2-16所示的兩個(gè)仿真電路原理圖）。4．單擊仿真工具欄中的按鈕，即可進(jìn)入電路仿真運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)生成如圖7-4-6所示的整流電路.sdf的仿真波形輸出窗口。圖7-4-6做中學(xué)圖7-4-7選中vhw網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行5．單擊選中vhw波形圖右邊的vhw網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，窗口效果如圖7-4-7所示。做中學(xué)6．選中vhw網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)（輸出波形），鼠標(biāo)不放松并拖動(dòng)此波形到vin1波形窗口。單擊窗口右下角的Clear按鈕（清除掩膜功能按鈕），結(jié)果如圖7-4-8,完成半波整流濾波電路輸入/輸出波形合并。圖7-4-8任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行做中學(xué)任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行7．右鍵單擊原vhw波形行的左側(cè)邊框區(qū)，顯示快捷菜單，選擇DeletePlot菜單項(xiàng)。8．此時(shí),波形自動(dòng)變成如圖7-4-10整流電路.sdf窗口，vin3展現(xiàn)出來了。圖7-4-10做中學(xué)任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行9．同操作步驟5~8，將vin2、vin3、vfw三個(gè)波形合并，即橋式全波整流濾波電路輸入/輸出波形合并，結(jié)果如圖7-1-2所示。通過波形很明顯看出，交流電已經(jīng)變成脈動(dòng)很小的直流電了。10．單擊File｜Save，將生成的整流電路.sdf保存。11．雙擊Projects面板窗口的PN.SchDoc仿真電路原理圖。做中學(xué)圖7-4-11任務(wù)一

電路仿真運(yùn)行12．單擊仿真工具欄中的按鈕，即可進(jìn)入電路仿真運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)生成如圖7-4-11所示的PN.sdf仿真波形輸出窗口。Vi最終變化到1VVo最終數(shù)值為0.45V做中學(xué)任務(wù)二仿真參數(shù)分析操作圖7-4-12右擊Vi出現(xiàn)快捷菜單1．用鼠標(biāo)右擊字符串Vi，出現(xiàn)如圖7-4-12所示菜單選項(xiàng)。做中學(xué)

圖7-4-13CursorA坐標(biāo)任務(wù)二仿真參數(shù)分析操作2．菜單選項(xiàng)CursorA和CursorB是測(cè)量坐標(biāo)A和B，單擊CursorA即可得到圖7-4-13，可以看到所示的正弦波的原點(diǎn)數(shù)值顯示在坐標(biāo)下方處。做中學(xué)圖7-4-14Vi坐標(biāo)A負(fù)半周頂點(diǎn)坐標(biāo)任務(wù)二仿真參數(shù)分析操作3．用鼠標(biāo)選中測(cè)量坐標(biāo)A,拖動(dòng)它便可以在橫軸上進(jìn)行左右移動(dòng)，到達(dá)第一個(gè)周期的負(fù)半周頂點(diǎn)時(shí)，其Vi坐標(biāo)A顯示如圖7-4-14所示。做中學(xué)圖7-4-16Vo坐標(biāo)A負(fù)半周頂點(diǎn)坐標(biāo)任務(wù)二仿真參數(shù)分析操作4．用鼠標(biāo)右擊字符串Vo，出現(xiàn)如圖7-4-13所示菜單選項(xiàng)；接著同操作步驟2~3，其Vo坐標(biāo)A顯示如圖7-4-16所示。做中學(xué)（1）掌握Protel建立仿真操作的一般步驟。（2）能進(jìn)行常見電子線路仿真激勵(lì)源，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)節(jié)點(diǎn)等參數(shù)的設(shè)置。（3）掌握運(yùn)行仿真操作的方法。（4）能通過整流電路仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證或分析電路設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)要求。一、填空題1．單擊“File”→“New”→“DesignWorkspace”新建工程項(xiàng)目組文件擴(kuò)展名為______。2．電子元器件具有_________屬性就可以用于電路仿真。3．常用的仿真激勵(lì)源位于系統(tǒng)安裝目標(biāo)驅(qū)動(dòng)器\Altium2004下的__________文件夾下。4．單擊_________菜單下的“Simulate”→“MixedSim”菜單項(xiàng)，進(jìn)行電路仿真。二、選擇題1．要測(cè)試電路電源電壓的變化對(duì)電路性能的影響情況，需采用_____仿真。（）A.參數(shù)掃描分析B.直流掃描分析C.溫度掃描分析D.傳遞函數(shù)分析2．