模拟信号幅值不受限制，可以是任何实型数值，能真实地反映电路实际特性。模拟系统可以两种方式建立模型，是守恒系统，是非守恒系统。由于模拟电路在性能上复杂性和电路结构上多样性，对仿真工具精度可靠性收敛性及速度都有相当高要求。对于模拟系统无论是高层次行为级模型还是低层次电路级模型，模拟时都落实到解系统方程组。对于些小模拟系统可以用解析方法求解，得到精确解。对于大多数实际系统不能得到解析解，需要用数值方法得到近似解。模拟电路仿真基本流程如图所示。晶体管电阻电容等是模拟电路最基本建模形式，能为电路提供精确电学特性。对于用基本电路元件组成网络，模拟时要等效成阻容网络，根据电路拓扑结构和分析要求自动建立表述电路性能方程，建立方程基本原理是电流和电压定律和支路特性方程。电路方程基本上分为线性非线性代数方程组线性非线性常微分方程组等，模拟时要用数值方法求解这些方程绪论电路仿真概述系统仿真是门以相似原理系统技术信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专业物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想系统进行动态研究多学科综合技术。系统仿真般过程主要包括三个阶段建模先分块建立子系统模型，然后根据系统工作原理，将子系统模型集成为全系统仿真实验模型仿真实验制定实验计划，设计个好流程，选定测试量和测试点，配合适当测试仪器，进行模型运行即仿真实验，并记录结果结果分析对实验数据进行去粗存精去伪存真科学分析，并据此作出正确判断和决策。现代仿真均是在计算机支持下进行，因此，般系统仿真也被称之为计算机仿真。计算机仿真技术是指以计算机为主要工具，运行真实系统或预研系统仿真模型，通过对计算机输出信息分析与研究，实现对实际系统运行状态和演化规律综合评估与预测。它是分析评价现有系统运行状态或设计优化未来系统性能与功能种技术手段。近年来，计算机仿真技术正向着“数字化虚拟化网络化智能化集成化协同化，方向发展。计算机仿真技术与电子技术结合，为现代电子技术飞速发展提供了强大推动力。二者结合以基本电路理论为基础，将系统仿真思想和方法贯穿于电子系统设计开发验证测试过程之中，已经产生了大量应用成果。电路仿真，是对电路描述抽象出模型，然后将外部激励信号或数据施加到此模型上，以图形或文件等形式模拟数字电路实际工作状态，通过观察模型在外部激励信号作用下响应来分析电路功能及其特性。在现代电子产品设计中，电路仿真主要作用有以下几个方面。验证电路功能正确性验证电子产品系统方案可行性，以判定电路设计正确性和合理性，同时消除电路设计过程中可能出现错误。这种验证保证了在电路制造前就消除系统功能性错误，极大地减少了后续工作量，对提高产品设计水平，缩短产品研发周期提供了保障。电路设计优化电子器件都是温度敏感性器件，环境温度变化可能极大地影响器件工作性能，进而影响电路工作稳定性，电路仿真技术可以分析各种温度条件下电路特性，为设计者对电路改进提供依据。同类电子器件参数不致性也影响电子产品制作，电路仿真技术也可以对电子器件参数不致性进行全面统计分析，从而确定最佳元器件参数最佳电路结构及适当稳定裕度，做到电路优化设计。电路特性虚拟测试在计算机上模拟各种恶劣工作环境和各种极限参数条件，从而得到电路极限工作状态。以此为依据所做电路设计生产极大地提高了电路可靠性或经济性。电磁兼容性设计分析与评估性仿真对于电子系统设计所必需要考虑到电磁兼容性问题，常规解决办法是使用电磁探针测试产品各部分电磁场，再根据标准调整设计。而利用仿真技术可以在设计之初，利用软件模拟系统电磁环境，在此基础上进行电磁兼容设计，能大大节省电路设计时间，提高设计精度。工程应用风险控制在大型工程项目中，采用设计生产试探改进方式进行电子控制电路研制，将会由于研制工作本身风险，造成对整个工程项目风险，出现诸如损坏其他贵重设备延误工程进展提高改进成本等。混合信号仿真概述集成电路按功能可分为数字电路模拟电路和数模混合电路。早期电路仿真是通过围绕晶体管建立电流和电压变量来仿真电路行为。最有名是由加州大学分校开发仿真器。它采用修改节点分析法来建立电路方程组，提供非线性直流分析，非线性瞬态分析时域分析和线性小信号分析频域分析。瞬态分析是最重要验证方法，但也是最费时验证方法。它通常利用数值积分方法把非线性微分方程变成组代数方程组，然后用高斯消去法来求解线性方程组。这些线性方程仅仅在积分时刻点是有效。随着仿真器进展到下个积分步长，积分方法必须重复计算来得到新线性方程组。如果信号变化得特别快，积分步长应该取得非常小以便积分方法能收敛到正确解。因此瞬态分析需要大量数学操作。虽说现实世界中，本没有数字电路，所有电路和元件本质上都是模拟，然而随着集成度增加，若按电路模拟本质进行分析仿真，将需要大量时间，这样通常是行不通。对于这些复杂器件特性可以采用简化描述方法，描述为驱动和负载关系，实际器件波形和指数行为则不予考虑，信号随时间变化是间断，只取有限称为逻辑状态离散值，这就是数字电路。数字信号便于处理和存储，这样模拟和分析数字器件计算量大大减少。十多年来，电路与系统尺寸复杂性和运行速度都得到了极大改进。随着系统级芯片应用增加，电子设计各部分与现实世界联系更加紧密，因而对数字和模拟信号混合仿真也提出了越来越多要求。数模混合电路应用覆盖整个电子领域，最广泛领域主要集中在手机视频游戏机播放器数字机顶盒等通讯和消费类电子领域。众多业内人士认为消费类电子产品是全球集成电路产业高速发展主要推动力量。模拟信号仿真模拟信号幅值不受限制，可以是任何实型数值，能真实地反映电路实际特性。模拟系统可以两种方式建立模型，是守恒系统，是非守恒系统。由于模拟电路在性能上复杂性和电路结构上多样性，对仿真工具精度可靠性收敛性及速度都有相当高要求。对于模拟系统无论是高层次行为级模型还是低层次电路级模型，模拟时都落实到解系统方程组。对于些小模拟系统可以用解析方法求解，得到精确解。对于大多数实际系统不能得到解析解，需要用数值方法得到近似解。模拟电路仿真基本流程如图所示。晶体管电阻电容等是模拟电路最基本建模形式，能为电路提供精确电学特性。对于用基本电路元件组成网络，模拟时要等效成阻容网络，根据电路拓扑结构和分析要求自动建立表述电路性能方程，建立方程基本原理是电流和电压定律和支路特性方程。电路方程基本上分为线性非线性代数方程组线性非线性常微分方程组等，模拟时要用数值方法求解这些方程缺陷，提出了新同步算法。设计完成了协调混合信号仿真仿真底板，介绍了系统各个功能部分实现。并使用此混合信号仿真环境，对电荷泵锁相环电路进行仿真，得到正确仿真结果。同时通过比较，对仿真底板采用混合仿真策略进行了性能分析。后续工作展望由于项目内容庞杂以及时间有限，目前开发工作只是全部需求部分，还有不少有深度有意义工作值得继续探讨和研究。作者建议下阶段应在以下几个方面作进步探索和研究对以统方式描述混合电路中模拟和数字部分划分，如何保证速度提高精度，仍然是个复杂开放性问题。对混合信号采用统方式描述。模拟系统连续值和数字系统值交换信息时，必然要为信号转换损失精度和时间，如能对二者进行统描述，则将避免这些损失。当然如果仍采用耦合方式构建混合信号仿真环境话，需要数字和模拟仿真器分别兼容这种信号描述。对统元件描述建模。模型合理建立是仿真效率保证，数字领域和模拟领域对元件建模抽象层次不均衡，是混合仿真时二者速度差异个重要因素。对仿真算法改进。目前仿真算法改进仍局限于模拟仿真算法和数字仿真算法各自领域，因此很难建立真正意义上采用单仿真引擎进行混合信号仿真工具。如果能建立新针对混合信号仿真算法，将从整体上提高仿真效率。致谢缺月挂疏桐，漏断人初静。在这个寂寥夜，硕士学位论文终于完稿。心中倏忽轻松起来，继而又涌起万千感慨。自幼予尝自问，寒窗多年之后，是否可以成为个真正传统意义上知识分子，个知识结构学术能力技能应用能够了然于胸有所作为，思想素质道德品质社会责任能够卓然众人勇于坚守知识分子。岁月轻逝，人生廿五春秋，弹指挥间。现今我即将向学生时代挥手告别，遥想幼时之愿，颇多惭愧，然近观今时之事，则颇感有幸，幸遇名师。现于此致谢吾师，魏蛟龙教授，正是他让我拥有了珍贵读研机会。或有人语，硕士二年，其时短矣，难学真知，此言不然。授人以鱼，权益之计，授人以渔，长久之策，君子不器，是谓真言。魏蛟龙教授就是不在技术运用层面纠缠老师。有时甚至不需要语言，他那喜怒形于色直率性格，就将他对工作态度对学生要求，明白地传递给每个人。环境未必能塑造人，但环境定会影响人。而营造环境，正是身边人们。遂于此致谢项目组同仁张景奇蒋益群岑朝晖。单丝不线，独木不林，感谢诸位通力合作，协同努力，互相帮助，才有了项目不断推进。最深情致谢，要献给父母，这是对最深厚最博大最无私最真挚关爱谢意。面对这样关爱，感谢之言甚至显得苍白而渺小，我只能将感谢深深地刻在心里。纸短情长，谢意不可尽述，在这里感谢所有曾经关心支持和帮助过我人们！参考文献肖田元，张燕云，陈家栋系统仿真导论第版北京清华大学出版社，胡峰等动态系统计算机仿真技术综述计算机仿真张宇弘，何乐年，严晓浪等基于典型结构系统验证环境微电子学岳凌数模混合系统仿真技术研究硕士学位论文中国工程物理研究院，郑赟混合信号仿真技术综述中国集成电路,钱培怡,于德泳数字系统方法抚顺石油学院学报绪论电路仿真概述系统仿真是门以相似原理系统技术信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专业物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想系统进行动态研究多学科综合技术。系统仿真般过程主要包括三个阶段建模先分块建立子系统模型，然后根据系统工作原理，将子系统模型集成为全系统仿真实验模型仿真实验制定实验计划，设计个好流程，选定测试量和测试点，配合适当测试仪器，进行模型运行即仿真实验，并记录结果结果分析对实验数据进行去粗存精去伪存真科学分析，并据此作出正确判断和决策。现代仿真均是摘要传统电路仿真方式分为两种模拟和数字。二者有着各自完全不同仿真算法和信号描述。模拟仿真器通过解系统方程组方式进行仿真，处理是连续量而数字仿真器通过事件驱动方式进行仿真，处理是离散量。然而随着电子技术不断深入，越来越多设计需要向着混合信号系统发展。如果采用传统仿真方式，需要手工划分混合电路，手工控制仿真流程，手工转换仿真结果，不但繁琐耗时，而且没有精度保证，尤其是遇到反馈系统。如何发展传统仿真方式，进行混合信号仿真成为亟待解决问题。本文基于此，重点研究了模拟数字混合信号仿真方法。本文首先介绍了系统仿真技术和电路仿真技术发展现状，以及混合信号仿真涉及领域概况，并对项目需求作了说明。然后对电路仿真现阶段成果，进行了逐介绍，主要包括仿真工具语言和算法。特别是算法方面，对模拟仿真和数字仿真基本求解原理和算法流程都作了细致论述。在混合信号仿真中，对混合信号同步和信号转换两个关键问题，尤其是混合信号同步方法问题进行了详细讨论