馬州生（河南經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院電子工程系，450018）

仿真軟件在電子線路設(shè)計中的運用探究

馬州生
（河南經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院電子工程系，450018）

介紹了仿真軟件的概念與特征，分析了仿真軟件在電子線路設(shè)計中的意義。并以 EWB， Protel為例，探討了仿真軟件在電子線路設(shè)計中的運用。實際運用表明，仿真軟件滿足了電子線路設(shè)計的需要，在設(shè)計中運用具有重要意義，不僅能夠滿足設(shè)計產(chǎn)品的功能要求，還能夠節(jié)約設(shè)計成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，取得良好的設(shè)計效果。今后在電子線路設(shè)計中應(yīng)該重視仿真軟件的運用。

仿真軟件；電子線路設(shè)計；EWB；Protel

1　仿真軟件的概念與特征

1.1仿真軟件的概念。仿真軟件是隨著仿真技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的，并且是仿真技術(shù)的重要體現(xiàn)之一，在具體工作中，它是專門指用于仿真的計算機軟件。最開始出現(xiàn)的仿真軟件系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫，之后隨著技術(shù)的發(fā)展與進步，人工智能技術(shù)出現(xiàn)并得到廣泛的運用，該技術(shù)的專業(yè)性更強，功能更加靈活，能夠面向更為廣泛的客戶，對電子產(chǎn)生更為重要的影響，目前運用得比較廣泛的仿真軟件是EWB和Protel。通過仿真軟件的運用，能夠提高設(shè)計水平，更好滿足實際工作的需要，因而越來越受到人們重視。

1.2仿真軟件的特征。仿真軟件具有自身顯著的特點和優(yōu)勢，其中最為顯著的特點是效率高、精度高、可靠性強、成本低廉，由于具有這些特點，因而在現(xiàn)代電子線路設(shè)計中得到越來越廣泛的運用。在設(shè)計過程中，通過運用仿真軟件，能夠改變傳統(tǒng)繁瑣的人工分析，降低勞動強度，有利于對電子線路設(shè)計進行全面分析，促進設(shè)計水平提高，避免人工分析中出現(xiàn)較大的誤差。另外，通過仿真軟件的運用，還可以將實物調(diào)試和仿真分析結(jié)合起來，有利于提高電子線路設(shè)計的準確性，縮短設(shè)計周期，節(jié)約設(shè)計成本，取得更好的設(shè)計效果。因此，仿真軟件的出現(xiàn)，并將其運用到電子線路設(shè)計中，大大加快了電子設(shè)計速度，對整個電子線路設(shè)計產(chǎn)生重要的影響。

2　仿真軟件在電子線路設(shè)計中的意義

仿真技術(shù)的出現(xiàn)及其運用，有力的推動了電子設(shè)計的自動化進程，在傳統(tǒng)設(shè)計方式不能滿足現(xiàn)代電子線路設(shè)計要求的情況下，仿真軟件運用對線路設(shè)計產(chǎn)生的作用是十分明顯的。仿真軟件具有更為完善的功能，具有更高的自動化程度，能夠讓設(shè)計人員在計算機上完成功能、邏輯、性能設(shè)計，并進行電氣參數(shù)測試，從而縮短設(shè)計周期，節(jié)約設(shè)計成本，對整個電子路線設(shè)計具有重要意義。

2.1豐富和完善電子線路的功能。在電子路線設(shè)計時，通過仿真軟件運用，能夠提高設(shè)計自動化、智能化水平。更加方便設(shè)計人員操作，有利于豐富和完善設(shè)計功能，更好的滿足人們的需要。同時也能夠充分調(diào)動設(shè)計人員的才智，讓人們有更多的時間和精力開展設(shè)計工作，促進設(shè)計水平提高。

2.2節(jié)約設(shè)計材料降低設(shè)計成本。設(shè)計中引入仿真軟件，能夠節(jié)約設(shè)計材料，降低設(shè)計成本，還可以減少儀器儀表的使用，簡化設(shè)計流程，方便人們的操作，大大便利了電子線路設(shè)計。另外，在仿真軟件的支持下，還能夠模擬各種極限情況，包括超低頻、大功率、高溫、低溫等。這些極限環(huán)境在現(xiàn)實試驗中很難以實時，但利用仿真軟件能夠進行試驗操作，有利于更為全面的分析實驗現(xiàn)象，得出需要的數(shù)據(jù)，作為設(shè)計參考，促進設(shè)計水平提高。

2.3提高電子產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。通過仿真軟件的運用，在設(shè)計中能夠?qū)Ω鞣N情況進行全面分析，有利于設(shè)計人員從整體上把握線路設(shè)計工作。同時能夠根據(jù)設(shè)計工作的需要，采取有效的措施，做好線設(shè)計的安排與組合，進而促進設(shè)計水平的提高，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，提高電子線路產(chǎn)品的合格率，也能夠為更好的進行產(chǎn)品生產(chǎn)提供依據(jù)，對整個電子線路設(shè)計、生產(chǎn)等工作都有十分積極的作用。

3 仿真軟件在電子線路設(shè)計中的運用

隨著設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)計自動化趨勢愈加明顯，并得到越來越廣泛的運用。在這樣的背景下，仿真技術(shù)取得不斷的提高與進步，同時也促進了仿真軟件的開發(fā)。目前在具體工作中，有多種仿真軟件被開發(fā)出來，而在電子線路設(shè)計中運用得較為廣泛的是 EWB和Protel，這些軟件的出現(xiàn)和運用，對整個電子路線設(shè)計工作產(chǎn)生重要影響，甚至帶來全新變更，下面分別對此進行探討分析。

3.1EWB的運用。如圖1所示，EWB軟件具有自身的顯著特征，與其它軟件相比而言，它具有自己鮮明的特點，其界面直觀，操作起來比較方便，為用戶提供了便利。它相當于一個虛擬的電子工作平臺，具有豐富的元器件庫，在對電路仿真的同時，還具有存儲功能，可以存儲實驗數(shù)據(jù)、波形、元器件清單、工作狀態(tài)等。同時在運行過程中，能夠人為設(shè)置短路、開路、漏電等故障，可以在不同狀態(tài)下運行并觀測數(shù)據(jù)。也可以模擬有源電路、無源電路、數(shù)字電路等，并進行有效的仿真分析。在EWB7.0（Multisim2001）以上版本增加VHDL和VerilogHDL模塊。除此之外，該軟件還具有射頻電路仿真功能，這是其獨特之處，因為其它很多仿真軟件不具備該項功能?？梢灶A(yù)見，隨著計算機技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，電子線路設(shè)計水平會不斷提高，電子設(shè)計逐漸步入自動化設(shè)計階段，從而有利于提高設(shè)計水平，促進產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的提高。在這樣的背景下，進行電子產(chǎn)品設(shè)計時，運用虛擬仿真技術(shù)，對電子產(chǎn)品進行前期工作的調(diào)試是十分必要的，也逐漸成為一種趨勢，能夠有力的推動電子產(chǎn)品設(shè)計水平的提高。

3.2Protel的運用。如圖2所示，Protel軟件也具有自身的顯著特征，它擁有十分強大的功能，內(nèi)部集成有模數(shù)混合仿真器，具備仿真分析功能。同時，仿真分析和原理圖編輯融為一體，只要所有元器件取自仿真測試元件庫，原理圖編輯完成后就能夠啟動仿真操作，完成相應(yīng)的任務(wù)，而不需要再次輸入仿真電路，從而便利了操作，節(jié)約了時間，給實際工作帶來方便。另外，仿真元件庫提供了數(shù)十種仿真激勵振，多種標準的仿真原件，能夠?qū)崿F(xiàn)對多種功能的模擬。例如，模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)字模擬混合電路等，從而更為全面的把握這些電路的實際情況，滿足進行分析和實驗的需要。同時Protel可以提供多種仿真分析方式，能夠?qū)崿F(xiàn)同時對多種仿真進行分析的功能。此外，仿真分析結(jié)果是以圖形方式輸出，以直觀的形式體現(xiàn)出來，方便人們的了解，而且能夠以多種方式從不同角度觀察分析結(jié)果，從而全面了解電子設(shè)計的具體情況，有利于提高設(shè)計水平。

圖1　EWB的運用

3.3優(yōu)勢與特征。EWB， Protel兩款軟件滿足電子路線設(shè)計的需要，具有自身顯著的特點和優(yōu)勢。同時還能夠進行仿真實驗，通過實驗，獲取所需要的實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行仿真分析。正是因為具有上述特點，因而在電子產(chǎn)品研發(fā)中，EWB，Protel得到了廣泛的運用。這些仿真軟件能夠提供多種分析手段，為全面認識和分析實驗現(xiàn)象，更好的進行軟件設(shè)計提供依據(jù)。例如，直流工作點、交流頻率、瞬態(tài)、傅立葉、噪聲、失真、參數(shù)掃描、溫度掃描分析等等。通過這些分析工作，能夠更為全面的把握電子路線的基本情況，對更好的設(shè)計電子路線起著十分重要的作用。對于任何一個電子產(chǎn)品的開發(fā)來說，離不開設(shè)計分析工作，離不開設(shè)計前的實驗工作。實驗電路的建立往往需要滿足多方面條件。例如，電路結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、元器件的選取、原件參數(shù)設(shè)定等等，而利用仿真軟件的分析，能夠使這些內(nèi)容都有依據(jù)，從而更好的完成設(shè)計工作，促進設(shè)計水平的提高。

4 仿真軟件在電子線路設(shè)計中的運用實例

圖2　Protel的運用

為了讓人們對仿真軟件在電子線路設(shè)計中的運用有更為全面的了解，下面將通過具體實例對此進行探討分析。具體實例選用5V穩(wěn)壓電源，分析電路的帶負載能力。

4.1具體運用。在分析5V穩(wěn)壓電源電路帶負載能力時，為了確保工作效果，需要用到仿真軟件。分析中運用仿真軟件對電路進行參數(shù)掃描分析。也就是說，在分析過程中，通過運用仿真分析的方法，研究電路參數(shù)的變化對電路特性的影響。進行實驗時，為了達到既定的實驗?zāi)康?，采取以下工作步驟：根據(jù)仿真分析步驟畫好電路圖，打開分析窗口設(shè)定R的起始值1歐姆，終止值30歐姆，增量步長設(shè)為1歐姆，掃描形式為線性，選定與R相連的連接點為輸出節(jié)點，選中直流工作點進行仿真分析。然后觀察此時的分析圖，查看電阻取值，一般電壓不會偏離5V。在實驗分析中，除了電阻之外，還可以對其它元器件的參數(shù)進行改變，觀看與測量電路的任意節(jié)點值，及時掌握線路的運行情況。

4.2運用效果。在上述電子線路設(shè)計中，通過運用仿真軟件，不僅方便了實驗分析工作，還加深了對電路原理的理解，能夠為電路調(diào)試和設(shè)計提供依據(jù)，從而大大方便了這些工作。通過具體實例分析可以得知，通過仿真軟件的引入，能夠運用EWB，Protel將實驗過程中的一些難以實現(xiàn)的現(xiàn)象直觀反映出來，讓實驗者對實驗有更為全面的認識，對他們從事設(shè)計的具體工作也具有指導(dǎo)意義，從而有利于實驗者更好理解實驗難點，加深對實驗現(xiàn)象的認識。除此之外，在其它實驗過程中，也可以運用仿真軟件完成實驗內(nèi)容，順利完成一些現(xiàn)實生活中難以實現(xiàn)的實驗現(xiàn)象。通過順利完成仿真實驗，能夠?qū)靖拍钣懈鼮樯钊氲睦斫?，更好的感受到實驗現(xiàn)象，對電子線路設(shè)計也具有直接的影響，有利于幫助電子線路設(shè)計工作，促進設(shè)計水平的提高，更好滿足實際工作的需要。

5 結(jié)束語

綜上所述，仿真軟件具有自身顯著的特點和優(yōu)勢，滿足電子線路設(shè)計的需要，在設(shè)計中運用具有重要作用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品設(shè)計自動化水平不斷提高，仿真軟件在設(shè)計中的作用更加凸顯，對整個設(shè)計帶來新的變革。因此，今后在電子線路設(shè)計過程中，需要注重仿真軟件運用，并根據(jù)設(shè)計工作具體需要采取相應(yīng)的策略，提高設(shè)計質(zhì)量。同時還需要注重設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)，提高設(shè)計人員綜合素質(zhì)，以節(jié)約設(shè)計成本，提高設(shè)計質(zhì)量，使電子產(chǎn)品更好的滿足實際工作的需要，促進其最大作用的發(fā)揮。

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Application of simulation software in electronic circuit design

Ma Zhousheng
（Henan Economic and Trade Vocational College，450018）

This paper introduces the concept and characteristics of simulation software， and analyzed the significance of simulation software in electronic circuit design.Taking EWB，Protel as an example，discusses the application of simulation software in electronic circuit design.In this paper，the simulation software to meet the needs of electronic circuit design，in the design of the use is of great significance，not only to meet the design requirements，but also can save design cost，improve product quality，has good effect of design. Should attention to the use of simulation software in electronic circuit design in the future.

simulation software；electronic circuit design；EWB；Protel