做电子实验,不仅要实际购买零件来做实验,还要制作原型来看看电路的行为趋势,使用电路仿真软件也是一个不错的选择。
电路仿真简介
电路仿真又称SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis),利用计算机的计算能力和算法,让用户仅通过描述电路中的各种结果,例如直流展宽、频率响应和瞬时波形等,就可以计算出电路中的各种结果。电路接线。
早期的SPICE是用文本文件编写的,描述了电路中各个元件是如何连接的,称为网表,所以当电路非常复杂的时候,有时会出错。 我相信,如果你写过一次SPICE,你就不应该想再写一遍(生命不应该浪费在这种无聊的事情上)。
后来图形化socket开始流行,也有人把SPICE写成了图形化socket,所以操作也比较简单,但是即使是图形化socket,在仿真之前还是需要把电路做成Netlist,这样SPICE可以吃它并分析它。
专业的SPICE其实是要花钱的电路仿真软件multisim,而且有自己的领域。 CadenceOrCAD对于一般电子电路来说已经足够了,但是如果要处理RF领域的事情,不仅要考虑元件的选择,还要考虑布局的线宽和线距。 阻抗匹配特性等等都必须考虑,这时候就需要像KeysightADS这样的分析工具。
还有其他工具可以在布局后进行模拟装配,观察元件之间是否存在干涉,甚至可以进行挠度分析。 基本上只要老板口袋够多,肯花钱,就可以用。
但在这个软件自由化的时代,市场上还是有一些免费资源可以使用的。 像我这样做一些小研究是完全令人满意的。 让我们与您分享吧!
电路实验室
其零件库分类清晰,易于理解,而且零件厂家给出的参数齐全。 没有理由会这样。 这东西其实是需要付费的,但是有免费试用期。 注册后可以使用一段时间,但是我忘了是多久了。
我免费使用了一段时间,发现CircuitLab非常好用,所以我真的付费了一年,目前它是我体验中的第一。 操作插座更加美观简洁但直观,而且配件商安装的配件库也很齐全。 虽然它有免费试用期,但我仍然建议购买一年。
不仅仅是UI的外观,如果你要仿真的电路包含晶振开关功能,在其他在线仿真软件中可能会遇到崩溃的情况,比如switchingpower的电路,但CircuitLab不会出现崩溃的情况(至少我有没有遇到过)。
其零件库完整,并有零件经销商支持。 零件列表右侧有一个购买按钮,因为CircuitLab与零售商Jameco合作,按下它就可以直接购买实体零件,非常方便。
它可以做你想要的所有分析,DC/AC/时域/频域,基本上可以满足需求。 它可以做参数分析,比如将R的值从1K、2K、一直增加到10K,还可以看到10个瞬时波形或频率响应。
零件模拟
这是一个基于Web的电路仿真网页,带有基本的零件库。 前三项Genericparts/Diagramming/Vendorparts基本可以满足大部分需求。 前面的选项可用于购物。 Partsim 与零售相关。 Arrow与经销商合作,第四项之后的选项只有照片和数据表,只能点击左上角的箭头才能进入零售商,零件本身没有超链接可以连接到Arrow。
它的伟大之处在于它可以转移到BoM表(物料清单零件清单)中,所以如果你想买东西就不需要再次组织它。
仿真需要的基本样式也有,包括如右图所示的DC/AC/Transient,但是不能做蒙特卡洛分析,而且瞬态分析中的探针功能只能显示基本的电流和电压,没办法供你自己写加减乘除的公式电路仿真软件multisim,但如果你只是想粗略地验证一下电路,这个工具就绰绰有余了。
多重模拟蓝
这是NI公司在PC上开发的一套电路仿真软件。 所有DC/AC/Transient分析均可完成。 一不留神就会看到LabView的影子。 MultiSim的特点是它和OrCAD非常相似,看到右图了吗?
在进行仿真时,不需要进行复杂的设置。 只需拉动示波器图标并连接,波形就会立即出现。 非常直观,所有实时电流和电压也可以直接显示在电路上。
该套装有免费期和三个月的欣赏期。 我认为它的功能很强大。 NI的MultiSim是和零售商Mouser结合的,所以有两部分数据库,一是标准数据库,二是Mouser的数据库。
标准数据库中的零件不多,基本上常用的都有,包括555timer/ADC/DAC。 如果把数据库切换到MouserDatabase,零件库的内容会突然增加,多到根本吃不完。
另外,MultiSim还可以转换BOM,让您的采购更加方便,功能确实强大。
DCAC实验室
这个网站更像是一个中学生做电子实验的入门网站。 它只有DC/时域的分析,没有其他的,所以称为DCAC。 它有一个很大的特点,就是零件的呈现完全用实际图像来表达,我觉得非常适合中学生。
就连电阻值的参数调整也是通过颜色代码来呈现的,如右图所示。
它的零件库不多,如右图所示,但是做大规模的电子实验是没有问题的。
弗斯塔德
该网站是用Java Applet编写的,可以用来模拟简单的电路。 对于那些想简单尝试电路的人来说非常方便。 电路选项中有很多示例电路。 别看它丑陋的用户界面。 它提供555定时器和各种逻辑门。 不幸的是,它只能模拟模拟电路并分析时域。
其特点是所有电压/电流可视化,可以清楚地知道电压的流向和大小,这对于分析问题非常有帮助。
它有一个完整的零件库,但它没有与零售商集成,因此没有广告,也没有购买按钮。 屏幕很干净。 因为这是一个非常学术的人写的,是为了给世界做出贡献的。 如果你上网站,你会发现他写的内容包括化学、数学、电子、量子热、电磁学等,电路只是其中的一小部分。 份量,实在是太惊人了。
它的零件库居然有ADC/DAC/VCO,太震撼了。
在线史密斯图工具
如果你需要了解高频电路的行为,比如传输线理论,你可以使用这个网站,它可以让你直观地拖放元件,做阻抗匹配和频率响应,重点是它是免费的。
阻抗匹配线
绘制线后进行频率扫描,您仍然可以在 SmithChart 上看到 S11 的轨迹,因此您可以确定线的行为。 其唯一的缺点是频率扫描的点太少。 如果把频率拉宽,S11的赛道就会显得有点菱角。 这时候就可以考虑下一段要介绍的软件了。
SmithChart 上的频率响应
史密斯
这是法国一位院士编写的软件。 它专门用于微波电路的仿真。 有付费和免费版本。 如果你像我一样组件很少,那只是用来研究和玩的。 使用免费版就可以了(免费版不能读取文件,而且组件数量也有限)。 大概1000元左右,我觉得比专业CAD实惠多了,用来研究应该够了。
30cm75ohm电缆仿真图
这套Smith软件可以模拟几乎所有的高频电路。 对我来说最有用的是频率扫描点数可以自己设置。 喇叭。
实验室
如果你想模拟电磁场的运动,可以考虑这个软件ONLAB,这是一个有限元分析软件FEM,它是一个免费的OpenSource,其中包括Gmsh建模软件和GetDP求解软件,基本上任何发散度,旋转度、偏微分等等,我想对于它来说应该不难。
它允许您构建模拟磁场和电场流动的 3D 模型。 如果您熟悉自己领域的物理模型,您可以使用该软件来帮助您分析不同形状和材料参数下的场模式。
它唯一的缺点是GUI界面不太好用,但还是可以用的。 虽然它不像专业的软件包,但它为用户简化了麻烦。 另外,GetDP的物理模型和仿真环境的描述只能用文本文件来表达,是可以吃的、可以计算的。 只要里面有公式,它就能有输出,所以它不仅限于电磁场,还可以用于热力学、流体热学等。
oneLAB 的 FEM 分析软件
概括
总体来说,Designhouse有更多机会使用电路仿真,必须仿真才能制作芯片,而下游系统业大部分主要用于组装后的验证,使用SPICE的人数相对较少。
比如我遇到问题的时候,我会用SPICE来验证一个小电路,而且不需要太精确,只要趋势符合预期就可以了,所以高质量、好用或者即使是免费软件也很适合我。 需要。
您喜欢使用哪一款? 白菜和芋头各有各的喜好。 工具没有好坏之分,只有合适与否。 我希望您能找到适合您的工具。
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