基于Protel99se的電路仿真的研究

摘要：本文主要介紹了Protel99se軟件的數/模混合電路仿真器的特點、主要分析功能、仿真元件和模型庫等以及通過實例對仿真參數設計，并對仿真結果進行分析以及對仿真波形的操作和比較。

關鍵詞：仿真；Protel99se；交流；瞬態

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712（2012）20-0008-01

Protel提供了高級數模器件混合仿真功能，可精確地仿真由各種器件構成的電路。同時不需要編寫電路網路表文件，系統將根據所畫電路自動生成網路表并進行仿真，與其他仿真軟件比靈活方便。

一、Protel99se仿真軟件的特點

（一）強大的分析工具

Protel99se電路仿真器提供了一系列電路的仿真功能，可以分析電路各方面的性能，如電路的交直流特性、溫度漂移、噪聲、失真、容差等特性，并對每種分析類型都提供了一組設置參數，通過設置對話框可以方便地設置所需的各種參數。

（二）豐富的信號源

信號源在電路仿真中必不可少，在仿真之前要為設計的電路加入激勵源以便電路工作，才可進行相關的電路性能仿真。因此為了得到更加準確的分析結果，需要選擇精確地信號源模型來激勵電路。此軟件提供了豐富的信號源，同時還提供了齊全的線性和非線性受控源，這些受控源以“黑匣子”方式定義電路的行為。

（三）充分的仿真模型庫

器件模型是電路仿真的基礎，一個優秀的EDA軟件離不開一個極其廣泛而且精確的模型庫。Protel99se提供了20多個模擬和數字器件仿真庫，共包含6000多個常用的元器件，這些器件基本可以滿足用戶的需求。同時還提供了一個開放的庫維護環境，可以方便地修改原有的器件模型，也可以創建新的器件模型。

以圖形方式輸出仿真結果，直觀性強，仿真波形管理方便，能以多種方式從不同角度觀察分析結果。

二、對放大電路進行交流和瞬態的仿真分析

在仿真操作前，先建立原理圖文件，在編輯原理圖過程中注意電路原理圖中的所有元件電器圖形符號都一律取自sim.ddb仿真測試用元件電氣圖形符號數據庫文件包內相應的元件庫文件中，在元件未固定前必須按下Tab鍵，在元件屬性窗口內，設置元件屬性選項，然后放在相應的仿真激勵源，并放置要觀察電位信號的節點的網絡標號。這里以模擬電路中的共射放大電路為例，對其進行交流仿真分析和瞬態分析。所畫原理圖如圖一所示。

（一）交流分析

交流分析是在一定的頻率范圍內計算電路和響應，如果電路中包含非線性器件或元件，在計算頻率響應之前就應該得到此元件的交流小信號參數。在分析前必須保證電路中至少有一個交流電源，也就是在激勵源中的AC屬性中必須設置一個大于零的值。圖一中V2是正弦信號源，雙擊進入該元件屬性頁面設計電源數值為5mv。執行菜單Simulate/Setup，設置General頁面，在Select Analyses to Run中選擇AC small Signal Analyse。交流頁面設置如圖二。

輸出結果如圖三，它是輸出端電壓out的頻率特性。

（二）瞬態分析

瞬態響應分析是對時域中的輸入信號確定時域中的輸出。計算瞬態偏置點的方法和直流不同，直流偏置點被看作固定偏置點。對于固定偏置點，電路節點的初始值對計算偏置點和非線性元件的小信號參數時節點初始值也考慮在內，因此有初始值的電容和電感也被看作是電路的一部分而保留下來。而瞬態偏置點只是在分析瞬間起作用。執行菜單Simulate/Setup，設置General頁面，在Select Analyses to Run中選擇Transient/Fourier Analyses。瞬態設置如圖四。

三、結語

從上面的實例分析可以看出，Protel仿真軟件可以在軟件環境下完成電路設計、參數的設計、調整以及波形處理，掃描分析等功能。這些已經成為電子工程師以及高校課程設計不可缺少的工具。同時對降低開發成本、節省開發時間，提供工作效率有很顯著的作用。

運行輸出波形如圖五：