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為什么需要集成電路仿真?

集成仿真:集成仿真器,還是模擬IC?你不再是新手,但這就是為什么我們說保持集成模擬器在你的工具包中。隨著職業發展,你變得更加自信。您將傾向于收集您認為在不同設計中工作良好的電路 - 電源,濾波器,振蕩器等。大多數情況下,這些可重復使用的塊在您選擇使用它們的任何地方都能很好地工作,但使用模擬仍然可以節省您的培根。

為什么需要集成電路仿真?

集成電路仿真,你的第二眼助理

我和所有的電子設計師交談職業和技能水平的不同階段。十多年來,我參與EDA營銷和支持使我有機會與經驗豐富的專業PCB設計師,初出茅廬的工程師,PCB設計專家,大學生甚至是業余愛好者討論所有類型的設計。

關于非線性電路的主題,我很明顯設計師在其職業生涯的學習期間非常依賴模擬軟件,但隨著他們的職業發展,往往會脫離模擬習慣。你可能會說,“好吧,呃?!?/p>

盡管如此,有充分的理由不要忘記或忽略使用電路仿真數據。我們來看看這里的一些:

節省PCB原型設計時

通常,并非設計的每個部分都可以模擬。此外,在具有大型微控制器或數字部分(主要是軟件驅動)的現代混合信號設計中,測試激勵的配置是不實際的。

然而,設計總是有一些較小的關鍵元素 - 通常在模擬領域 - 您需要確保您的電路組件能夠正常工作。如果您只是模擬設計中涉及模擬信號和功率的那些元素,或者僅僅在硬件中執行一些新功能,那么它將節省大量時間,因為如果基本邏輯或模擬行為在你的子電路做你想要的。

節省元件和PCB旋轉的費用

除了公理,這個時間就是金錢,使用集成電路模擬器用于測試和“虛擬原型設計”肯定可以節省浪費的組件和PCB旋轉。這是一個給定的。

許多工程師放棄模擬東西的一個原因是他們認為他們必須使用不同的軟件工具進行仿真而不是原理圖設計。這個陷阱很容易陷入困境,因為有許多“免費”仿真工具可供半導體制造商下載,例如LTSpice和TI-Tina。但是,必須在兩個不同的地方重新繪制所有內容,這是一個很大的麻煩,通常,專用的SPICE仿真工具帶有輕量級的原理圖編輯器,這對PCB設計來說并不是很好。

專業的原理圖設計與統一組件模型意味著您可以將SPICE,XSPICE,數字模擬代碼(用于混合模式)和PSPICE模型直接添加到設計中的組件中。然后,SPICE仿真就可以從相同的原理圖編輯器中進行 - 無需重新繪制任何內容。

現在你知道,通過集成仿真,我的意思是一個集成的模擬器。但您可能也在考慮模擬IC。 ; - )

再看看,朋友

電子產品的深奧本質可以讓您相信一個集成的模擬器在現實中會表現一種方式它是不同的,在你去構建它之前,模擬可以快速檢查。

當我特別設計模擬電路時(通常與音頻有關;我畢竟是音樂家和工程師),我喜歡使用模擬器來檢查:

電路周圍的直流偏置和條件(尤其需要離散電路)晶體管和基于JFET的設計)。

頻率響應(AKA AC小信號分析)。

剪切級別和非線性特性(使用瞬態分析)。

器件功耗,電壓和電流(直流分析和瞬態)。

組件制造差異的影響(蒙特卡羅分析)。

最重要的是,運行這些可以讓我快速查看是否有些事情不像我原先的意圖那樣有用。如果模擬器給我一個意想不到的結果,它會提示我檢查所有內容并查找電路設計錯誤,不正確的元件值或不良的部件選擇。

這似乎很明顯 - 但值得討論。許多人一旦獲得更多經驗,就會將模擬器視為他們在學校使用的學習工具。但實際上,它們可以幫助所有設計。

使用模擬進行設計

電路仿真也是一種非常強大的設計工具。不僅用于測試理論計算的元件值,還用于測試“假設”場景的數組。

例如,假設我正在設計一個二階高通濾波器揚聲器交叉:

我想弄清楚在保持巴特沃斯(最大平坦)通帶的同時使用的最佳電阻電容值范圍特性,并通過開關實現用戶可選擇的截止頻率。我可以在CircuitStudio?的XSPICE仿真設置部分中使用全局參數來創建多個參數掃描,其中元件值是根據巴特沃斯公式計算的:

從此處,使用參數掃描選項允許我改變全局參數CUTOFF_FREQ和DAMING_COEFF,其中計算了Butterworth響應的分量值。結果是一系列響應曲線:

我個人對波形編輯器的偏好是背景較暗。我使用文檔選項來交換前景色和背景色。我還將波形格式化為以dB為單位顯示幅度和以度為單位的相位。將這些設置應用到文檔并保存后,它們將永久存儲;因此,我可以使用不同的變化進行任意數量的模擬,并且它會記住我對顯示器的偏好。

將此參數掃描和全局參數功能更進一步幫助我分析和“虛擬原型”經典“Boogie”圖形均衡器。在這種情況下,我有一個多通道設計,電感 - 電容串聯諧振用于32Hz和16KHz之間的每個濾波器頻帶。我想模擬在平坦,完全切割和完全增強之間改變每個增益電位計的效果。每個頻段的每個位置都被模擬,電位器位置調整為全局參數公式:

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