使用 SPICE 网表

概览

本文介绍 SPICE 网表在 Altium Designer 中的工作原理、包含的信息,以及如何从原理图自动生成网表,从而简化仿真并减少错误。文章还将解析一个示例网表的结构,演示如何生成或运行网表,并介绍如何使用用户 SPICE 代码区域,直接在原理图中添加仿真器命令和自定义代码。如果您希望更清楚地了解仿真器在原理图视图背后处理的内容,并更有把握地开展基于网表的仿真,请继续阅读。

- 了解 SPICE 网表包含哪些内容、它与原理图的关系,以及自动生成网表为何有助于简化仿真流程。
- 通过实际示例,逐项解析常见的网表条目,包括元件、激励源、分析命令、模型和文档结束语句。
- 了解如何在原理图中定义用户 SPICE 代码区域,以及如何将其与图形化电路描述结合使用。
使用 AI 深入了解:

SPICE 网表是电路的文本表示形式,必须包含所有必要的元件及其参数、元件模型、连接关系和分析类型。仿真引擎处理的正是 SPICE 网表。在仿真时,原理图的图形表示可简化根据用户设计生成网表的过程。由于网表会在设计原理图时自动创建,因此无需手动创建,从而 简化了 流程并减少了 潜在错误。

指定元件和连接关系时,需要使用特殊语法来描述电路。尽管这种方法较为复杂,但它也有其优势—— 既可以直接使用网表进行仿真,也可以通过原理图进行仿真。

导入设计中的元件或从已安装的数据库库中放置的元件,只要分配了仿真模型,就会包含在生成的仿真网表中。

创建网表

要根据当前原理图生成仿真网表,请从菜单中选择 Simulate » Generate Netlist。要创建新的空白网表,请从菜单中选择 File » New » Mixed-Signal Simulation » AdvancedSim Netlist 命令。

为便于理解网表的内容,下面以一个网表示例进行说明,该网表 对应于其下方所示的原理图。

网表示例。
网表示例。

用于生成该网表的原理图。
用于生成该网表的原理图。

  • 以星号 * 开头的行是注释,用作辅助说明文本
  • CC11 0 NetC11_2 100nF 是元件描述,其中:
    • CC11 元件位号
    • 0 NetC11_2 – 元件引脚所连接的网络; 在此示例中,电容的第一个引脚连接到 GND (0) 电路,第二个引脚连接到 NetC11_2
    • 100nF – 元件值
  • VV6 NetC14_2 0 DC 0 PULSE(0 5 100n 10n 10n 400n 1u) AC 1mV 0 – 信号源描述:
    • VV6 – 元件位号
    • NetC14_2 0 – 元件连接引脚
    • DC 0 / AC 1mV / 0 – 信号源参数:直流、交流、相位
    • PULSE(0 5 100n 10n 10n 400n 1u) – 输出信号参数:初始值、脉冲值、延迟时间、上升时间、下降时间、脉冲宽度、周期
  • .PRINT =1 NetC13_1 NetC14_2 – 以波形图形式显示信号的命令
  • *Selected Circuit Analyses:
    • .TRAN 1 10u 0 1 – 所选计算类型(瞬态计算)及计算参数(起始时间、结束时间、步长)
  • *Models and Subcircuits:
    • .model PMOSFET_Level1 pmos (Level=1) – 指向所用晶体管模型的链接
  • .END – 文档结束

 

要直接从打开的网表运行仿真,请从主菜单中选择 Simulate » Run 命令(快捷键: F9)。

用户 SPICE 代码区域

用户 SPICE 代码区域是一种将 Mixed Sim 仿真器命令从电路传递到网表的机制。此机制用于对电路的局部进行快速原型验证,支持直接在电路图上定义完整的 SPICE 代码段,例如模型定义、参数以及用于计算的仿真器指令。

用户 SPICE 代码区域无法完全替代 SPICE 元件。这意味着,不能仅使用用户 SPICE 代码区域来生成电路仿真器的任务。因此,此机制是面向高级用户的实用补充,但仍需要以原理图的图形形式描述电路。

要定义用户 SPICE 代码区域:

  1. 在原理图上添加一个文本框对象。
  2. 将 .nsx 文本添加为文本框的第一行。
  3. 在 .nsx 行下方,按照 SPICE 语法要求编写 SPICE 代码。

生成网表时,网表中会出现一个区域,其中包含自定义 SPICE 代码段中的文本。

在一张原理图图纸中,可以根据需要定义任意数量的用户 SPICE 代码区域。所有区域都将合并为网表中的一个代码块。

定义 用户 SPICE 代码区域的示例。
定义 用户 SPICE 代码区域的示例。

用户 SPICE 代码区域可用于重新定义 Advanced Parameters Settings 对话框的 Global Parameters 选项卡中指定的全局参数。如果在 Global Parameters 选项卡和用户 SPICE 代码区域中定义了同名参数,则文本框中的信息具有更高的优先级。
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