最新Saber仿真软件入门教程.docx
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最新Saber仿真软件入门教程
Saber仿真软件入门教程
SABER讲义
第一章使用SaberDesigner创立设计
本教材的第一局部介绍怎样用SaberDesign创立一个包含负载电阻和电容的单级晶体管放大器。
有以下任务：
*怎样使用PartGallery来查找和放置符号
*怎样使用PropertyEditor来修改属性值
*怎样为设计连线
*怎样查找一些常用模板
在运行此教材前，要确认已正确装载SaberDesigner并且准备好在你的系统上运行〔找系统管理员〕。
注：
对于NT鼠标用户：
两键鼠标上的左、右键应分别对应于本教材所述的左、右键鼠标功能。
如果教材定义了中键鼠标功能，还介绍了完成该任务的替代方法。
一、创立教材目录
你需要创立两个目录来为你所建立的单级放大器电路编组数据。
1.创立〔如有必要的话〕一个名为analogy_tutorial的目录，以创立教材实例。
2.进入analogy_tutorial目录。
3.创立一个名为amp的目录。
4.进入amp目录。
二、使用SaberSketch创立设计
在这一局部中，你将使用SaberSketch设计一个单级晶体管放大器。
1.调用SaberSketch〔Sketch〕，将出现一个空白的原理图窗口。
2.按以下方法为设计提供名称
3）通过选择File＞SaveAs…菜单项，存储目前空白的设计。
此时将出现一个SaveSchematicAs对话框，如图1所示。
图1
2）在FileName字段输入名称Single_amp。
3）单击OK。
3.检查SaberSketch工作面
1）将光标置于某一图符上并保持在那里。
会显示一个文字窗口来识别该图符。
在工作面底部的Help字段也可查看有关图符的信息
2）注意有一个名为Single_amp的Schematic窗口出现在工作面上。
三、放置部件
在教材的这一局部你将按图2所示在原理框图上放置符号。
图中增加了如r1、r2等部件标号以便参照。
1）
2）选择Options＞Preferences菜单条目。
出现PartsGallery
references格式的窗口。
3）单击Search标签并选择设定值如下：
SearchpartbyPartName
SearchmatchContaining
gnoreCaseWhenDoing在本教材此项均选择
Search〔搜寻时忽略大小写〕
4）单击OK。
5）在PartsGallery中，单击Search键。
所有含有“npn〞的部件说明清单将出现在AvailableParts表中。
6）在AvailableParts表内，选择BJT，NPN3pin。
7）通过单击place按键放置npn符号。
2.按以下方式查找并放置5只电阻符号：
1）在PartsGallery中，字段设置如下：
CategoryName／
SearchStringres
2）选择Options＞Preferences菜单条目。
出现PartsGalleryPreferences格式的窗口。
3）单击Search标签并选择设定值如下：
SearchpartbyPartName
SearchmatchBeginningwith
4）单击OK。
5）在PartsGallery中，单击Search按钮。
6）在AvailableParts表中，选择Resistor〔1〕。
7）单击place按钮5次来放置5个电阻。
8）通过单击SaberSketchIconBar中的ToggleGrid图符
，在原理图窗口中翻开网格。
9）将5个电阻按图2所示放置在晶体管周围，步骤如下：
*一一将鼠标光标放置在每个电阻上。
*按下并保持鼠标左键。
*将部件拖至适宜的位置并释放鼠标。
10）在SaberSketchIconBar中，单击ZoomtoFit图符
，使用Zoom图符来处理显示内容的大小。
3.使用以下PartsGallery设定值及图2所示的部件布局图来查找并放置V_Pulse符号。
CategoryName
SearchStringV_Pulse
1）选择选择Options＞Preferences菜单条目。
出现PartsGalleryPreferences格式程序。
2）单击Search标签并选择设定值如下：
SearchpartbySymbolName
SearchmatchBeginningwith
3）单击OK。
4）在PartsGallery中，单击Search按钮。
5）在AvailableParts表中，选择VoltageSource,Pulse。
6）单击place按键放置V-Pulse符号。
4.使用以下PartsGallery设定值查找和放置V_dc符号：
CategoryName／
SearchStringV_dc
1）PartsGalleryPreferences表格中参数设定值同上。
单击Search按钮
2）在AvailableParts表中，选择VoltageSource,Constant.
单击Place按钮放置V_dc符号。
5.按以下方式查找和放置水平电容符号：
CategoryName／
SearchStringcap
1）选择Options＞Preferences菜单条目。
2）单击Search标签并选择设定值如下：
SearchpartbyPartName
SearchmatchBeginningwith
3）单击OK。
4）单击Search按键。
5）在AvailableParts表中，选择Capacitor〔一〕。
6）单击place按键放置C符号。
7）如图2所示放置符号。
如下可旋转符号180°。
*将光标移至符号上以便选择该符号。
*按下并保持住鼠标右键以便引出上托符号菜单。
选择Rotate＞180菜单条目并释放鼠标键。
*根据需要对符号重新定位。
6.按以下方法查找并放置直立电容符号：
1）在PartsGallery中，使用3.5节中所作的相同设定值，只是在AvailableParts表中，选择Capacitor〔1〕。
2）如图2所示放置和定位符号。
7.使用以下PartsGallery设定值查找并放置6个接地符号：
CategoryName／
SearchStringground
1）选择选择Options＞Preferences菜单条目。
2）单击Search页签并选择设定值如下：
SearchpartbyPartName
SearchmatchBeginningwith
3）单击OK。
4）单击Search按键。
5）在AvailableParts清单中，选择Ground（SaberNode0）。
6）通过单击place按键6次放置gnd符号。
如图2所示布置符号。
8.使用以下PartsGallery设定值查找并放置3个VCC符号：
CategoryName／
SearchStringvcc
1）上次搜寻中使用的PartsGalleryPreferences表格设定值将作用于此次搜寻。
单击Search按键。
2）在AvailableParts表中，选择VCC。
3）单击Place按键3次来布局VCC符号。
如图2所示布置符号。
4）关闭PartsGallery。
四、编辑符号属性
一旦所有部件均在原理图上布局，你可在每个符号上设定本设计专用的属性值。
图4表示了要用的一些参数。
图4单级晶体管放大器符号属性值
1.对于那些属性值为〔*opt*〕并已被显示的符号（如电阻和电容符号），你可按以下方法更改每个值：
1）将光标放在所需字段的端部。
2）单击鼠标左键。
3）在现有文字上后移一格〔用后移键〕将其删除。
4）键入新文字。
5）例如，将光标放在图4中所示rload字段的端部，并用10k替换*opt*。
6）对于以下元件，重复a～d步骤。
r161K
r217.6K
re300
rc1.1K
cin33n
cload0.1n
当你需要更换看不见的属性值时，你必须使用下一步所述的PropertyEditor。
2.改变V_dc符号属性，实施以下步骤：
1）将光标放在V_dc符号上以选中它，改变色彩表示它已被选中。
还要注意在底部的Help字段中，会显示符号名称〔V_dc〕，以及实例号〔如—7〕。
2）按鼠标右键并保持。
出现上托SymbolMenu菜单。
3）在SymbolMenu菜单中，将光标在Properties…条目上并松开鼠标。
会显示PropertyEditor对话框。
注意,由于设定了VisibilityIndicators（Vis），因而可为一些属性显示值。
通过屡次点击这些指示器，并根据原理图窗口显示的情况，设置指示器,如图5所示。
图5属性框
4）在PropertyEditor对话框中，将ref属性改为VCC。
5）将dc_Value属性改为12，默认为V。
6）在PropertyEditor对话框中，单击Apply键。
3.改变其余符号的属性，对于列在对应表格中的每个符号重复以下步骤：
1）每次选择一个符号〔用鼠标左键单击符号〕
2）如表一所示填充PropertyEditor对话框中的字段。
表格中的符号参数值对应于图4所示的参考值。
在改变参考值以前，它们已具有ref值如v1,res1,c1等。
如果在PropertyEditor中出现的参数在表中未列出，请不要改变它的内定值。
3）完成对每个符号的特性值的输入后，单击Apply按钮。
单击PropertyEditor对话框〔顶部〕的Help按钮，可获得关于所选符合的一些特性的详细说明。
如有必要可使用滚动杆查看未显现的附加特性表。
表一
符号参考
属性名
值
v.sig_source
ref
Sig_source
initial
1.2
pulse
2.3
tr
10n
tf
10n
width
0.5u
period
1u
ac-mag
1
q_3p.q1
ref
q1
Saber_model
（type=n,bf=200）
r.r1（61k）
ref
r1
r.r2（17.6k）
ref
r2
r.rc（1.1k）
ref
rc
r.re（300）
ref
re
r.rload（10k）
ref
rload
c.cin（33n）
ref
cin
c.cload（0.1n）
ref
cload
4.关闭PropertyEditor对话框
五、连接原理图
在布局完符号并设定了属性后，你可以如图6所示将部件连接在一起。
图6单级晶体管放大器连线
在以下步骤中，除非有指示，否那么不要在cin、q1、r1和r2的相交处连线。
1.在两个端口间连线的最简单的方法如下：
1）将光标放在第一端口上面〔以V_dc符号的顶部开始〕。
2）单击鼠标左键。
3）将光标放在第二个端口上〔VCC符号在V_dc符号的上面。
4）再次单击鼠标左键。
5）重复步骤a～d，从而将每个接地和VCC符号连至相关部件，如图6所示。
2.采用5.1中的步骤，连接cload至rc。
注意在cload符号附近会形成一个直角。
按如下方法你可以重新布置任意一段导线：
1）将鼠标移至你想要移动的导线段。
2）按下并保持鼠标左键。
3）将导线段拖至理想的位置。
4）松开鼠标。
3.将rc连至q1集电极。
4.将re连至q1发射极。
5.将rload直接连至由cload－rc连接形成的导线。
6.将sig_source连至cin。
如果需要，移动导线段。
7.将q1的基极连至cin。
参考图6。
8.要将r1和r2连至q1-cin的相交点，你必须画两条线，一条从r1至相交处。
一条从r2到相交处，如果你从r2至r1画一条线，那么在cin-q1相交处那么没有连接点。
六、修改导线标记属性
如果你不标记导线，SaberSketch自动为每根线提供名称，例如_n30。
如果你用一个便于阅读和理解的命名来标记导线，这对于将来的设计分析是有用的，如图7所示。
图7单级晶体管放大器导线标记
与vcc或地相连的导线由SaberSketch分别用vcc和gnd标记。
没有必要改变这些标号。
要增加图7中所示出的4个导线标记的话，可按以下步骤进行：
1.对于第一个导线标记，将光标移至所要的导线并使其改变颜色。
2.按下并保持鼠标右键以显示弹出菜单WireMenu。
3.在弹出菜单WireMenu中，选择Attributes…条目并释放鼠标。
显示WireAttributes对话框。
4.将Name字段中的值改成理想的文字串，参看图7。
5.在WireAttributes对话框中，在DisplayName字段单击Yes。
6.单击Apply按键。
7.将光标移至下一根要改名的导线上并单击鼠标左键。
现有导线名出现在WireAttributes对话框Name字段中。
8.重复6.4—6.7的步骤；直至完成导线标记的修改。
9.关闭WireAttributes对话框。
10.单击Save图符以保存设计
。
此时，你已拥有一个可用于分析的完整设计。
在教材的下一章节，你将使用SaberGuide来仿真放大器。
七、常用模板〔templet〕应用
1.磁性器件（Magnetic）
磁性器件有很多，我们这里主要讲述Magneticcore、Winding及变压器。
查找路径：
MASTPartsLibrary/Magnetics（可直接输入名称查找）翻开此路径，左边AvailableCategories栏下还有不同的子路径，右边的AvailableParts栏下有Magnetic模板（如Magneticcore、winding等）。
不同的模板，它的属性也不同，所要修改的参数也不同，我们在这里介绍最根本的参数。
比方线性磁芯（Magneticcore，linear），它的属性框中的参数有很多，但最根本的参数却很少。
它的填写方法有两种：
第一种是只需填写磁芯的电感量（al）；第二种是填写磁芯的长度、面积和磁导率（len、area、ur），如果磁导率使用默认值1，那幺它只是代表磁芯的空隙。
又如线圈（winding）我们只需填上匝输n就可，当然其它参数（面积、电阻），越详细越好。
我们知道变压器也是一种磁性器件，是电源中不可缺少的器件。
在Saber的Library中提供了三种类型五种型号的变压器模板。
三种类型分别为：
1）、DC2）、linear3）nonlinear。
五种型号分别为：
Two-winding；Three-winding；four-winding；five-winding；six-winding。
查找路径：
MASTPartsLibrary/Magnetics/transformers（也可直接输入transformer查找）
三种不同类型的变压器所需的根本参数也不同，在DC变压器中只要定义输入输出匝数；在linear变压器中有两种提供参数的方法：
第一种是提供电特性，即输入输出端的电感量（lp、ls），第二种是提供磁特性，即输入输出端的匝数、磁芯长度、面积和磁导率（np、ns、len、area、ur）；在nonlinear变压器中要定义输入输出端的匝数（np、ns）、电阻（rp、rs）及磁芯的长度和面积（len、area）,最好提供磁芯的磁矩回线所需的各种参数。
（这里都是以Two-winding为例）
2.电压源的查找（source）
在Saber的Library中，source的种类也有很多，但最常用的是电压Saber中的电压源有直流源（v_dc）、脉冲源（v_pulse）、正弦波电压源（v_sin）、分段线性电压源（v_pwl）和v_trpf。
查找路径：
MASTPartsLibrary/Electrical/Electricalsources/Voltagesources（可直接输入source查找）
在电压源的属性框中都有标有*rep*的属性栏，这说明此属性值必须由设计者自己提供，其它参数根据需要提供。
3.AveragedModel的查找
AveragedModel是Saber仿真软件所提供的一种独特的Model，主要是用来帮助设计反应补偿电路的。
查找路径：
MASTPartsLibrary/Electronic/AnalogIc/PWMAvg,Continuous.
Saber的library中有多种AveragedModel，我们现在主要介绍一下在电源Demo中用到的一个Model（PWM,Forward2SwitchCVM），它是一个集PWM、变压器及开关功能于一体的Model。
它需要设计者输入的属性有最小占空比（dutymin）和最大占空比（dutymax）（它们取值范围是0~1之间）；对应于最小占空比和最大占空的控制电压（cntlmin和cntlmax），它们的值是2.5*占空比；变压器的输入输出匝数比（n）；二极管导通电压（von）、导通电阻（rd）和关断电阻（roff）。
4.补偿器（compensator）的查找
在设计中尤其是电源设计中我们经常遇到反应回路的设计，由于引入了回路控制，就会增加电路的不稳定性，这样我们必须对电路进行补偿。
在Saber中有各种传递函数的补偿器供设计者使用。
查找路径：
MASTPartsLibrary/Electronic/Ideal/Poles&Zeros/Compensators（也可以直接输入compensator查找）。
补偿器的属性参数值的设定有两种方法：
第一是确定传递函数的增益（k）、传递系数（w1,w2….）和直流电压的偏移（dcoff）；第二是确定等效电路的电阻和电容值。
5.连接器（connector）的查找
在设计中我们会经常用到Top-Down设计，在一张图纸画不下所有电路图时，也会用到Multi-Sheet（使用多张原理图），遇到这些情况时，我们就要在原理图上加上连接器（connector）。
在Saber里有许多的连接器。
查找路径：
MASTPartsLibrary/SchematicOnly/Conncetors，无需参数设置。
第二章Saberscope的介绍
SaberScope是一个混合信号图形化波形分析器，它是SaberDesigner的一个独立模块，包含50多种分析，70多种测量。
能对仿真结果进行波形显示，并对波形进行分析和测量。
教材本局部主要完成以下内容：
*ScopeOverview
*如何使用信号管理器（SignalManager）
*如何使用波形计算器（WaveformCalculator）
*如何使用测量工具（MeasurementTool）
注：
对于NT鼠标用户：
两键鼠标上的左、右键应分别对应于本教材所述的左、右键鼠标功能。
如果教材定义了中键鼠标功能，还介绍了完成该任务的替代方法。
一、ScopeOveriew
启动SaberScope（Unix环境中直接输入Scope启动），会出现一个空白图形窗口，如图8所示：
图8
Scope窗口的菜单下面是它的图标栏，如图9所示：
图9图标栏
在Scope窗口底下有一条工具栏，如图10所示：
图10工具栏
二、信息管理器
从下拉菜单中选择Tools>SignalManager或者用鼠标左键单击工具栏中的
图符就会弹出信号管理器对话框，如图11所示：
图11
1）从信号管理器对话框中选择File>OpenPlotfiles…或者用鼠标左键单击对话框右边的OpenPlotfiles…图标就会弹出复选框，你就可以选择你所要的目录下的文件。
2）执行以上操作后，在信号管理器的Plotfiles栏会出现你所选上的文件，并弹出该文件中的所有信号，如图12所示：
图12
选上你所要观察的信号并双击鼠标左键或者用鼠标左键单击Plot，该信号就会以图形方式显示在Scope图形界面中。
三、计算器〔Calculator〕
从SaberScope窗口的下拉菜单中选择Tools>Calculator或者用鼠标左键单击工具栏中的
图符就会弹出计算器窗口，如图13所示：
图13
Misc:
完成一些数学、向量、矩阵运算（absmodround等）
Wave:
执行一些波形操作（FFTIFFTf（x）Histogram等）
Cmplx:
完成一些复数运算（complexrealimag等）
Logic:
执行逻辑运算（与或非等）
Trig:
完成一些三角运算（sincostag等）
Stack:
管理堆栈存放器
详细功能解释请看附录二。
四、测量工具〔MeasurementTool〕
MeasurementTool也是SaberScope中的一项重要功能，通过选择SaberScope窗口的下拉菜单Tools>Measurement或者用鼠标左键单击工具栏中的
图符就会弹出测量工具窗口，如图14所示：
图14
在图14中，用鼠标左键单击Measurement栏右边的箭头，就会弹出General、TimeDomain、levels、FrequencyDomain、SDomain、Statistics六大类50多种测量选项。
用鼠标左键单击Signal栏右边的箭头可以选择你所要测量的信号。
General:
AtXvalue,AtYvalue,DeltaX,DeltaY,Length,Slope,LocalMax/Min,Crossing,Horizontallevel,Verticallevel,PointMarker
TimeDomain:
Falltime,Risetime,Slewrate,Period,Frequency,DutyCycle,PulseWidth,Delay,Overshoot,Undershoot,Settletime
Levels:
XatMaximum,Xatminimum,PeaktoPeak,Topline,Baseline,Amplitude,Average,RMS,ACCoupledRMS
FrequencyDomain:
Lowpass,Highpass,Bandpass,Stopband,Gainmargin,Phassmargin,Slope,Magnitude,dB,Phass,Real,Imaginary,NyquistPlotFrequency
SDomain:
DampingRatio,NaturalFrequency,QualityFactor
Statistics:
M
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