Search In: Doc:Documentation: Altium Designer
Altium DesignerAltium 365Altium MCAD CoDesignerAltium On-Prem Enterprise ServerCompany DashboardAltium Infrastructure ServerAltium Developer Center
Close
Поиск Search on Documentation

Настройка и запуск моделирования

Updated: апреля 20, 2026

Этот Analysis Setup & Run панель Simulation Dashboard панели используется для настройки и запуска расчетов. После проверки схемы и подготовки её к моделированию настройте требуемый тип расчёта, как описано в разделах ниже.

Область Analysis Setup & Run область Simulation Dashboard панели
Область Analysis Setup & Run область Simulation Dashboard панели

В следующих разделах описано, как настроить типовые расчеты и дополнительные параметры моделирования.

Number formats

Численные поля, определённые в Analysis Setup & Run области Simulation Dashboard панели, можно вводить в трех форматах параметров: обычном, инженерном и научном.

В обычном формате число вводится явно, например, «1000000» для обозначения одного миллиона.

В инженерном формате число представляется в виде мантиссы (любого действительного числа) и показателя степени, вводимого одной или несколькими цифрами в соответствии с приведенной ниже таблицей. Например, один миллион в инженерном формате можно представить как «1meg».

Префикс Символ Название и значение
f фемто, 10⁻¹⁵
p пико, 10⁻¹²
n нано, 10⁻⁹
у микро, 10⁻⁶
м милли, 10⁻³
к кило,10³
мега мега,10⁶
г гига,10⁹
т Терра,10¹²

Научный формат чисел позволяет представлять число в виде двух частей: мантиссы и экспоненты степени 10. Разделение мантиссы и экспоненты должно производиться с помощью латинской буквы «e» — например, «1e6» для одного миллиона. Мантисса и показатель степени определяются как действительные числа.

Анализ рабочей точки

Анализ рабочей точки используется для определения рабочей точки цепи в режиме постоянного тока при закороченных индукторах и разомкнутых конденсаторах. Данный анализ позволяет рассчитать значения токовых и напряженных точек равновесия при стационарном режиме работы цепи, коэффициенты передачи в режиме постоянного тока, а также определить полюса и нули характеристики передачи переменного тока, необходимые для других видов расчетов.

Анализ рабочей точки настраивается в Operating Point области панели Simulation Dashboard панели.

Используйте Display on schematic кнопки для отображения рассчитанных значений непосредственно на схеме:

  • Voltage – отображение напряжений на узлах относительно опорного узла
  • Power – отобразить мгновенную потребляемую (положительное значение) или выделяемую (отрицательное значение) мощность
  • Current – отображение выходного тока компонента.

После запуска анализа рассчитанные значения напряжения, мощности и/или тока будут отображаться в виде меток на соответствующих узлах.

  • Метки можно перемещать по схеме, щелкнув, удерживая и перетаскивая их.
  • Рассчитанные значения также могут отображаться на схеме после выполнения анализа рабочей точки.

Документ с результатами моделирования будет содержать расчеты по датчику, размещенному в цепи.

Значения автоматически рассчитываются для всех узлов в цепи. Дополнительные значения можно добавить в таблицу результатов из Sim Data панели. Подробнее о работе с текстовыми данными.

Ниже приведён пример настроенного анализа рабочей точки для схемы и документа с результатами моделирования. Обратите внимание, что метки значений результатов (для включённых расчётов напряжения и мощности), появляющиеся после завершения моделирования, отображаются на листе схемы. Также приведён пример добавления ещё одного расчётного значения в документ с результатами моделирования.

 

Устройство «Node Set» используется для задания начального напряжения на узле схемы во время предварительного прохода анализа рабочей точки. После этого начального прохода ограничение снимается, и итерации продолжаются до получения решения с истинным смещением. Чтобы использовать устройство «Node Set», разместите .NS компонент из Simulation Generic Components библиотеки, а затем установите Initial Voltage значение размещенного компонента.

В большинстве схем это устройство, как правило, не требуется для достижения сходимости. Однако оно может оказаться полезным при моделировании бистабильных или астабильных схем.

Анализ передаточной функции

Анализ передаточной функции (анализ малых сигналов постоянного тока) позволяет рассчитать входное сопротивление постоянного тока, выходное сопротивление постоянного тока и коэффициент усиления по постоянному току в каждой узловой точке цепи.

Чтобы выполнить анализ передаточной функции, включите Transfer Function опцию в Operating Point разделе панели Simulation Dashboard панели. После включения этой опции становятся доступны соответствующие параметры анализа:

  • Source Name – источник входного сигнала малого амплитудного сигнала, используемый в качестве эталона входного сигнала для расчетов.
  • Reference Node – узел в схеме, используемый в качестве эталона для расчётов в каждом указанном узле напряжения. «0' — опорный узел (GND по умолчанию).

Ниже приведён пример настроенного анализа передаточной функции для схемы и документ с результатами моделирования. В документе с результатами моделирования выберите Transfer Function график, щелкнув вкладку в нижней части рабочей области, чтобы перейти к результатам анализа.

Обратите внимание, что изначально на графике данные не отображаются. Рассчитанные значения можно добавить в таблицу результатов из Sim Data панели. Подробнее о работе с текстовыми данными.

 

Анализ полюсов и нулей

Анализ полюсов и нулей позволяет определить устойчивость линейной системы с одним входом и одним выходом путем вычисления полюсов и/или нулей в передаточной функции переменного тока малого сигнала для данной схемы. Находится рабочая точка цепи в режиме постоянного тока, которая затем линеаризуется; после этого определяются малого-сигнальные модели для всех нелинейных элементов в цепи. Затем эта цепь используется для нахождения полюсов и нулей, удовлетворяющих заданной передаточной функции.

Анализ полюсов и нулей работает с резисторами, конденсаторами, индукторами, линейно-управляемыми источниками, независимыми источниками, диодами, биполярными транзисторами, MOSFET и JFET. Линии передачи не поддерживаются.

Для выполнения анализа полюсов и нулей включите Pole-Zero Analysis опцию в Operating Point разделе Simulation Dashboard панели. После включения этой опции становятся доступны соответствующие параметры анализа:

  • Input Node – положительный входной узел схемы.

  • Input Reference Node – опорный узел для входа схемы.

  • Output Node – положительный выходной узел схемы;

  • Output Reference Node – опорный узел для выхода схемы.

  • Analysis Type – позволяет дополнительно уточнить задачу анализа. Выберите этот параметр, чтобы найти все полюса, удовлетворяющие передаточной функции цепи (Poles Only), все нули (Zeros Only), либо и те, и другие Poles и Zeros.

  • Transfer Function Type – определяет тип передаточной функции переменного тока для малых сигналов, которая будет использоваться для цепи при расчёте полюсов и/или нулей. Доступны два типа:

    • V(output)/V(input) – Передаточная функция с усилением по напряжению.

    • V(output)/I(input) – Передаточная функция по импедансу.

При выборе узла обратите внимание, что '0» является опорным узлом (GND по умолчанию).

Ниже приведен пример настроенного анализа полюсов и нулей для схемы, а также документ с результатами моделирования. В документе с результатами моделирования выберите Pole-Zero Analysis график, щелкнув вкладку в нижней части рабочей области, чтобы просмотреть результаты анализа.

 
В анализе полюсов и нулей используется метод субоптимального численного поиска. Для больших схем поиск может занять значительное время или не привести к обнаружению всех полюсов и нулей. В случае некоторых схем метод «сбивается с пути» и находит чрезмерное количество полюсов или нулей. Если при поиске как полюсов, так и нулей наблюдается отсутствие сходимости, уточните параметры анализа, чтобы рассчитывать только полюсы или только нули.

Прогон по постоянному току

Анализ «Пробег по постоянному току» генерирует результаты, аналогичные результатам криволинейного трассира. Он выполняет серию анализов рабочих точек, изменяя значения выбранных параметров с заданным шагом, чтобы получить передаточную характеристику по постоянному току.

Анализ «Прогон по постоянному току» настраивается в DC Sweep области панели Simulation Dashboard панели.

Нажмите на Add Parameter элемент управления, чтобы добавить параметры, значения которых будут изменяться ступенчато. Это может быть значение постоянного тока или напряжения источника, номинал резистора или температура (Temp). В From, Toи Step укажите, соответственно, начальное значение, конечное значение и величину шага, которые будут использоваться в заданном диапазоне измерения.

К источнику можно добавить несколько параметров, однако в расчетах будут использоваться только первые два параметра из списка, для которых установлены флажки слева.

Используйте Output Expressions раздел для добавления выражений, которые будут выводиться в виде осциллограмм в документах с результатами моделирования (в дополнение к осциллограммам для датчиков, размещенных в схеме). Подробнее см. в разделе«Добавление выходных выражений ».

Ниже приведён пример настроенного анализа «DC Sweep» для схемы и документа с результатами моделирования.

 

Переходный процесс

Анализ переходных процессов генерирует результаты, аналогичные тем, что обычно отображаются на осциллографе, вычисляя переходные выходные переменные (напряжение или ток) в зависимости от времени в течение заданного пользователем интервала времени или количества периодов. Перед анализом переходных процессов автоматически выполняется анализ рабочей точки для определения постоянного смещения цепи, если не включена опция Use Initial Conditions опция не включена.

Анализ переходных процессов настраивается в области «Transient» панели Simulation Dashboard панели.

Определите временной интервал / количество периодов для анализа, выбрав нужный режим и указав соответствующие значения:

  •  – Interval режим. Задайте значения начала и конца требуемого временного интервала (в секундах) и номинальный шаг времени в From, To, а также Step полях.

  •  – Period режим. Задайте значения начала и конца требуемого временного интервала (в секундах), количество периодов синусоидальной волны и количество точек данных на один период синусоидальной волны в полях From, N Periodsи Points / Period .

Используйте Output Expressions раздел, чтобы добавить выражения, которые будут выводиться в виде синусоидальных кривых в документах с результатами моделирования (в дополнение к синусоидальным кривым для датчиков, размещенных в цепи). Подробнее см. в разделе«Добавление выходных выражений ».

Включите Use Initial Conditions опцию, чтобы использовать начальные условия для расчета переходного процесса, минуя анализ рабочей точки. Используйте эту опцию, если хотите выполнить анализ переходных процессов, начиная не с рабочей точки покоя. Начальное условие можно задать для каждого соответствующего компонента на схеме (задайте значение соответствующего параметра, например, Initial Current для индуктора или Initial B-E Voltage или Initial C-E Voltage для биполярного транзистора), либо в схему можно разместить устройства .IC (используйте команду Simulate » Place Initial Condition команду из главного меню или разместите .IC компонент из Simulation Generic Components библиотеки, а затем установить Initial Voltage значение размещенного компонента). Значение .IC компонента имеет приоритет над объектом .IC, присоединенным к сети.

Ниже приведён пример настроенного анализа переходных процессов для схемы и документ с результатами моделирования.

 

Фурье-анализ

Анализ Фурье проекта основан на данных последнего цикла переходного процесса, зафиксированных во время анализа переходных процессов. Например, если основная частота составляет 1 кГц, то для анализа Фурье будут использованы данные переходного процесса за последний цикл продолжительностью 1 мс.

Чтобы выполнить анализ Фурье, включите Fourier Analysis опцию в Transient разделе Simulation Dashboard панели. После включения этой опции становятся доступны соответствующие параметры анализа:

  • Fourier Fundamental Frequency – частота сигнала, аппроксимируемого суммой синусоидальных волн.
  • Fourier Number of Harmonics – количество гармоник, которые необходимо учитывать при анализе. Каждая гармоника представляет собой целое кратное основной частоте. Вместе с синусоидой основной частоты гармоники суммируются, образуя реальную форму сигнала, подвергаемого анализу. Чем больше гармоник участвует в суммировании, тем точнее аппроксимация формы сигнала (например, суммирование синусоидальных волн для формирования прямоугольной волны).

Ниже приведен пример настроенного Фурье-анализа для схемы и документ с результатами моделирования. Первые два графика показывают формы сигналов, полученные в результате анализа переходных процессов схемы, а последующие графики, представленные на отдельном Fourier Analysis графике документа с результатами моделирования, показывают результаты анализа Фурье. Прямоугольная волна, основная частота которой составляет 1 кГц, разлагается на синусоиды с частотами, являющимися нечётными кратными этой частоты (нечётные гармоники), как показано на третьем графике (1 кГц, 3 кГц, 5 кГц, 7 кГц и т. д.), а амплитуды уменьшаются с каждой последующей гармоникой.

 

Анализ напряжений

Эта функция находится в стадии открытого бета-тестирования и доступна, если Simulation.StressAnalysis опция включена в диалоговом окне «Расширенные настройки».

Расчет нагрузок используется для вычисления условий эксплуатации каждого отдельного компонента, таких как максимальные напряжения, токи и рассеиваемая мощность, а также для их проверки на соответствие пределам, заданным в модели нагрузок компонента.

Модель нагрузки компонента настраивается на Stress вкладке диалогового Sim Model , открываемого для модели моделирования компонента. Здесь можно выбрать необходимые Device Type и задать значения параметров, а также определить сопоставление выводов между моделью нагрузки (в которой выводы заданы заранее) и моделью моделирования. Дополнительные сведения о настройке модели анализа нагрузки см. на странице«Редактирование отдельного компонента».

Коэффициенты понижения номинальных значений, уменьшающие предельные значения параметров, рассчитываются на основе параметров модели нагрузки. В качестве альтернативы эти значения можно задать на Stress вкладке Advanced Analysis Settings диалогового окна (доступ к которому осуществляется нажатием на Settings элемента управления в Analysis Setup & Run области панели Simulation Dashboard панели).

Для выполнения расчёта на напряжения включите Stress Analysis опцию в Transient области Simulation Dashboard панели. В документе с результатами расчета выберите Stress диаграмму, щелкнув вкладку в нижней части пространства проектирования, чтобы перейти к результатам анализа.

 

  • Используйте элементы управления в верхней части Stress диаграммы, чтобы отобразить только интересующие вас результаты расчета напряжений:

    • Используйте Search поле, чтобы отобразить только те результаты, которые Component или Parameter содержат введенную строку.
    • Установите Hide Invalid Measurement флажок, чтобы скрыть результаты, считающиеся недопустимыми (а также результаты без значения).

     

  • Если Stress диаграмма отсутствует в документе с результатами моделирования, можно воспользоваться Chart » Create/Update Stress Chart команду из главного меню редактора SimView, чтобы добавить диаграмму и заполнить её данными на основе расчётов по диаграмме переходных процессов и параметров напряжений компонентов на схеме. Если диаграмма напряжений уже существует в документе, используйте команду для обновления диаграммы с учётом последних результатов анализа переходных процессов и текущих значений параметров напряжений компонентов на схеме.

    Обратите внимание: при создании диаграммы напряжений с помощью этой команды будет использоваться значение температуры расчета по умолчанию — 27 °C. Если диаграмма уже существует (был выполнен расчет напряжений), будет использоваться фактическая температура расчета.

Развертка переменного тока

Анализ «Проходная характеристика по переменному току» генерирует результаты, отражающие частотную характеристику схемы, вычисляя переменные выхода по переменному току при малых сигналах в зависимости от частоты. Сначала выполняется анализ рабочей точки для определения постоянного смещения схемы, при этом источник сигнала заменяется генератором синусоидального сигнала с фиксированной амплитудой, а затем проводится анализ схемы в заданном диапазоне частот. Обычно в качестве желаемого результата анализа малых сигналов переменного тока используется передаточная функция (коэффициент усиления по напряжению, трансимпеданс и т. д.).

Прежде чем вы сможете выполнить анализ «Проходная характеристика переменного тока», схема цепи должна содержать как минимум один источник сигнала со введенным значением для параметра AC Magnitude параметра (для определения начальной фазы можно использовать опциональный AC Phase может использоваться для определения начальной фазы). Именно этот источник заменяется генератором синусоидальной волны во время моделирования.

Для анализа «AC Sweep» необходимо задать параметр «AC Magnitude».
Для анализа «AC Sweep» необходимо задать параметр «AC Magnitude».

Настройка анализа «AC Sweep» осуществляется в AC Sweep области панели Simulation Dashboard панели.

Задайте следующие параметры для анализа:

  • Start Frequency – начальная частота генератора синусоидального сигнала (в Гц).
  • End Frequency – конечная частота генератора синусоидальной волны (в Гц).
  • No. Points / Points/Dec / Points/Oct – шаг диапазона развертки в сочетании с выбранным Type.
  • Type – тип распределения точек данных в частотном спектре. Доступны следующие три типа:
    • Linear – общее количество точек данных, равномерно распределенных по линейной шкале.
    • Decade – количество равномерно распределенных точек данных на каждом декаделогарифмическойшкалы с основанием 10.
    • Octave – количество равномерно распределенных точек данных на каждую октавулогарифмическойшкалы с основанием 2.

Используйте раздел Output Expressions раздел для добавления выражений, которые будут выводиться в виде осциллограмм в документах с результатами моделирования (в дополнение к осциллограммам для датчиков, размещенных в цепи). Подробнее см. в разделе«Добавление выходных выражений ».

При настройке выражения вывода для анализа «AC Sweep» обратите внимание, что вы можете выбирать из ряда Complex Functions в диалоговом окне Add Output Expression .

Настройка выражения вывода с использованием комплексных функций для анализа «AC Sweep»
Настройка выражения вывода с использованием комплексных функций для анализа «AC Sweep»

Функция Описание
Амплитуда Возвращает амплитуду волны.
Амплитуда (дБ) Возвращает амплитуду волны, выраженную в децибелах.
Реальная Возвращает действительную составляющую комплексной формы сигнала.
Мнимая Возвращает мнимую составляющую комплексной формы сигнала.
Фаза (град.) Возвращает фазу волны, выраженную в градусах.
Фаза (рад) Возвращает фазу волны, выраженную в радианах.
Групповая задержка Возвращает групповую задержку волны.

Ниже приведен пример настроенного анализа AC Sweep для схемы и документ с результатами моделирования.

 

В анализе переменного тока поддерживаются выходное напряжение, мощность и ток, в том числе для следующих компонентов:

VCVS VCCS CCVS CCCS
VCVS_Table VCCS_Таблица CCVS_Таблица CCCS_Таблица
VCVS_Poly VCCS_Poly CCVS_Poly CCCS_Poly
VCVS_Expr VCCS_Expr CCVS_Expr CCCS_Expr

Анализ шума

Анализ шума измеряет вклад резисторов и полупроводниковых устройств в шум путем построения графика спектральной плотности шума, которая представляет собой шум, измеряемый в вольтах в квадрате на герц (В²/Гц). Конденсаторы, индукторы и управляемые источники рассматриваются как не создающие шума.

Чтобы выполнить анализ шума, включите Noise Analysis опцию в AC Sweep области панели Simulation Dashboard панели. После включения этой опции становятся доступны соответствующие параметры анализа:

  • Noise Source – независимый источник напряжения в цепи, который будет использоваться в качестве эталонного входного сигнала для расчётов шума;

  • Output Node – узел в схеме, в котором будет измеряться суммарный выходной шум.

  • Ref Node – узел в цепи, используемый в качестве эталона для расчёта общего выходного шума при желаемом Output Node. По умолчанию для этого параметра установлено значение «0» (опорный узел, GND по умолчанию). Если в качестве эталонного узла выбран любой другой узел, суммарный выходной шум рассчитывается как V(Output Node) - V(Reference Node).

  • Points Per Summary – позволяет управлять тем, какое измерение шума выполняется. Поддерживаются следующие значения этого параметра:

    • 0 – при установке этого параметра в данное значение будут измеряться только входной и выходной шумы.

    • 1 – при установке этого параметра на данное значение будет производиться измерение вклада каждого компонента схемы в общий уровень шума.

    Ввод целого числа, превышающего 1 эквивалентно указанию 1.

Пример настроенного анализа шума для схемы и документ с результатами моделирования приведены ниже.

В документе с результатами моделирования выберите Noise Spectral Density график, щелкнув по вкладке в нижней части пространства проектирования, и добавьте необходимые волны к текущему графику, выбрав соответствующую запись в Source Data списке на Sim Data панели и нажав на Add Wave to Plot кнопку. onoise_spectrum Характеристика (синяя линия) показывает общий выходной шум, измеренный на указанном выходном узле, в данном случае Output. inoise_spectrum График формы сигнала (красный) показывает величину шума, которую необходимо было бы подать на вход, чтобы получить измеренный выходной шум в этом узле.

Аналогичным образом выберите Integrated Noise диаграмму, щелкнув вкладку в нижней части пространства проектирования, и добавьте необходимые расчётные значения в таблицу результатов, выбрав соответствующую запись в Source Data списке на Sim Data панели и нажав кнопку Add Wave to Plot кнопку.

 
Если Points Per Summary параметр был установлен в значение 1 вместо 0, был бы измерен вклад каждого соответствующего компонента схемы в выходной шум, и соответствующие формы сигналов для каждого из них были бы доступны на Sim Data панели.

Анализ S-параметров

Эта функция находится в стадии открытого бета-тестирования и доступна, если Simulation.SParametersAnalysis опция включена в диалоговом окне «Расширенные настройки».

S-параметры (параметры рассеяния) позволяют описывать цепи на основе соотношения падающих и отраженных микроволновых сигналов (для тестируемого устройства — сколько мощности проходит от одного порта к другому и сколько отражается обратно). Эти соотношения впоследствии можно использовать для расчёта свойств цепи, включая входное сопротивление, частотную характеристику и изоляцию. Хотя анализ S-параметров в первую очередь предназначен для РЧ-цепей и компонентов, он в равной степени полезен для любой цепи, имеющей как минимум два источника (порта).

Чтобы выполнить анализ S-параметров, включите S-Parameters Analysis опцию в AC Sweep панели Simulation Dashboard панели. После включения этой опции становятся доступны соответствующие параметры анализа. Определите участвующие порты (источники) и задайте импеданс для каждого из них (по умолчанию — 50 Ом). Если устройство имеет более двух портов, их можно добавить (с помощью Add элемента управления) и соответствующим образом определить их параметры, что приведет к включению большего числа S-параметров в итоговую «S-матрицу».

Механизм моделирования также вычисляет Y-параметры (адмитанс) и Z-параметры (импеданс), которые по желанию можно добавить на графики в диаграмме.

Используйте Output Expressions раздел, чтобы добавить выражения, которые будут выводиться в виде сигналов в документах с результатами моделирования в виде s__, y__, или z__, например, s_1_1 или y_1_2.

После выполнения анализа с перебором переменных частот данные S-параметров будут доступны на S-parameters Analysis графике в документе с результатами моделирования.

Ниже приведен пример настроенного анализа S-параметров для схемы и документ с результатами моделирования.

 

Дополнительные анализы

Доступно несколько дополнительных типов анализа. Принцип дополнительных расчётов заключается в прохождении по значениям параметров в пределах выбранного диапазона и выполнении серии расчётов для каждого значения параметров.

Температурный прогон

Функция «Температурный прогон» используется для анализа схемы при каждой температуре в заданном диапазоне, в результате чего генерируется серия кривых — по одной для каждого значения температуры.

Чтобы выполнить анализ «Температурный прогон», включите Temp. Sweep опцию в нижней части Analysis Setup & Run области Simulation Dashboard панели. Нажмите Settings , чтобы настроить анализ в Temperature области на General вкладке Advanced Analysis Settings открывшегося диалогового окна, используя следующие параметры:

  • From – начальная температура требуемого диапазона развертки (в градусах Цельсия).
  • To – конечная температура требуемого диапазона развертки (в градусах Цельсия).
  • Step – шаг, который будет использоваться при определении значений в диапазоне сканирования.

Ниже приведён пример настроенного анализа «AC Sweep» для схемы в сочетании с функцией «Temperature Sweep», а также документ с результатами моделирования.

 

Сканирование параметров

Функция «Сканирование параметров» позволяет сканировать значения устройств, источников и/или температуры с заданными шагами в пределах указанного диапазона.

При прогоне параметров могут изменяться базовые компоненты и модели — данные подсхем при этом не изменяются.

Чтобы выполнить анализ «Сканирование параметров», включите Sweep опцию в нижней части Analysis Setup & Run области панели Simulation Dashboard панели. Нажмите Settings , чтобы настроить анализ в области «Прогон по параметрам» на General вкладке Advanced Analysis Settings открывшемся диалоговом окне. Нажмите Add Parameter элемент управления, чтобы добавить параметр для ступенчатого изменения, и выберите параметр в раскрывающемся меню. Выберите тип распределения параметра для ступенчатого изменения и заполните поля ниже, чтобы задать параметры распределения:

  • Linear – укажите начальное значение, конечное значение и шаг, который будет использоваться в заданном диапазоне прогона, в поле From, Toи Step соответственно.
  • Decade – укажите начальное значение, конечное значение и количество точек данных с десятикратным порядком изменения значения параметра в полях From, Toи Points/Dec полях соответственно.
  • Octave – укажите начальное значение, конечное значение и количество точек данных, изменяя значения параметров в два раза в полях From, Toи Points/Oct полях соответственно.
  • List – укажите список требуемых значений параметров (разделенных пробелом) в поле Values поле.

Добавьте и настройте столько параметров для пошагового изменения, сколько необходимо.

Ниже приведён пример настроенного переходного анализа для схемы с использованием функции «Пробег параметров» и документ с результатами моделирования.

 

Метод Монте-Карло

Анализ по методу Монте-Карло позволяет выполнять несколько прогонов моделирования со случайным изменением значений компонентов в пределах заданных допусков.

  • Анализ по методу Монте-Карло может варьировать основные компоненты и модели — данные подсхем не варьируются во время анализа.
  • Значения каждого компонента варьируются случайным образом независимо от других компонентов. Например, если в схеме имеются два резистора номиналом 10 кОм, а допуск по умолчанию установлен на 10%, то во время первого прогона моделирования один резистор может иметь значение 953 Ом, а другой — 1022 Ом. Программа использует отдельное и независимое случайное число для генерации значения каждого компонента.

Чтобы выполнить анализ методом Монте-Карло, включите Monte Carlo опцию в нижней части Analysis Setup & Run области панели Simulation Dashboard панели. Нажмите Settings , чтобы настроить анализ в Monte Carlo области на General вкладке Advanced Analysis Settings открывшегося диалогового окна, используя следующие параметры:

  • Number of Runs – количество прогонов моделирования, которые должен выполнить симулятор. Для каждого прогона будут использоваться разные значения параметров устройства в пределах указанного диапазона допуска. (По умолчанию = 5).
  • Distribution – этот параметр определяет распределение значений, получаемых при генерации случайных чисел. Доступны три типа распределения:
    • Uniform (По умолчанию) – это равномерное распределение. Значения равномерно распределены в пределах указанного диапазона допуска. Например, для резистора номиналом 1 кОм с допуском 10 % вероятность того, что случайно сгенерированное значение будет находиться в диапазоне от 900 Ом до 1100 Ом, одинакова.
    • Gaussian – значения распределяются в соответствии с гауссовой (колоколообразной) кривой, центр которой находится на номинальном значении, а указанный допуск соответствует ±3 стандартных отклонений. Для резистора номиналом 1 кОм с допуском ±10 % центр распределения будет находиться в точке 1000 Ом, +3 стандартных отклонения — в точке 1100 Ом, а -3 стандартных отклонения — в точке 990 Ом. При таком типе распределения выше вероятность того, что случайно сгенерированное значение будет ближе к заданному значению.
    • Worst Case – это то же самое, что и равномерное распределение, но используются только крайние точки (наихудшие случаи) диапазона. Для резистора 1 кОм ± 10 % используемое значение будет случайным образом выбрано из двух наихудших значений: 990 Ом и 1100 Ом. При любом отдельном прогоне моделирования существует равная вероятность того, что будет использовано либо верхнее значение наихудшего случая (1100 Ом), либо нижнее значение наихудшего случая (990 Ом).
  • Seed – это значение используется симулятором для генерации случайных чисел при различных прогонах анализа. Если вы хотите запустить симуляцию с другой последовательностью случайных чисел, это значение необходимо заменить на другое число. (Default = -1).
  • Group Tolerances:
    • Resistor – допуска, которые необходимо соблюдать для резисторов. Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %).
    • Capacitor – допуск, который необходимо соблюдать для конденсаторов. Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %).
    • Inductor – допуск, который необходимо соблюдать для индуктивностей. Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %).
    • Transistor – допуска, которые необходимо соблюдать для транзисторов (коэффициент бета в прямом направлении). Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %).
    • DC Source – допуск, который необходимо соблюдать для источников постоянного тока. Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %).
    • Digital Tp – допуск, который необходимо соблюдать для цифрового Tp (задержка распространения сигнала для цифровых устройств). Значение вводится в процентах (по умолчанию = 10 %). Этот допуск используется для определения допустимого диапазона значений, которые могут генерироваться генератором случайных чисел для устройства. Для устройства с номинальным значением ValNom, этот диапазон можно выразить как ValNom - (Tolerance * ValNom) ... ValNom + (Tolerance * ValNom)

Ниже приведён пример настроенного анализа переходных процессов для схемы в сочетании с функцией анализа по методу Монте-Карло, а также документ с результатами моделирования.

 

Анализ чувствительности

Анализ чувствительности позволяет определить, какие компоненты схемы или факторы оказывают наибольшее влияние на выходные характеристики схемы. Используя эту информацию, можно уменьшить влияние отрицательных характеристик или, напротив, улучшить рабочие характеристики схемы за счет положительных характеристик. Анализ чувствительности вычисляет коэффициенты чувствительности в виде числовых значений заданных измерений, связанных с компонентами или параметрами моделей элементов схемы, а также чувствительность к температуре и глобальным параметрам. Результатом анализа является таблица диапазонов значений коэффициентов чувствительности для каждого типа измерений.

Если вы решите рассчитать чувствительность, анализы «Температурный разнос», «Разнос параметров» и «Монте-Карло» будут недоступны.

Для проведения анализа чувствительности необходимо настроить соответствующее измерение. В приведенном ниже примере для анализа «AC Sweep» настроено выходное выражение, dB(v(OUT)), и для этого выхода настроены два измерения: BW (ширина полосы) и MAX (максимальная амплитуда). Чувствительность можно рассчитать для любого из этих измерений.

Чтобы выполнить анализ чувствительности, включите Sensitivity опцию в нижней части Analysis Setup & Run области Simulation Dashboard панели. Нажмите Settings , чтобы настроить анализ на Sensitivity вкладке Advanced Analysis Settings открывшемся диалоговом окне. Используйте Group Deviations область, чтобы задать относительный допуск, применяемый к значению компонента для компонентов данного типа. Используйте Custom Deviations область для анализа чувствительности любого объекта с параметрическим значением, поддерживающим расчеты анализа чувствительности. Все настройки чувствительности по умолчанию имеют значение 1mи допускают диапазон значений от 1u от 0.1.

После запуска анализа перейдите на Measurements вкладку Sim Data панели в документе с результатами, выберите нужный набор результатов измерений и нажмите кнопку Sensitivity кнопку, чтобы перейти к Sensitivity график. Результаты анализа чувствительности отображаются в таблице, что позволяет быстро определить компонент, обладающий наибольшей чувствительностью к изменениям своего значения.

 

Поиск баланса между точностью и производительностью

Важной частью настройки моделирования является установка правильных значений диапазонов, используемых в моделировании.

Например, значения по умолчанию могут не соответствовать требуемому времени моделирования, необходимому с учётом характеристик схемы. В качестве примера рассмотрим переходную характеристику, настроенную с помощью From - To интервалом времени от 0 до 1 мкс, как показано ниже.

Временной интервал переходного процесса настроен в диапазоне от 0 до 1 мкс.
Временной интервал переходного процесса настроен в диапазоне от 0 до 1 мкс.

В этой схеме для источника задана Period 1 мкс, как показано ниже.

Период источника составляет 1 мкс.
Период источника составляет 1 мкс.

Указанный диапазон переходных процессов не позволит правильно смоделировать схему с учётом характеристик её работы, как показано ниже.

Диапазон времени переходного процесса слишком короткий для периода, заданного в источнике.

Аналогично, когда диапазон широк (например, от 0 до 100 мкс), анализ графика также затрудняется, а время, необходимое для анализа, увеличивается.

Диапазон переходного времени слишком широк.
Диапазон переходного времени слишком широк.

Вместо этого выберите значение диапазона, превышающее значение периода сигнала, например 5 периодов (0–5 мкс). Этого должно быть достаточно для выхода схемы на стабильный режим, но не будет чрезмерным для данного типа расчёта.

Подходящий временной диапазон для анализа переходных процессов данной схемы.
Подходящий временной диапазон для анализа переходных процессов данной схемы.

Также важно правильно выбрать шаг значений для расчёта или количество точек, отображаемых на графике. Если выбрать слишком большое количество точек, расчёт будет выполняться медленнее, а недостаточное количество точек приведёт к неточным результатам.

Рассмотрим, например, приведенные ниже амплитудно-частотные характеристики: для первой из них использовано 10 точек, а для второй — 1000. Разница в количестве точек не оказывает существенного влияния на время расчета, но значительно повышает точность характеристик.

Результаты анализа при использовании недостаточного количества точек для расчета.
Результаты анализа при использовании недостаточного количества точек для расчета.

Для расчёта использовано подходящее количество точек.
Для расчёта использовано подходящее количество точек.

Чтобы отобразить точки данных расчёта на графиках, включите Show Data Points опцию в Document Options (Tools » Document Options).

Добавление выходных выражений

При настройке некоторых видов анализа можно добавлять выражения, которые будут выводиться в виде осциллограмм в документах с результатами моделирования (в дополнение к осциллограммам датчиков, размещённых в цепи). Чтобы добавить выражение, нажмите на Add элемент управления в Output Expression разделе нужной области анализа на Simulation Dashboard панели. Под текущей выбранной строкой выходного выражения появится пустая строка. Укажите выходное выражение и задайте номер и цвет графика. Это можно сделать, используя добавленную запись прямо на панели, либо нажав кнопку « » и выбрав из списка доступных Waveforms в Add Output Expression диалоговом окне.

Выберите нужное выражение вывода или определите новую функцию, а затем настройте параметры построения графика для этого выражения.
Выберите нужное выражение вывода или определите новую функцию, а затем настройте параметры построения графика для этого выражения.

В Waveforms область диалогового окна содержит список доступных в данный момент форм сигналов и констант. По умолчанию All в списке отображаются формы сигналов. Воспользуйтесь раскрывающимся списком в верхней части списка, чтобы применить фильтр:

  • Digital – логический уровень (0, 1, неопределённый, высокое сопротивление) в цифровом узле. Узел считается цифровым, если он подключён к выводу компонента с цифровой моделью моделирования.
  • Node Voltages – напряжения в сетях схемы.
  • Voltages – напряжение на компонентах в цепи.
  • Currents – ток, протекающий через элементы цепи.
  • Powers – мощности, потребляемые/выделяемые элементами цепи.
  • Charges\Fluxes – заряды конденсаторов и индукционные потоки в цепи.
  • Conductivities – коэффициенты проводимости диодов и транзисторов в цепи.
  • Constants

Вы можете создавать математические выражения на основе любых осциллограмм исходных данных, используя функции, перечисленные ниже. Обратите внимание, что доступные функции будут зависеть от типа анализа, выполненного для получения осциллограмм.

Выражение может содержать любую комбинацию доступных функций и разрешённых операторов. Щелкните по осциллограмме или записи функции, чтобы добавить её в поле активного выражения (Expression X или Expression Y) ниже. Вы также можете задать выражение, введя его непосредственно в эти поля.

Параметры в нижней части диалогового окна определяют, как выражение будет отображаться в файле данных моделирования:

  • Name – имя выходного выражения.
  • Units – отображаемые единицы измерения.
  • Plot Number – порядковый номер графика, на котором будет построена волна. Выберите один из уже определённых графиков или нажмите New Plot создать новый график для формы сигнала.
  • Axis Number – порядковый номер оси Y, которая будет использоваться для кривой. Выберите одну из определённых в данный момент осей или нажмите New Axis , чтобы создать новую ось Y для сигнала.
  • Color – цвет кривой. Если не изменить этот параметр, цвета для разных кривых будут назначены автоматически в файле данных моделирования.

Порядок строк выражений вывода можно изменить с помощью перетаскивания. Щёлкните и удерживайте левую кнопку мыши на свободном месте строки выражения вывода, чтобы переместить её вверх или вниз по списку.

Доступные функции

Настройка и выполнение измерений при моделировании

Измерения представляют собой набор величин, характеризующих поведение и качество схемы. Значения измерений рассчитываются в соответствии с заданными правилами путем анализа характеристик сигналов в схеме. Примерами измерений являются полоса пропускания, коэффициент усиления, время нарастания, время спада, ширина импульса, частота и период.

Параметры измерений для выходной сигнальной формы настраиваются на вкладке Measurements вкладке диалогового окна Add Output Expression . Нажмите кнопку Add Measurement элемент управления, чтобы добавить новое измерение, и настройте его в появившемся поле ввода: название измерения, тип и соответствующие параметры. Количество измерений, которые можно определить, не ограничено. Названия добавленных измерений отображаются в поле ввода выходного выражения на Simulation Dashboard панели.

Добавляйте необходимые измерения при настройке выражения вывода.
Добавляйте необходимые измерения при настройке выражения вывода.

Узнайте больше о добавлении выходных выражений.

Результаты измерений отображаются на Measurements вкладке Sim Data панели при просмотре документа с результатами моделирования. Подробнее оработе с результатами измерений.

Глобальные параметры

Глобальные параметры используются для определения параметрической зависимости характеристик элемента электрической цепи. Как правило, глобальные параметры используются для выбора характеристик элемента до определения его окончательной реализации, если модель элемента допускает использование параметрической зависимости.

Глобальные параметры задаются на Global Parameters вкладке Advanced Analysis Settings (доступ к которой осуществляется нажатием кнопки Settings в Analysis Setup & Run области Simulation Dashboard панели). Обратите внимание, что глобальный параметр можно задать явно или с помощью формулы. В последнем случае в столбце Value столбце.

Используйте Global Parameters вкладку диалогового Advanced Analysis Settings диалогового окна, чтобы определить глобальные параметры для моделирования.
Используйте Global Parameters вкладку диалогового Advanced Analysis Settings диалогового окна, чтобы определить глобальные параметры для моделирования.

Добавьте выражение или имя глобального параметра в значения параметров компонентов схемы — когда симулятор обнаружит это, он попытается вычислить его, сначала проверив список глобальных параметров.

Значения компонентов ссылаются на глобальные параметры.
Значения компонентов ссылаются на глобальные параметры.

Поскольку симулятор сначала проверяет список глобальных параметров на наличие имен, используемых в выражениях, любые пользовательские имена имеют более высокий приоритет. Например, если существует глобальный параметр с именем pi со значением 4, то  pi будет везде в выражениях заменено на это значение; внутреннее значение симулятора для pi в данном случае использоваться не будет.

Расширенные параметры моделирования

Вкладка «Дополнительно» диалогового окна Advanced Analysis Settings (открывается нажатием Settings в Analysis Setup & Run области панели Simulation Dashboard панели) позволяет задать расширенные параметры моделирования, включая значения переменных SPICE, метод интегрирования, используемый симулятором, и опорную сеть моделирования.

На Advanced вкладка диалогового Advanced Analysis Settings диалогового
На Advanced вкладка диалогового Advanced Analysis Settings диалогового

В верхней части этой вкладки перечислены параметры, обеспечивающие прямой доступ к переменным SPICE, с помощью которых можно изменять пределы итераций, допустимые погрешности и т. д. Ниже приведено подробное описание каждой из переменных SPICE, содержащихся в списке.

Как правило, для точного моделирования вам не потребуется изменять какие-либо расширенные параметры SPICE на этой вкладке диалогового окна. Изменяйте эти параметры только в том случае, если вы хорошо разбираетесь в параметрах моделирования SPICE.
  • Чтобы вернуть числовой параметр к значению по умолчанию, удалите его текущее значение.
  • При устранении неисправности «Сбой анализа переходных процессов» попробуйте установить следующие настройки:
    • ABSTOL = RELTOL * (lowest current magnitude in the circuit)
    • VNTOL = RELTOL *  (lowest voltage magnitude in the circuit)
  • Увеличение значения GMIN может способствовать сходимости, но снижает точность.
  • ITL1 Для многих схем может потребоваться увеличить значение до 500.
  • ITL2 Для некоторых схем значение может потребоваться увеличить до 200.
  • ITL3 не реализовано в SPICE3. Оно предусмотрено для обеспечения совместимости при создании списков цепей SPICE2.
  • Увеличение ITL4 значения до 100 или более может помочь устранить ошибки «слишком маленький шаг по времени», улучшив как сходимость, так и скорость.
  • ITL5 не реализовано в SPICE3. Оно предусмотрено для обеспечения совместимости при создании списков цепей SPICE2.
  • Включение KEEPOPINFO полезно, если схема большая и вы не хотите выполнять излишний анализ рабочей точки.

  • В алгоритме численного пивотирования минимальное допустимое значение пивота определяется следующим образом:

    EPSREL = AMAX1(PIVREL * MAXVAL, PIVTOL)

    где MAXVAL — максимальное значение элемента в столбце, в котором ищется опорная точка (частичное поворотное преобразование).

  • Что касается RELTOL Более высокие значения означают сокращение времени моделирования, но снижение точности.

Вы можете задать метод численного интегрирования, используемый для моделирования, в поле Integration method поле. Метод Trapezoidal метод является относительно быстрым и точным, но при определённых условиях склонен к колебаниям. Gear методы требуют большего времени моделирования, но, как правило, более стабильны. Использование более высокого порядка передачи теоретически приводит к более точным результатам, но увеличивает время моделирования. Метод по умолчанию — Trapezoidal.

При запуске моделирования все данные, собираемые по всем доступным сигналам, привязываются к определённой сети в схеме. Эта сеть определяется в Spice Reference Net Name поле и по умолчанию является GND сеть. Чтобы запустить переходное моделирование с привязкой к сети, отличной от земли, введите имя сети в это поле.

Поле Digital Supply VCC и Digital Supply VDD не используются симулятором в текущих версиях Altium Designer.

Запуск расчётов

После настройки необходимых типов анализа нажмите соответствующую Run кнопку справа от названия анализа, чтобы запустить его. Результаты анализа будут представлены в новом документе с именем .sdf , который автоматически откроется в виде вкладки документа.

Чтобы запустить все типы анализа и отобразить их в одном документе результатов моделирования, используйте Simulate » Run Simulation команду из главного меню (сочетание клавиш: F9). Результаты каждого типа анализа будут представлены на отдельном графике.

  • Вы можете прервать текущий расчет и генерацию сигналов в редакторе SimData, нажав кнопку «» на SimView Standard панели инструментов. Моделирование остановится. Сигналы для любых собранных данных будут отображены, если они уже сгенерированы, до момента прерывания. В некоторых случаях сигналы будут отображены частично, в других — данных не будет.

  • Смешанное моделирование можно настроить на использование отдельного потока для сокращения времени отклика интерфейса во время моделирования. Эта возможность доступна, если Simulation.Threads опция включена в диалоговом окне «Дополнительные настройки» (по умолчанию включена).

Если схема не моделируется, определите, связана ли проблема со схемой или с процессом моделирования. Дополнительную информацию см. на странице«Устранение неполадок при моделировании ».
Узнайте больше оработе с результатами моделирования.
AI-LocalizedЛокализовано с помощью ИИ
Если вы обнаружили проблему, выделите текст/изображение и нажмитеCtrl + Enter, чтобы отправить нам свой отзыв.
Доступность функций

Доступные вам функции зависят от того, какое решение Altium вы используете: Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise или Altium Designer (при активной подписке).

Если вы не видите описанную функцию в используемом вами программном обеспечении, свяжитесь с отделом продаж Altium, чтобы узнать больше.

Устаревшая документация

Документация Altium Designer больше не разделена по версиям ПО. Если вам необходим доступ к документации по старым версиям Altium Designer, посетите раздел Устаревшая документация на странице Прочие установщики.

Content