(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西戶縣,710030)

基于Altium Designer的電子產(chǎn)品仿真設(shè)計(jì)

吳瑋瑋

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西戶縣,710030)

本文以典型電子電路為基礎(chǔ)，介紹了基于Album Designer電子產(chǎn)品仿真設(shè)計(jì)過程，說明了仿真電路原理圖的編輯、仿真參數(shù)的設(shè)置、仿真方式及仿真命令的執(zhí)行，通過仿真可對電路進(jìn)行充分的分析、處理，優(yōu)化電路性能、縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)效率。

Altium Designer;電子產(chǎn)品;仿真

0 引言

進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以后，電子產(chǎn)品開發(fā)周期不斷縮短、生產(chǎn)批量逐漸減少、產(chǎn)品種類的多樣化以及新技術(shù)和新方法的采用導(dǎo)致了電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間更短、生產(chǎn)投資更大、系統(tǒng)更復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)方式已不能滿足現(xiàn)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要。

電子產(chǎn)品仿真技術(shù)常見的主要有Multisim、Altium Designer等，其中Altium Designer作為Alitum公司繼Protel系列產(chǎn)品(Tango.Protel for dos、Protel for windows、Protel 99SE、Protel DXP、Protel 2004等版本)之后推出的高端設(shè)計(jì)軟件。該軟件構(gòu)建了從電子設(shè)計(jì)流程的核心、元器件系統(tǒng)、和更大的開發(fā)和制造過程之間的聯(lián)系紐帶。并在單一環(huán)境中集成板級和FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)，以及混合信號電路仿真、規(guī)則驅(qū)動(dòng)PCB布局與編輯、改進(jìn)型拓?fù)渥詣?dòng)布線及全部計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)輸出能力等，并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能，使得Alitum Designer成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案。

1 Altium Designer電子產(chǎn)品仿真設(shè)計(jì)步驟

（1）繪制、編輯仿真電路原理圖

（2）設(shè)置仿真元件參數(shù)

（3）放置測試點(diǎn)并添加網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號

（4）設(shè)置仿真方式及相應(yīng)參數(shù)

（5）執(zhí)行仿真命令

（6）分析仿真結(jié)果

2 Altium Designer電路仿真設(shè)計(jì)實(shí)例

2.1 繪制、編輯仿真電路原理圖

由于Altium Designer采用了集成庫技術(shù)，原理圖符號中即包含了對應(yīng)的仿真模型，因此電路原理圖即可直接用來作為仿真電路原理圖，而Protel系列軟件的仿真電路則需要另行建立并單獨(dú)加載各元器件的仿真模型。

圖1 單管放大電路

2.2 設(shè)置仿真元件參數(shù)

雙擊元件，在元件屬性對話框中，設(shè)置元件編號等參數(shù)，在左下角Models列表選中點(diǎn)擊Simulation，編輯元件的仿真參數(shù)，以交流電壓源V1為例，設(shè)置其振幅為10mV，頻率為1KHZ。

圖2 點(diǎn)擊Simulation界面

圖3 交流電源V1仿真參數(shù)設(shè)置界面

2.3 設(shè)置仿真方式及相應(yīng)參數(shù)

繪制完原理圖后，在仿真之前，要選擇對電路進(jìn)行何種分析，采集哪些參數(shù)及波形。Altium Designer常用的仿真分析方法有靜態(tài)工作點(diǎn)分析(Operating Point Analysis)、瞬態(tài)分析(Transient Analysis)、直流掃描分析(DC Sweep Analysis)、交流小信號分析(AC Small Signal Analysis)、噪聲分析(Noise Analysis)、極—零點(diǎn)分析(Pole-Zero Analysis)、傳遞函數(shù)分析(Transfer Function Analysis)、溫度掃描分析(Temperature Sweep)、參數(shù)掃描(Parameter Sweep)、蒙特卡羅分析(Monte Carlo Analysis)等分析。

圖4 瞬態(tài)分析參數(shù)設(shè)置界面

以瞬態(tài)分析為例進(jìn)行說明，其參數(shù)設(shè)置界面如圖4所示，在其中選中Use Transient Default選項(xiàng)，使用默認(rèn)的瞬態(tài)分析設(shè)置進(jìn)行分析，設(shè)置默認(rèn)的顯示周期數(shù)（Default Cycles Displayed）為5，設(shè)置默認(rèn)的每周期仿真點(diǎn)數(shù)（Default Points Per Cycle）為20。

圖5 瞬態(tài)分析輸出波形圖

2.4 仿真結(jié)果分析

執(zhí)行瞬態(tài)分析命令后，其仿真輸出波形圖如圖5所示，由圖中可以看出其輸出信號無失真，其電壓放大倍數(shù)為：。

根據(jù)上述內(nèi)容我們可以看出，Altium Designer軟件能夠快速的完成電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)及前期仿真調(diào)試工作，并把分立的硬件、可編程硬件和軟件綜合起來構(gòu)成系統(tǒng)，花費(fèi)較少的時(shí)間即可完成從概念到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，大大地提高了電子產(chǎn)品開發(fā)的效率。

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真對于電子產(chǎn)品研發(fā)行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的作用和意義，在未來的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中更多的使用軟件也會(huì)研發(fā)出來，希望電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作者能夠時(shí)時(shí)強(qiáng)化自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，為我國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

[1] 徐向民.Altium Designer快速入門[M].北京:北京航天航空大學(xué)出版社.2008.

[2] 王靜.Altium Designer Winter 09電路設(shè)計(jì)案例教程[M].北京:中國水利水電出版社.2010.

吳瑋瑋（1980年—），男，陜西西安人，電子信息工程專業(yè)學(xué)士，計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域工程專業(yè)碩士，講師。研究方向：電子技術(shù)、信息技術(shù)等。

Altium Designer electronics simulation-based design

Wu Weiwei
(Defense Industry Vocational Technical College,Shaanxi huxian,710030)

This paper based on the typical electronic circuits, based on the introduction Album Designer electronics design process simulation,circuit simulation illustrates the schematic editor,simulation perform parameter settings,simulation methods and simulation commands,circuit simulation can fully analyze, process,optimize circuit performance and shorten the design cycle and improve design efficiency.

Altium Designer;electronics;simulation