Altiumdesigner仿真具体步骤.docx

.

Altium designer 仿真具体步骤
1 ．创建工程
1) 在工具栏选择 File » New » Project » PCB Project ，创建一个 PCB 工程并保存。

2) 在工具栏选择 File » New » Schematic，创建一个原理图文件并保存。

2.例图

3.编辑原理图

① 、放置有仿真模型的元件
根据上面的电路，我们需要用到元器件“LF411CN”，点击左边“Library”标签，使用 search 功能查找 LF411CN 。找到 LF411CN 之后，点击“Place LF411CN”，放置元件，若提示元件库 未安装，需要安装，则点击“yes”，如图 2：

在仿真元件之前， 我们可以按“TAB”键打开元件属性对话框，在“Designator”处填入 U1；

1 / 17
.

接着查看 LF411CN的仿真模型：在左下角Models 列表选中 Simulation ，再点击“Edit”，
可查看模型的一些信息，如图 3 。

从上图可以看出，仿真模型的路径设置正确且库成功安装。点击“ModelFile”标签，可查
看模型文件(若找不到模型文件，这里会有错误信息提示)，如图 4 。

图 4

点击“Netlist Template”标签，可以查看网表模板，如图 5 。

图 5

2 / 17
.

至此，可以放置此元件。

② 、为元件添加 SIM Model 文件
用于电路仿真的 Spice模型( .ckt和.mdl 文件)位于 Library 文件夹的集成库中，我们使 用时要注意这些文件的后缀。模型名称是模型连接到 SIM模型文件的重要因素，所以要确保
模型名称设置正确 查。找 Altium 集成库中的模型文件步骤如下点：击 Library面板的 Search 按钮，在提示框中填入： HasModel('SIM','*',False)进行搜索；若想更具体些可填入： HasModel('SIM','*LF411*',False)。

若我们不想让元件使用集成库中提供的仿真模型，而想用别的模型代替，我们最好将别的模 型文件复制到我们的目标文件夹中。
如果我们想要用的仿真模型在别的集成库中，我们可以：

3 / 17
1)

2)

点击 File » Open，打开包含仿真模型的库文件(. intlib)。

在输出文件夹 (打开集成库时生成的文件夹)中找到仿真文件，将其复制到我们

自己的工程文件夹中，之后我们可以进行一些修改。

复制好模型文件，再为元器件添加仿真模型。为了操作方便，我们直接到安装目录下的
“Examples\CircuitSimulation\Filter”文件夹中，复制模型文件“LF411C.ckt”到自己 的工程文件夹中，接下来的步骤：
1) 在 Project面板中，右击工程，选择“Add Existing to Project”，将模型文件 添加到本工程中。

2) 双击元件 U1 ，打开元件属性对话框，在 Model 列表中选择 Simulation ，点击 Remove 按钮，删除原来的仿真模型。

3) 点击 Model 列表下方的 Add下拉按钮，选择“Simulation”

4) 在 Model Sub-Kind中选择“Spice Subcircuit”，使得 Spice的前缀为“X”

5) 在 Model Name中输入“LF411C”，此时 AD 会搜索所有的库，来查询是否有与这 名称匹配的模型文件。如果 AD 找到一个匹配的文件，则立即停止寻找。对于不是集成库中 的模型文件， AD 会对添加到工程的文件进行搜索，然后再对搜索路径(Project » Project Options)中的文件进行搜索。如果找不到匹配的文件，则有错误信息提示。

6) 最后的步骤是检查管教映射是否正确确，保原理图中元件管脚与模型文件中管脚 定义相匹配。点击“Port Map”，如图 6：

.

图 6

修改管脚映射，在 Model Pin 列表下拉选择合适的引脚，使其和原先的 SIM模型(LF411_NSC) 相同。我们可以点击Netlist Template 标签，注意到其模型顺序为 1，2，3，4，5；如图 7：

图 7

这些和 Model File 标签中的.SUBCKT 头相对应，如图 8：

图 8

4 / 17
.

因此，在“Port Map”标签中的“Model Pin”列表中，我们可以看到 1(1), 2(2), 3(3), 4(4), 5(5),被列举出来，其中第一个数字就是模型管脚(就是 Netlist Template中的%1，%2 等)， 而 subcircuit的头则对应着小括号里面的数字。在 Spice netlist中，我们需要注意其中 节点的连接顺序，这些必须和.SUBCKT 头中的节点顺序相匹配。
Netlist 头描述了每个管脚的功能，根据这些信息我们可以将其连接到原理图管脚，如：1(1) 是同相输入，故需连接到原理图管脚 3 。
原先的管脚映射和修改的管脚映射如图 9：

图 9
之后点击“OK”，完成自定义仿真模型的添加。
③ 、放置有仿真模型的电阻电容
放置电阻前，我们可以按“TAB”键，打开元件属性窗口，设置电阻值；在 Model 列表中，
选中“Simulation”，点击“Edit”，查看仿真模型属性。一般系统默认设置就是正确的，如 果没修改过，应该有如图 10属性：

5 / 17
.

图 10
同理，放置电容的情况也一样，先设置电容值，再查看仿真模型属性，如图 11：

图 11

6 / 17
.

4 、放置电压源
1) 首先放置 VDD电源。使用“Library”面板的 search 功能，检索关键字“VSRC”； 查找到“VSRC”之后，双击元件，若提示集成库未安装则安装，其集成库为“ Simulation Sources. IntLib”。

2) 在放置元件前，按“TAB”键，打开元件属性对话框，再编辑其仿真模型属性， 先确保其“Model Kind”为“Voltage Source”，“Model Sub-Kind”为“DC Source”。

3) 点击“Parameters”标签，设置电压值，输入“5V”，并使能“Component Parameter”， 之后点击 OK ，完成设置。如图 12：

7 / 17
图 12

4)

5)


同理放置 VSS ，并设置其电压值为“-5V”

最后添加正弦信号输入：同样是 Simulation Sources. IntLib中的 VSRC ，打开其

仿真模型属性对话框，设置“Model Kind ”为“ Voltage Source ”，而 “Model Sub-Kind”
设置为“Sinusoidal”。

6) 点击“Parameters”标签，设置电压值，可按如图 13设置：

.

图 13

之后点击 OK ，设置完成，放置信号源。

5 、放置电源端口。

8 / 17
1)

2)

3)

4)

点击“Place » Power Port”，在放置前按“TAB”键，设置端口属性。

其中对于标签 VDD和 VSS ，其端口属性为“BAR”。

对于标签 GND ，其端口属性为“Power Ground”。

对于标签 OUT (网络) ，其端口属性为“Circle”

6 、连线，编译
根据上面的原理图连接好电路，并在相应的地方放置网络标签，之后编译此原理图。

7 、仿真设置
点击 “Design » Simulate » Mix Sim”或，是点击工具栏中 (可通过 “View » Toolbars » Mixed
Sim”调出)的图标，进入设置窗口。如图 14：

.

图 14

按照图中显示设置好“Collect Data For”，“Sheets to Netlist”和“SimView Setup”等 三个区域，并且我们可以看到有一系列的信号在“Available Signal”中，这些都是 AD 计 算出来并可以进行仿真的信号。如果我们想要观察某个信号，只需将其导入(双击此信号)
到右边的“Active Signal”中；同理，若想删除“Active Signal”中的信号，也可以通过 双击信号实现。
① 、传输函数分析(包括傅立叶变换)设置
传输函数分析会生成一个文件，此文件能显示波形图，计算时间变化的瞬态输出(如电压，
电流) 。直流偏置分析优先于瞬态分析，此分析能够计算出电路的直流偏置电压；如果 U“se Initial Conditions”选项被使能，直流偏置分析则会根据具体的原理图计算偏置电压。
首先应该使能“Transient Analysis”；然后取消“Use Transient Defaults”选项，为了
观察到 50Khz信号的三个完整波形，我们将停止时间设置为60u ；并将时间增长步长设置为 100n ，最大增长步长为 200n 。最终设置如图 15：

9 / 17
.

图 15

② 、交流小信号分析设置
交流小信号分析的输出文件显示了电路的频率响应即，以频率为变量计算交流小信号的输出 值(这些输出值一般是电压增益)。

10 / 17
1)

2)

3)

首先我们的原理图必须有设置好参数的交流信号源(上面的步骤已经设置好)
使能“AC Small Signal Analysis”选项

然后根据图 16 输入参数：

.

图 16

(注：如上图，开始频率点一般不设置为 0 ，上图 100m 表示 0.1HZ ，结束频率点 1meg 表示 1MHZ；“Sweep Type”设置为“Decade”表示每 100 测试点以 10 为底数增长，总共有 701 个测试点。)

至此，交流小信号分析设置完成。AD 进行此电路仿真分析时，先计算电路的直流偏置电压， 然后以变化的正弦输入代替原有的信号源，计算此时的电路的输出，输入信号的变化是根据 “Test Points”和“Sweep Type”这两个选项进行的。
③ 、电路仿真与分析
设置完成之后，就可以进行电路仿真 ——点击“”图标。在仿真过程中， AD 会将一些警告 和错误信息显示在“Message”面板，如有致命错误可根据面板提示信息修改原理图；如果 工程无错误，此过程还会生成一个 SPICE Netlist ( .nxs )文件，且此文件在每次进行仿真
时都会重新生成。仿真分析结束会生成打开一个(.sdf) 文件，里面显示了电路的各种仿真 结果(注：直流偏置最先执行) ，如图 17：

11 / 17
.

图 17

1) 创建波特图

波特图包括了增益和相位信息，我们可以根据交流小信号分析结果得到电路的波特图。首先
右击上半部分坐标图的“in”信号，选择“Edit Wave”，打开编辑波形对话框，然后选择左 边的“Magnitude (dB)”，再点击“Creat”按钮。如图 18：

12 / 17
.

图 18

同理，对输出增益，在上半部分的坐标图中右击，选择“Add Wave to Plot”，在弹出的对
话框中“Waveforms”列表选择“out”信号，并在右边的“Complex Functions”列表选择 “Magnitude (dB)”，然后点击“Creat”按钮，得到输入输出的增益图。

之后重复上述步骤添加相位图，注意在“Complex Functions”列表选择“Phase (Deg)”， 最后结果如图 19：

13 / 17
.

图 19

(我们可以在同个坐标图上显示不同的 Y轴，使不同的曲线对应不同的Y 坐标 ——只需在编 辑或添加波形文件时，选中“Add to new Y axis”即可；若删除坐标轴，相应的曲线也会 删除，且在这模式下没有 Undo 功能，故误删的话需重新导入曲线。)

2) 使用光标工具分析

点击“DB (out)”曲线，右击选择“Cursor A ”，再右击选择“Cursor B”，打开两个测量 光标，将光标按图 20 放置：

14 / 17
.

图 20

再点击“Sim Data”标签，可以看到此时 B-A = -3 ，且光标 B的频率为“20kHz”，如图 21：

图 21

故 3dB点的频率为 20kHz 。

8 、参数扫描设置
参数扫描功能使得我们能够让特定的元件在一个围变化；当然相应的交流、直流或瞬态分析 也要使能，才能观察相应的特性曲线或数据。具体步骤如下：

15 / 17
1)

2)

首先点击图标，打开设置窗口，使能“Parameter Sweep”

接着选择首要扫描参数元件 C2，更改参数；再使能第二参数扫描功能，选择 C1，

更改参数；参数设置如图 22：

.

图 22

设置好之后，点击 Ok ，进行电路仿真。仿真后的一些结果如图 23 ，图 24与图 25：

图 23

图 24

16 / 17
.

图 25

点击相应的曲线，相应的元件(电容)参数会在左下角显示。

9 、高级设置
“Advanced Options”设置页面包含一系列的部 SPICE 选项，这些选项会影响仿真计算速度，
像错误容量和重复限制等。如图 26

图 26

一般按着系统默认的设置就可以进行仿真 若，想修改参数只需在相应的条目修改 Value值即 可。设置“Integration method”从 Trapezoidal 到 Gear ，则计算时间变长，但仿真效果 更好，若选择更高的 Gear值，效果更好，时间更长。

10 、使用 SPICE Netlist 进行仿真
上文提到软件仿真时会生成 SPICE Netlist ( .nsx )文件，我们也可以根据这个文件进行电 路仿真分析。我们也可以通过点击图标生成此文件，然后通过此文件进行仿真。设置更改时 点击 Simulate » Setup，进行仿真：Simulate » Run。
17 / 17