用Protel99SE實(shí)現(xiàn)脈沖電路的仿真

Protel99SE是Protel公司2000年推出的最新版本，內(nèi)部集成了功能強(qiáng)大的模數(shù)混合仿真器，采用Spice仿真內(nèi)核，含有豐富的器件模型庫(kù)，能快速簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)大部分模塊電路和數(shù)字電路的仿真[1～2]。且仿真結(jié)構(gòu)十分精確，提高了電路設(shè)計(jì)的效率和效益。由于Protel99SE的數(shù)字電路（門(mén)電路）模型沒(méi)有采用Spice模型，而是采用類(lèi)C語(yǔ)言（Digital Sim code）編寫(xiě)，它只注意到電路的輸入與輸出邏輯電平值，而對(duì)門(mén)電路的輸入輸出阻抗考慮不夠，從而導(dǎo)致這些模型不適用于輸入、輸出電流較大的數(shù)字電路的仿真。在脈沖電路中，由門(mén)電路構(gòu)成的對(duì)稱(chēng)式多諧振蕩器和微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等電路的輸入、輸出電流都較大，如果直接調(diào)用仿真庫(kù)內(nèi)的器件設(shè)計(jì)這些電路并進(jìn)行仿真，結(jié)果將是失敗的。然而，Protel99SE提供了開(kāi)放的仿真器件庫(kù)維護(hù)護(hù)環(huán)境，用戶(hù)可創(chuàng)新器件模型，它還支持層次式電路的設(shè)計(jì)與仿真。基于這兩點(diǎn)，筆者探索出兩種適合于脈沖電路的仿真方法，其結(jié)果是令人滿(mǎn)意的。

1 創(chuàng)建門(mén)電路的子電路模型

直接調(diào)用仿真庫(kù)內(nèi)的器件導(dǎo)致仿真失敗的原因是Protel99SE仿真庫(kù)內(nèi)的模型不能完整和全面地描述電路的性能。為此，有必要為門(mén)電路建立符合要求的子電路模型。下面以TTL電路中的四二輸入與非門(mén)T1000為例，介紹子電路模型的建立步驟和方法。

第一步，按圖1畫(huà)出門(mén)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。根據(jù)所選器件的有關(guān)參數(shù)(如門(mén)電路的延遲時(shí)間、功耗等)選取三極管及電阻等元件，畫(huà)面子電路圖。其中多發(fā)射極三極管用兩個(gè)三極管Q1和Q2并聯(lián)代替，Rx是為了避免電氣規(guī)則檢查（ERC）出錯(cuò)而設(shè)置的，若短路Rx，則在進(jìn)行電氣規(guī)則檢查時(shí)會(huì)報(bào)告出錯(cuò)信息，但并不影響仿真。

第二步，在電路中標(biāo)出有關(guān)節(jié)點(diǎn)。如圖1中的a、b、c、d、e五個(gè)節(jié)點(diǎn)。

第三步，創(chuàng)建器件電路符號(hào)并完成相關(guān)工作。Protel 99 SE仿真器件的電路符號(hào)、參數(shù)、管腳等信息存放在Design Explorer99SE.ddb仿真元器件庫(kù)中。Protel99SE的仿真器將在此讀取器件的有關(guān)信息。需要做的工作有如下幾項(xiàng)：

（1）創(chuàng)建仿真元件庫(kù)文件。打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)文件Design Explorer 99 SE.ddb，創(chuàng)建新文件T1000.Lib。

（2）畫(huà)元器件符合并為器件命名。打開(kāi)文件T1000.Lib，進(jìn)入元器件符號(hào)編輯界面，單擊右鍵，用Tools-Rename Component將器件命名為T(mén)1000。畫(huà)面T1000的電路符號(hào)，并編排好引腳，用Tools-New Part創(chuàng)建四個(gè)子件1/4、2/4、3/4、4/4。各個(gè)子件的引腳排列與74LS00相同，即在一個(gè)封裝內(nèi)集成四個(gè)與非門(mén)，如圖2所示。