用Protel99SE實現(xiàn)脈沖電路的仿真

Protel99SE是Protel公司2000年推出的最新版本，內部集成了功能強大的模數(shù)混合仿真器，采用Spice仿真內核，含有豐富的器件模型庫，能快速簡便地實現(xiàn)大部分模塊電路和數(shù)字電路的仿真[1～2]。且仿真結構十分精確，提高了電路設計的效率和效益。由于Protel99SE的數(shù)字電路（門電路）模型沒有采用Spice模型，而是采用類C語言（Digital Sim code）編寫，它只注意到電路的輸入與輸出邏輯電平值，而對門電路的輸入輸出阻抗考慮不夠，從而導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，由門電路構成的對稱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，如果直接調用仿真庫內的器件設計這些電路并進行仿真，結果將是失敗的。然而，Protel99SE提供了開放的仿真器件庫維護護環(huán)境，用戶可創(chuàng)新器件模型，它還支持層次式電路的設計與仿真?；谶@兩點，筆者探索出兩種適合于脈沖電路的仿真方法，其結果是令人滿意的。

1 創(chuàng)建門電路的子電路模型

直接調用仿真庫內的器件導致仿真失敗的原因是Protel99SE仿真庫內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畫出門電路的內部結構。根據(jù)所選器件的有關參數(shù)(如門電路的延遲時間、功耗等)選取三極管及電阻等元件，畫面子電路圖。其中多發(fā)射極三極管用兩個三極管Q1和Q2并聯(lián)代替，Rx是為了避免電氣規(guī)則檢查（ERC）出錯而設置的，若短路Rx，則在進行電氣規(guī)則檢查時會報告出錯信息，但并不影響仿真。

第二步，在電路中標出有關節(jié)點。如圖1中的a、b、c、d、e五個節(jié)點。

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

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

（2）畫元器件符合并為器件命名。打開文件T1000.Lib，進入元器件符號編輯界面，單擊右鍵，用Tools-Rename Component將器件命名為T1000。畫面T1000的電路符號，并編排好引腳，用Tools-New Part創(chuàng)建四個子件1/4、2/4、3/4、4/4。各個子件的引腳排列與74LS00相同，即在一個封裝內集成四個與非門，如圖2所示。