电路设计和仿真范文

电路设计和仿真篇1

关键词：电路设计；proteus；应用

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0248-01

二十一世纪的今天，社会科技进步较快，proteus仿真软件在电路设计中的应用也越来越广泛。该仿真软件是计算机技术发展的重要成果之一，可以对模拟电路，数字电路和电路进行仿真操作，软件自身具备先进的虚拟器，包括示波器，逻辑分析仪，信号发生器等，为了更全面的了解和更深刻的分析proteus在电子电路设计中的应用，就要在软件开启的仿真条件下，对整体电路和包含的各个零部件进行逐一研究，为之后的电路设计打下坚实的基础思路。

1 Proteus仿真软件简述

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分，这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色，都有着举足轻重的作用。在日常工作中，ARES部分是用来当PCB设计工作的助手，进行有效辅佐，而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。

2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析

在电子电路实训过程中，proteus仿真软件在进行仿真电路设计时，要在软件编辑界面，按照需要模拟的实际电路思路，设计出一套最符合实际情况的电子电路图，再通过许多相关数据计算，尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理，最后完成整体的模拟电路设计，然后利用软件的电路生成功能，输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行，仿真电路设计过程可以这样：先确定核实设计项目，然后运行proteus软件，绘制初步的电路原理图，然后根据原理确定需要的元件种类和数量，启动仿真系统，用虚拟仪器检测然后读出数据，分析结果，如不符合要求，对元件或者电路作适当修改然后再次检测，当符合要求时，要对电路进行完善，确定无误后敲定最终设计方案，然后系统自动生成电路图。

3 Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试

在进行电路工作前，相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态，还要确定信号源良好的接地情况，其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形，有利于后续对电路的研究。实验过程中，要时刻注意电压表，电流表的指针位置，而在仿真电路时，要注意串联电路中电流指针的指数，如有任何问题，要及时地在相应的执行操作界面，通过网络，对电压作出适当调整，然后继续进行仿真电路的研究试验，推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。

4 Proteus仿真软件的实用电路分析

在今后的与电路设计有关的工作当中，我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件，还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势，然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路，正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索，最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以，我们再使用该软件进行电路设计和分析时，要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上，结合实际情况探究，才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能，促使电子行业发展，为以后的研究工作打下坚实的基础。

5 结语

综上所述，现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛，而其使用功能也十分便利和强大，在进行电子电路设计时，为了能够更深刻研究电路的工作情况，更准确地对电路中存在的不足之处进行调整，我们要进一步对软件进行挖掘研究，明确操作规范，开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作，并z测出其中的缺陷，为降低电路实验成本，更有效地完成实验和缩短实验时间等方面，都有积极的推进意义。

参考文祥

[1]张志仲.Proteus仿真软件在电子电路设计中的应用.电子技术与软件工程[J].2014，4：89.

电路设计和仿真篇2

1Proteus仿真软件简述

Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。

2Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析

在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。

3Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试

在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。

4Proteus仿真软件的实用电路分析

在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。

5结语

综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并检测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。

作者:侯彬 单位:东北石油大学秦皇岛分校

参考文祥

[1]张志仲.Proteus仿真软件在电子电路设计中的应用.电子技术与软件工程[J].2014,4:89.

电路设计和仿真篇3

【关键词】EWB；MATLAB；仿真；高职；电工电子

1.引言

《电工电子技术》是高职院校非电类专业开设的基础课，课程内容广泛，实践性强。由于实际教学时间，实验条件等因素的限制，该课程实际的硬件实验课时有限，为了改进这一问题，可以在教学中采用仿真训练。引入仿真软件使得抽象复杂的电路分析更加直观生动，能够激发学生学习兴趣，有助于学生对学习内容的理解和应用；可以省去繁琐的计算，简化电路分析，提高学习效率，同时保证了计算的准确性；可以补充实验设备的不足，降低实验教学成本，减少安全隐患；可以做到人人参与，充分调动学生学习的积极性，进一步培养学生的综合分析、开发设计和创新能力。

2.仿真软件介绍

2.1 EWB介绍

EWB（Electronics Workbench）是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的一款电子电路仿真分析、设计软件，它界面直观，操作简便，使用方式与实际接近，带有丰富的元器件库。利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，因此非常适合电子类课程的教学和实验[1]。

2.2 MATLAB介绍

MATLAB是美国The MathWorks公司开发的著名软件，是一种高效的工程计算语言。它将概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现于一体易于使用的集成环境[2]。MATLAB相对于图形化的EWB而言，主要有三种文件类型：

①M-File：一般需要反复计算的公式或算式，编写M-File后下次使用时调出后修改参数即可，方便省时。

②Figure：在交流电路分析中绘制正弦曲线、相量图非常方便。

③Modle：前两种是在文本命令窗口完成的，不直观也难以与实际电力模型建立形象的联系。Simulink模型采用方框图绘制来代替程序的编写，使系统编写具有可视化的功能，同时可以借助模拟示波器等虚拟设备直观显示仿真动态结果。

3.仿真举例

3.1 直流电路分析

求图1电路中各支路电流。已知：

US1=140V，US2=90V，R1=20?，R2=5?，R3=6?。

3.1.1 EWB仿真

仿真电路如图2（仿真步骤略）。从图2看出，I1=4A，I2=6A，I3=10A。

3.1.2 MATLAB仿真

列写支路电流方程如下：

利用基尔霍夫电流定律可以进行对两种仿真结果验证I1+I2=I3，所以仿真结果正确。

从这一实例可以看出采用EWB软件仿真时只需搭建仿真电路即可，不需要写支路电流方程，对电路定律的掌握程度要求不高；而用MATLAB程序实现仿真时只有对电路定律熟练掌握，才能正确地列写电路方程，其优点是命令语句简单、仿真过程快速、仿真结果准确。当然MATLAB里图形化的simulink仿真平台，也可对该电路完成仿真，但simulink比EWB元件查找路径复杂。而高职院校《电工电子技术》要求不高，学生掌握简单电路的应用即可，故选用MATLAB的命令语句仿真相对简单，同时可以加深对所学定理地理解。

3.2 交流电路分析

如图3电路所示，已知，R1=3?，R2=8?，XL=4?，XC=6?。求，并做相量图。

3.2.1 EWB仿真

仿真电路如图4。

从以上交流电路例子看出，采用MATLAB的命令语句或M文件可以算出交流电路的有效值和相位角，从而方便地写出交流量的相量表达式及瞬时值表达式，并且可以做出相量图；而EWB的图形化仿真只能算出交流量的有效值且计算结果有出入，所以EWB只能用一些定性的分析。因此在交流电路的分析时用MATLAB更便捷准确。

4.电子电路

以下以反相比例放大电路为例进行仿真。

4.1 EWB仿真

搭建仿真电路如图6所示。

从图7示波器的结果看，电路放大倍数Au=uo/ui=100，而且输入电压与输出电压波形反相。仿真结果与理论计算相同。可以改变输入电阻和反馈电阻的阻值观察放大倍数的变化，使学生能清楚地理解各参数对放大电路性能的影响。

4.2 MATLAB仿真

在simulink仿真平台搭建仿真电路如图8所示。

应用MATLAB/simulink仿真放大电路时只能通过改变增益看到输入信号被放大了多少倍，而输出与输入信号的反相关系无法看出，也不能定性分析影响放大倍数的因素。

由于MATLAB/simulink模型库没有晶体三极管和模拟集成器件库，所以对模拟放大电路仿真时较困难。同样，MATLAB里也没有数字集成电路库，仅有逻辑模块组和触发器，能完成基本逻辑电路设计。

在EWB里有丰富的元器件库和专用的集成器件库，像实现N进制计数器设计时就可直接调用现有的集成计数器。所以在电子电路仿真时选用EWB更方便一些。

5.用法比较小结

5.1 EWB使用优缺点

优点：1）选用图形化仿真时，EWB元件路径简单，便于查找；2）可以按位图拷贝图，然后直接粘贴到word文档中；3）具有齐全丰富和可扩充的元器件库。对于模拟电子和数字电路仿真时使用方便，尤其在数字电路逻辑功能验证时可以接指示灯，使仿真结果更加生动直观。

缺点：操作时没有撤消（返回）功能；有时仿真结果不是很准确；示波器仅有两个输入端，不能实现多个信号综合比较，而且每个仿真电路里仅能使用一个示波器。

5.2 MATLAB使用优缺点

优点：1）可以在命令窗口采用命令语言对电路进行分析计算。2）图形化的simulink仿真平台有撤消（返回）功能。如果操作失误，可以直接撤销，相对于EWB较为方便。3）simulink有模块查找功能。4）Simulink里的示波器可以设置为多个输入端，同时对多个信号进行比较分析。5）simulink里模块大小可以调整。6）MATLAB在参数设置时有计算功能，使得计算更准确。像交流电路中给定XL=4?，=314rad/s。应用EWB仿真时要先通过已知条件，由公式XL=L算出电感量再设置参数。而MATLAB可以直接在电感值里输入4/314，这样电路仿真结果更准确。7）simulink仿真平台里使用RLC元件时相对EWB简单，EWB需要分别选取元件并分别设置参数，而MATLAB里只需在simpowersystem/elements里找出RLC即可，一次就设置完成。

缺点：simulink仿真平台相对于EWB来讲，元件查找复杂；在电子电路仿真时不方便。

当然以上两种软件的优缺点只是在该课程的使用实例中总结出来的，有一定的局限性。

6.结束语

文中主要以实例分析比较了EWB和MATLAB两种仿真软件的优缺点，便于在电工电子技术课程进行仿真训练时方便地应用软件。分析结果表明：EWB入门快，对于初接触仿真软件的人，可以选用。在电工技术学习时选用MATLAB仿真采用命令语句能很好地理解所学的一些电路定理和分析方法，同时保证计算结果的准确。当然也可以选MATLAB/Simulink仿真平台。在电子技术学习时选用图形化的EWB软件更加直观、便捷。

参考文献

[1]尹明.EWB仿真软件在电工电子教学中的应用[J].广东工业大学学报，2007，6.

[2]李维波.MATLAB在电气工程中的应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]王维荣.电工电子技术-电工技术与计算机仿真[M].上海：上海交通大学，2011.

[4]黄忠霖.电工学的MATLAB实践[M].北京：国防工业出版社，2010.

电路设计和仿真篇4

电子电路教学的开展，为计算机软件和电路设计应用的结合提供了发展前提，这也为我国电子电路技术的发展奠定了基础。

2电子电路设计教学中软件应用意义探讨

在电子电路的实际设计与开发中，电路结构的软件设计仿真测试已成为当下最具有效性的技术，加之越来越多的电子电路设计者选择运用计算机软件对电子电路设计进行研究，这就使计算机软件应用在电子电路的设计中具有十分重要的意义。计算机软件提供的软件仿真功能为电子电路的方案设计提供了有力的参考，学生能够利用软件进行对预先设计好的电路方案进行仿真，并通过对比方案设计与当真结果对具体内容进行改进，这在帮助学生完善仿真方案的同时，也进一步巩固了其对知识的掌握，提升了电路设计中发现问题和处理问题的能力。与传统形式的电路测量检验方式不同，计算机软件的应用仅需要将电路接口连接到实验箱，通过程序调试模拟实际应用环境，以更为高效率的检测出电路系统的设计错误。软件应用在为电子电路设计提供仿真环境的同时，也能够在学生的电子理论学习中起到极大的辅助作用。在电子电路教学开展过程中，课程理论和实验设计的有机结合能够进一步加深学生对电路知识的理性认知，而在电路的设计和应用检测过程中，由于校园客观环境的限制，电路的检验与应用通常无法得到充分开展，而利用计算机软件设计则能够有效实现对电路设计的检验和校正，使得学生能够在真正意义上掌握电子电路设计课程中的研究方法。

3各类软件在电子电路教学中的具体运用

3.1CAD软件在电子电路教学中的应用

CAD软件系统是当下电路设计软件中图形设计功能作为全面的应用软件，其在电子电路设计教学中的应用也十分广泛。在电路设计教学的开展中，CAD软件为课程开展提供了绘图，几何造型以及特征计算等功能，在进行电路设计过程中，教师能够通过带领学生进行元件设计，是学生进一步掌握不同电路元件的功能，并以此为基础，使学生利用不同元件的特性进行电路的功能设计。CAD软件在为电路教学设置元件设计功能的同时，也自带有元件库，电路的实际设计可以直接对元件进行调用，这也能够有效节约电路原理图设计时间。在利用该软件开展教学时，教师还要强调实际元件和虚拟元件的区别，并通过在教学过程中着重强调，以保证学生实际电路连接的准确性和安全性。

3.2EWB软件在教学中的具体应用分析

EWB计算机软件是一种用于电路设计与仿真的EDA工具软件，与CAD软件不同，EWB软件中包含更多的高品质模拟电路元件和组件模型。教师在开展电子电路设计教学时能够在元件调用的基础上，引导学生利用软件进行多种功能仿真，如对以连接的电路结构进行交流频率特性分析，静态分析和参数扫描分析等。EWB软件主要结构包括函数信号发生器和仿真电路模板等，学生能够在课程设计中通过元件调用和参数整合，完成电路设计，并通过将电路系统调用与仿真模板中，对其进行功能测试。在电路仿真教学过程中，教师应首先开展信号发生器教学，使得学生能够依据实际电路结构设计选定对应的激励信号，以此保证电子电路结构仿真结构的准确性和有效性。

3.3PSPICE仿真软件在电路设计教学中的应用

作为现阶段不同类型电路分析与设计仿真软件之一，PSPICE软件具有十分优越的实用性能。该软件主要包括电子线路仿真，图形方式输出，模拟计算电路功能和网表生成等功能，不仅能够对模拟电子线路进行仿真与模式实验，也能够与实体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在电子电路的设计教学中，教师要将课程演示重点放在利用PSPICE软件模拟连接电路上，使学生能够在掌握元件参数的基础上，更为全面的掌握电路波形和电压电流值的检测方法。PSPICE仿真软件的应用，也为电路设计教学中元件参数的优化提供了科学有效的途经，教师通过对比软件中不同模拟元件的功能，以选择灵敏度高和容差关系稳定的软件开展教学，这能够极大的优化电路设计中的元件参数，并使得电子电路设计的教学质量得到有效提升。

4结束语

不同类型计算机软件在电子电路教学中的应用，为电路设计与功能检测提供了有效的教学方式。教师在备课过程中通过对比不同电路软件的应用特点，并选取更具教学价值的应用软件开展电子电路教学，能够更为全面的对电路参数进行讲解，进而培养学生电路工程设计的眼光，为学生今后的就业与发展打下坚实的基础。

电路设计和仿真篇5

关键词：Altium Designer、电路仿真

中图分类号：TM13文献标识码： A

一、前言

Altium Designer帮助设计人员设计新一代智能、可互连的电子产品，它统一了传统设计领域中的设计工作，提高了设计工作的抽象水平，为所有电子产品的核心部分即器件智能化的设计和部署提供了完整的解决方案。AtiumDesigner中的电路仿真是混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。SPICE仿真可以足够真实地反映电路特性，能极其方便、快捷、经济地实现电路结构的优化设计，这对缩短电子产品的开发周期，降低电子产品的开发费用，提高电子产品的综合性能，参与产品的市场竞争，都有着十分重要的意义。

1、Altium Designer

Altium由Nick Martin于1985年始创于澳大利亚。Protel的设计环境，能进行电路原理图设计、印制电路板设计、混合信号电路仿真及信号完整性分析等，以较有效的方式完成高质量的电子产品开发。Protel 99SE提供了高级模拟数字器件混合仿真功能,其仿真引擎使用Berkeley的SPICE3FS/Xspice版本,可以精确地仿真由各种器件构成的电路，Protel 99SE提供了20多个模拟和数字器件仿真元件模型，在Design Explorer99SE\Library\Sch路径中的仿真库Sim.ddb中，共包含5800多个常用元器件。

2、Altium Designer仿真特点

用Atium Designer进行电路仿真有以下特点：第一是在设计原理图时，原理图中的所有元件必须是仿真库中的元件，并且在原理图中放置网络标号来标明需要观察波形，必须有参考接地点并放置接地符号。第二是设置仿真元件参数。仿真元器件及电源的参数要设置完整。第三是设置仿真分析类型和参数，包括基本参数设置及仿真类型设置。Atium Designer仿真类型包含静态工作点分析、瞬态，傅里叶分析、直流扫描分析、交流小信号分析、噪声分析、极零点分析、传递函数分析、温度扫描分析、参数扫描分析、蒙特卡罗分析等。在设计过程中，除了要选择仿真类型外，还需要设置合适的仿真参数，如瞬态分析中的起始时间、终止时闻、步长、初始化条件等，另外还要针对错误提示对错误处进行修正。第四是在仿真结果环境中可以分析测量波形，如波形各点之间信号电压的相加减，还可以利用光标进行波形的任意工作点或区间的测量，如任意点的测量值或曲线区间的极值、均方值、上升时间、下降时间等。

二、Protel 系列软件仿真

1、Protel中支持的电路分析类型有:静态工作点分析、交流小信号分析、瞬态分析、频率特性分析、傅立叶分析、噪声分析、直流分析、参数扫描分析、温度扫描分析和蒙特卡罗分析等。Protel系列软件执行电路仿真操作的流程如图1所示。

图1电路仿真流程

Protel 99SE执行电路仿真操作，首先要编辑电路仿真原理图，放置电源、仿真激励源及网络标号等。编辑后分压式偏置共射放大电路仿真原理图，如图2所示。由仿真流程图可知，执行电路仿真操作，元件参数的设置是一项基本工作,阻容元件和激励源的参数直接在元件属性对话框中完成相应设置，而有些元件的参数隐含在器件名称中,设置和修改其参数需要对元件库进行操作。

图2仿真原理图

2、仿真器参数设置

绘制完原理图后，在仿真之前，要选择对电路进行那种分析，设置收集的变量

数据，以及设置显示哪些变量的波形。常见的仿真分析有静态工作点分析（Operating Point Analysis）、瞬态分析（Transient Analysis）、直流扫描分析（DC Sweep Analysis）、交流小信号分析（AC Small Signal Analysis）、噪声分析（Noise Analysis）、极点、零点分析（Pole-Zero Analysis）、传递函数分析（Transfer Function Analysis）、温度扫描分析（Temperature Sweep）、参数扫描（Parameter Sweep）、蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）等分析。本文主要讲解静态工作点分析、瞬态分析的设置方法。执行DesignSimulateMixed Sim命令，弹出如图3所示的电路仿真分析设置对话框。

（1）一般设置（General Setup）

在仿真分析设置对话框的左侧分析选项列表中，列出了所有的分析选项，选中每个分析选项，右侧即显示出相应的设置项。选中General Setup，即可在右侧的选项中进行一般设置。在Available Signals列表中显示的是可以进行仿真分析的信号，Active Signals列表框中显示的是激活的信号，将需要进行仿真的信号，单击和可完成添加或删除激活信号，分别双击Q1B、Q1C、Q2B、Q2C，把他们添加到Active Signals内，如图3所示。在Collect Data For栏，从列表中选择Node Voltage，Supply Current，Device Current and Power（节点电压，电源电流，元件电流及功率）。

（2）静态工作点分析（Operating Point Analysis）

静态工作点分析通常用于对放大电路进行分析，当放大器处于输入信号为零的状态时，电路中各点的状态就是电路的静态工作点。最典型的是放大器的直流偏置参数。进行静态工作点分析的时候，不需要设置参数。

（3）瞬态分析（Transient Analysis）

瞬态分析用于分析仿真电路中工作点信号随时间变化的情况。进行瞬态分析之前，设计者要设置瞬态分析的起始和终止时间、仿真时间的步长等参数。在电路仿真分析设置对话框中，激活Transient选项，在如图4所示的瞬态分析参数设置对话框中进行设置。在Transient Analysis Setup列表中共用11个参数设置选项，这些参数的含义分别是：Transient Start Time参数用于设置瞬态分析的起始时间。瞬态分析通常从时间零开始，在时间零和开始时间，瞬态分析照样进行，但并不保存结果。而开始时间和终止时间的间隔将保存，并用于显示。Transient Stop Time参数用于设置瞬态分析的终止时间。Transient Step Time参数用于设置瞬态分析的时间步长，该步长不是固定不变的。Transient Max Step Time参数用于设置瞬态分析的最大时间步长。Use Initial Conditions项用于设置电路仿真的初始状态。当勾选该项后，仿真开始时将调用设置的电路初始参数。Use Transient Default项用于设置使用默认的瞬态分析设置，选中该项后，列表中的前四项参数将处于不可修改状态。Default Cycles Displayed参数用于设置默认的显示周期数。default Points Per Cycle参数用于设置默认的每周期仿真点数。Enable Fourier项用于设置进行傅立叶分析，勾选该项后，系统将进行傅立叶分析，显示频域参数。Fourier Fundamental Frequency用于设置进行傅立叶分析的基频。Fourier Number of Harmonics用于设置进行傅立叶分析的谐波次数。

（4）多谐振荡器电路分析设置

在多谐振荡器电路的分析中，勾选Operating Point Analysis（静态工作点分析）和Transient Analysis（瞬态分析）。激活Transient Analysis（瞬态分析）选项，设置Transient Stop Time为10ms，指定一个10ms的仿真窗口；设置Transient Step Time为10us，表示仿真可以每10us显示一个点；设置Transient Max Step Time:10us；如图4所示。

图3仿真器一般参数设置

图4瞬态分析参数设置对话框

（5）噪声分析

电路元器件在工作时都要产生噪声，为了定量描述电路中噪声的大小，仿真软件采用了一种等效计算方法，在指定节点处产生的输出噪声大小正好等于实际电路中所有噪声源在输出节点处产生的噪声。在“AnalysesSetup”窗口内，单击“Noise”标签，设置噪声分析参数。某放大器噪声分析结果如图5所示，可见该电路在低频段噪声输出电压均方值较大。

图5噪声分析结果

三、电路特点分析

（1）仿照普通的实验室设备，信号源采用220V转+15V的开关电源供电，保证了电路各芯片电源的稳定性，从而提高输出信号的稳定性。

（2）信号源外部接有8位的拨码开关，通过手动编码可任意改变DBPL信号的码字，模拟DBPL数据报文包含的各种控制信息。

（3）考虑到该信号源的适用范围，差分信号经过功率放大器后进行输出，大大提高了信号源的输出驱动能力，以满足大多数信号检测设备的使用。

四、结束语

以上通过多谐振荡器电路简单介绍了Altium Designer软件的电路仿真功能。可知,仿真分析在电路设计中具有重要的作用，Protel系列电路设计自动化软件是一个非常实用的EDA仿真分析工具,能较准确地查看和分析电路的性能指标，并且产生网络表，制作印制电路板，分析信号完整性等，以提高设计效率、缩短开发周期和降低生产成本。当然还有很多更好、更尖端的应用等待大家去探索、创新，上述介绍仅是抛砖引玉。

参考文献：

[1] 王静：《Altium Designer电路仿真及应用》，《电子世界》，2011年09期

[2] 付强：《Altium Designer软件在电路设计中的应用》，《科技传播》，2011年14期

[3] 承浩：《Altium Designer在电工电子教学中的虚拟仿真应用与研究》，《沙洲职业工 学院学报》，2009年03期

电路设计和仿真篇6

关键词:电子电路；仿真技术；电子应用

随着我国的科技水平越来越发达,人们的日常生活当中开始接连不断地出现各种各样功能丰富的电子设备产品,这些电子设备产品为人们的学习、工作带来了非常大的便利,大幅度地提升了人们生活的质量水平。但是,随着技术手段的不断创新,电子产品的更新换代越来越快,技术人员逐渐开始运用全新的技术手段来进行新型电子产品的研发。电子电路仿真技术的有效使用,为电子产品的新型开发开辟了一条便捷的通道。

1电子电路仿真技术的意义和作用

1.1有助于集成电路的发展电子电路仿真技术的发展应用,让集成电路的发展取得了一定进展。当前电子产品对于集成电路的要求越来越高,其密度每年都在增加。技术开发人员逐渐开始使用芯片级的系统思想来进行电子产品的设计和开发,将电路中所具有的功能全部集中到芯片中去,电子产品安全和可靠性有所提高,电子产品开发的工作效率也会相应提高。电子电路仿真技术对与上述功能的实现提供了非常大的帮助,在芯片生产和运用之前,利用仿真模型来确定芯片能否顺利使用,如果不能使用,则需要进行相应的改善,增强电路设计的准确性[1]。1.2有助于电路设计的优化大部分电子产品设备都具备对温度的敏感性,当外界环境的温度出现了明显的变化,其设备功能将受到一定影响,从而导致电子产品整体的稳定性受到影响。电子电路仿真技术的发展应用有效地改变了这种状况,电子电路仿真技术可以有效地分析出在各种温度的情况下不同电路所呈现出来的的不同特征。技术开发人员根据分析出来的结果对产品的设计方案进行不断的改进,以缩减电子设备对于温度的敏感性。电子电路仿真技术可以对电子设备的参数展开系统性的合理分析,技术开发人员根据所分析出来的结果选择出最适合的设备参数,并确定方案的设计程度,以保证电路的设计方案能够得到最大程度上的优化。运用电子电路仿真技术进行电路的优化设计的影响范围涉及到所生产出来的电子产品今后的批量投产[2]。1.3有助于电路功能的验证电子产品在系统的开发方案设计完成以后,需要对产品方案的可行性进行验证,以保证电子电路的设计符合了技术标准的要求。电子电路仿真技术的应用恰好可以有效地验证电子产品系统的研发方案是否具备了可行性,诸如电路功能是否存在误差等方面的内容。有效地验证电路可以减少在电路设计期间可能被设计人员不慎忽略掉的问题。电子电路仿真技术的应用可以有效保障在电路进行生产和制造之前,不会存在功能方面的问题,一定程度上为后续进行工作的技术人员减轻了任务量,让产品设计的质量得到大幅度提升,并缩减了电子产品开发的时间。1.4有助于电子产品的开发电子产品的开发所注重的重点是实践。技术开发的过程非常复杂,要不止一次地进行设计和制作,并经历多次技术调试和修改。对于电子产品的开发来说,技术的调试和修改是非常重要的环节,倘若这两个环节中出了问题,那么生产出来的电子产品的性能会出现不符合要求的现象,其最终的产品设计方案也会出现一些缺陷。因此,在电子产品的开发过程中,这两个环节所应用的先进技术非常关键。电子电路仿真技术的应用同传统的电路调试和修改手段相比较具备非常明显的优势,可以大幅度提高电子产品在修改和调试过程中的准确性。电子产品的开发不再拘泥于传统的研发方式,利用电子电路仿真技术这项新型开发技术来进行电子产品的研发。

2电子电路仿真技术的发展趋势

电子电路计算机仿真技术是现阶段电子计算机应用技术领域中一项重要发展进程,电子电路仿真技术的全面完善,能够进一步推动电子应用技术的飞快发展。当前电子电路的仿真技术还仅限于电路硬件系统方面的仿真,对于一些具备CPU的数字系统还无法进行仿真。随着电子电路仿真系统模型的不断进步与完善,加上系统算法的不断精确,总有一天针对CPU程序的电子电路仿真技术功能也会应运而生。电子应用的开发技术是大规模集成电路器件的广泛应用,是硬件描述语言的使用,也是电子电路仿真技术的有效应用与电子产品生产方式社会化的科学统一。其中,电子电路仿真技术的应用,对于电子应用技术的开发有着非常深刻的影响。电子应用技术开发手段的不断完善,主要是围绕着为技术开发人员提供更便捷的设计方法、更可靠的电子器件与更方便的产品为主要内容进行完善的。围绕着这个发展目标,电子电路的仿真技术会得到更加全面的发展,其开发手段和开发时所用到的设备也会愈加完善,更进一步缩减电子产品开发所需要的时间[3]。

3结语

在电子产品开发的进程当中,电子电路的仿真技术在整个技术研发过程起到非常重要的作用,主要原因是电子电路的仿真技术作为一种新型的技术研发手段,有着相当大的发展和进步空间。但是还有大部分技术工作人员对这项技术并不了解,制约了电子产品的研究发展,要让更多的技术工作人员了解这项新型研发技术,将其运用到电子应用技术的开发中去。

参考文献

[1]冯威锋.浅谈电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].电子测试,2016(12):130-131.

[2]赵晓阳.电路仿真软件在高职《电子技术》课程教学中的应用[J].才智,2015(07):236.

[3]陈喆,高春旺,张钧赫.电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].黑龙江科技信息,2015(23):26.

电路设计和仿真篇7

关键词： PSpice 仿真教学 射频技术 教学改革

1.引言

射频技术课程是电子、信息、通信类等专业重要的技术基础课，也是一门工程性和实践性很强的课程，主要讲述通信功能电路的基本原理及实现方法。在已往的教学中普遍注重基础理论的学习，需要学生掌握通信电路的原理、特点和使用。但由于本课程理论性强，原理抽象，学生很难掌握。

为了促进此课程的改革，满足培养实用性人才的要求，达到实践教学设计性、综合性、创新性要求，在教学过程中我们引入PSpice电路仿真软件。PSpice（Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件是EDA领域最负盛名的公司OrCAD所开发的通用电路模拟仿真软件，它可对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、环境温度分析、灵敏度分析等，对射频技术课程中学生较难理解的电路特性都会有相应的仿真结果，可直观电路的各种响应。这种形象的教学，不仅激发了学生的学习热情，而且培养了他们分析电路、修改电路、最终能够设计电路的能力。

2.在教学中融入仿真

2.1教学内容总体归化

射频技术课程传统的教学以章节划分，教师按章节讲授电路的工作原理，讲解参数，分析电路性能，并得到相应的结论。在理论教学中，对于射频电路经常出现的阻抗、频率、功率等重要参量都会有繁琐的推导，得出复杂的公式，学生很难理解，教学过程也很枯燥。针对这一现象，我们将课程内容整合，以案例形式展开，采用案例形式教学。课程主要包括高频小信号放大器、高频功率放大器、宽频带放大器、调幅和检波、调频和鉴频、锁相环电路六个具体案例，每个案例都有实际可用的电路图，学生根据直观的仿真结果，验证理论的内容、理解调制、频率、通频带等通信概念。每个案例既独立完整，彼此间又相互关联，综合在一起就是简单的通信系统。

2.2实例分析

信号的放大和频谱的搬移是射频技术课程中的重要内容，怎样使学生能正确理解这两种电路也是学好这门课程的关键。下面我们分别进行说明。

2.2.1案例一：高频小信号谐振放大器。

采用PSpice软件中的原理图制作窗口，绘制电路图如图1，此过程都是由教师完成。依据传统教学，教师会对电路器件和原理进行讲解，在由公式推导出电路的增益、带宽、选择性等。在此教学中，我们采用全新的方式，除了用仿真验证电路的静态参数和固定频率的增益外，我们在教学中重点讲解电路的选择性，即放大器的幅频特性曲线，先让学生看到电路仿真的结果（如图2），根据曲线让学生自己找到谐振频率，再引入通频带概念，引导学生读出电路的带宽。对于电路选择性的好坏，可以将仿真电路的负载更改为双调谐，观察仿真结果（如图3），比较两种结果，形象地说明电路性能。

2.2.2案例二：调幅电路。

调制和解调电路是射频技术课程的重点，但它们都属于非线性电路，如果采用严密的理论方式讲解，必定使学生陷入繁琐的推导中，课堂接受效果不好。在教学方法上，我们采用先仿真知结果、结果反映原理、再由参数改变结果的过程，将电路器件的作用和电路原理生动、形象地呈现在学生面前。

（1）采用PSpice软件中的原理图制作窗口，绘制电路图，如图4。简要说明各器件的功能，重点强调V8和V9是输入信号、V是输出电压。

（2）设置V8和V9（PartName VSIN）主要参数：

V8：DC=0.2V，VOFF=0，VAMPL=0.14V，FREQ=60KHz；

V9：DC=0.12V，VOFF=0，VAMPL=0.08V，FREQ=3KHz。

（3）设置仿真transient（瞬态分析），如图5。

（4）由Probe窗口输出仿真结果，如图6。

（5）学生可将V8和V9两个输入信号与结果相互比较，得到调幅电路的特点，事实证明非线性电路的合成。教师再详细讲解电路的工作原理，但要避免推导公式，将仿真波形与调幅波表达式中的各参数代表的物理量对照着说明。让学生自己改变电路中的参数，观察对输出的影响。

（6）观察调幅波的频谱，如图7，讲解频谱的概念及频谱搬移的原理，并测量调幅波的带宽。

（7）通过改变V8和V9参数的数值，根据仿真结果掌握调幅系数M和调幅波的功耗情况。

3.在实验中对照仿真

射频技术课程毕竟是理论与实际紧密结合的课程。本课程的工程性和实践性很强，在实验室的配备上对仪器仪表的要求也很高，如频谱分析仪、高精度示波器、扫频仪等。这些昂贵的设备制约着实验室的发展。计算机的仿真可部分取代实验设备，弥补设备不足的缺陷，让学生完整掌握本课程的内容。但是，仿真并不能真正代替实验，射频实际电路经常会受到电路器件的批次、电路制造工艺、使用环境等的影响。因此，在实验教学中，我们要求学生在实验之前，先对实验内容进行仿真预习，实验结束后，再将仿真结果与实验结果相互对照、比较，掌握电路。这样既培养了学生掌握独立分析电路、理解电路、消化电路的能力，又使学生深刻体会了实际生产和设计之间的关联和差异，培养了学生的实际操作意识，适应企业的需求。

4.在课程设计和毕业项目中应用仿真

课程设计是射频技术课程必不可少的环节，也是培养学生综合运用知识、提高技能和培养团队合作精神的最佳方式。在以往的教学中，课程设计受到实验设备条件的限制，往往学生所设计的电路无法验证其功能，从而大大降低了学生的学习兴趣。再有课程设计一般只有2周左右的时间，在短时间内制作电路板，装配和调试电路是很困难的，这些弊端使高频的课程设计达不到预期的效果，PSpice仿真的应用及时解决了这一问题。在课程设计和毕业项目中应用仿真的好处如下：

课程设计和毕业项目本身就是一个项目的实施过程，通过项目计划，学生养成了查找资料、识别电路图的能力。再由PSpice的电路检查功能，学生在仿真制图中，对电路就不是空洞的仿照，而是直接的了解。电路的参数决定电路的性能，通过对仿真器件参数的设定，学生了解了实际电路中器件参数的重要性，并对器件的厂家和型号都有更深的了解，工作后能更快地适应岗位。仿真的结果多样化，可以多角度、多方位地了解电路的性能。

5.结论

随着电子技术的发展，当今企业对人才的需求也在不断调高，这就迫切要求学校对课程内容进行改革。将EDA这种设计技术引入到教学中，使教学课程从内容到手段都发生了根本性的变化。我们在将PSpice软件应用到射频技术课程的教学过程中，发现学生对这门课的兴趣增强，开阔了他们的视野，拓宽了学习的内容，使学生掌握了现代电子设计的方法和手段，为其将来的发展打下了坚实的基础。

参考文献：

［1］钱聪，陈英梅.通信电子线路［M］.北京：人民邮电出版社，2004.

［2］苏宏宇.PSpice电路编辑程序设计［M］.北京：国防工业出版社，2004.

电路设计和仿真篇8

【关键词】Multisim;试验台;模拟电路;数字电路

Multisim是一款电子电路仿真软件。该软件相当与一个随身携带的移动电子电路实验工作台，元器件库也非常丰富。软件提供了在应用电子技术教学实验环节中所需的各种虚拟仪表、仪器，如数字万用表、示波器、函数信号发生器、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等，这些虚拟仪器仪表的外形、功能和使用方法与实际仪器非常相似，而且测试的数值和波形也更加精确可靠，可以对模拟或数字电路进行多种类型的仿真分析;仿真失败是会显示错误信息，提示可能出错的原因，具有强大的仿真能力。

Multisim能与其它软件进行信息交换。它可以导入其它电路仿真软件所建立的网络表文件，从而自动生成电路原理图，也可以绘制好的电路原理图转为网络表文件，提供给其它EDA软件（如protel等）进行PCB的布局和布线处理。

可见Multisim是一个非常实用的电子EDA设计软件，在教学上它非常适合作为学生电子电路实验、实训的辅助工具，它几乎可以完成在实验室进行的所有电子电路实验，可以让学生在学习过程中随时做到模拟实验台验证电子电路。Multisim软件的操作方法很方便易懂，要使用的元器件、仪器、仪表等，只需用鼠标点击，就可以拿来连接成电路，设置参数，启动运行，进行分析、测试等操作。下面用几个实验来说明：

一、基尔霍夫电流定律（KCL）、基尔霍夫电压定律（KVL）仿真实验

按下图搭建好实验电路，设置元件标号和参数，检查无误后，按下启动按钮进行电路仿真实验。由支路电流法列K.L方程验证：

i1+i2-i3=0 kcl

20i1+6i3-140=0 kvl

90-5i2-6i3=0 kvl

i1=4A， i2=6A， i3=10A

二、基本放大电路的仿真实验

按下图搭建好实验电路，设置元件标号和参数，检查无误后进行电路仿真实验。

1.静态工作点Q的测试与调整

输入信号为5mV/1KHz，调节可调电位器Rb1，使输出信号不失真时测量UBQ、UCQ、UEQ、UCEQ，计算出IBQ、ICEQ。

RB1过小使输出信号产生了饱和失真：

RB1过大使输出信号产生了截止失真：

2.电压放大倍数AV的测量

用数字多用表的交流电压档分别测量输入、输出信号的电压，然后用输出信号的电压除以输入信号的电压即得。

三、组合逻辑电路仿真实验

设计一列自动控制地铁，它离开站台的条件是车门关上（A）、路轨空出（B）。若车门由于机械故障不能关上，地铁可以手动操作（C）开动，但必须路轨空出。用与非门设计一个指示地铁开动（F）的逻辑电路。

按要求列出真值表，得出表达式、化简、画出逻辑图，根据逻辑图用与非门搭建好电路，然后用逻辑分析仪分析结果。

通过上述实验的仿真，Multisim有着友好的人机界面，方便的操作环境，强大的仿真能力，使得学习和运用Multisim仿真变得非常方便和一目了然，随着电子技术和计算机技术的高速发展，传统的电子电路与系统的设计和实验方法正被先进的计算机设计和电子仿真实验所取代。掌握Multisim仿真软件已成为机电、电子类工作者必备的工具，因此，本人从实际工作出发，建议我院能尽快使学生掌握运用Multisim仿真软件进行电子电路的实验仿真。

参考文献

[1]王连英.基于Multisim 11的电子线路仿真设计与实验[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]王廷才.电工电子技术EDA[M].北京：机械工业出版社，2003.