多款電子電路仿真技術(shù)軟件及優(yōu)缺點(diǎn)介紹

電子電路仿真技術(shù)是當(dāng)今相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)者及工作者必須掌握的技術(shù)之一，它有諸多優(yōu)點(diǎn)：

第一，電子電路仿真軟件一般都有海量而齊全的電子元器件庫和先進(jìn)的虛擬儀器、儀表，十分方便仿真與測試；

第二，仿真電路的連接簡單快捷智能化，不需焊接，使用儀器調(diào)試不用擔(dān)心損壞；大大減少了設(shè)計(jì)時(shí)間及金錢的成本；

第三，電子電路仿真軟件可進(jìn)行多種準(zhǔn)確而復(fù)雜的電路分析。

隨著電子電路仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，許多公司推出了各種功能先進(jìn)、性能強(qiáng)勁的仿真軟件。既然它們能百家爭鳴，那么肯定是在某些方面各有優(yōu)劣的。下面就針對幾款主流電子電路仿真軟件的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。

(1) Multisim

在模電、數(shù)電的復(fù)雜電路虛擬仿真方面，Multisim是當(dāng)之無愧的一哥。它有形象化的極其真實(shí)的虛擬儀器，無論界面的外觀還是內(nèi)在的功能，都達(dá)到了的最高水平。它有專業(yè)的界面和分類，強(qiáng)大而復(fù)雜的功能，對數(shù)據(jù)的計(jì)算方面極其準(zhǔn)確。在我們參加電子競賽的時(shí)候，特別是模擬方向的題目，我們用得最多的仿真軟件就是Multisim。同時(shí)，Multisim不僅支持MCU，還支持匯編語言和C語言為單片機(jī)注入程序，并有與之配套的制版軟件NI Ultiboard10，可以從電路設(shè)計(jì)到制板layout一條龍服務(wù)。

Multisim的缺點(diǎn)是，軟件過于龐大，對MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的專門的軟件。

（2）Tina

Tina的界面簡單直觀，元器件不算多，但是分類很好，而且TI公司的元器件最齊全。在比賽時(shí)經(jīng)常用到TI公司的元器件，當(dāng)在Multisim找不到對應(yīng)的器件時(shí)，我們就會用到Tina來仿真。

Tina的缺點(diǎn)是，功能相對較少，對TI公司之外的元器件支持較少。

(3) Proteus

Proteus作為一款集電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)仿真于一體軟件，它不僅含有大量的基于真實(shí)環(huán)境的元器件，支持眾多主流的單片機(jī)型號及通用外設(shè)模型，還提供最優(yōu)秀的實(shí)時(shí)顯示效果，它的動態(tài)仿真是基于幀和動畫的，因此提供更好的視覺效果。Proteus支持單片機(jī)匯編語言的編輯/編譯/源碼級仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試。

Proteus的缺點(diǎn)是，對電路的數(shù)據(jù)計(jì)算方面不足。

(4)Cadence

Cadence收購并整合了Pspice的功能，涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，包括系統(tǒng)級設(shè)計(jì)，功能驗(yàn)證，IC綜合及布局布線，模擬、混合信號及射頻IC設(shè)計(jì)，全定制集成電路設(shè)計(jì)，IC物理驗(yàn)證，PCB設(shè)計(jì)和硬件仿真建模等。Cadence是對復(fù)雜EDA設(shè)計(jì)的首選。

Cadence的缺點(diǎn)是，操作較為復(fù)雜，比較適合復(fù)雜板的開發(fā)。

(5) Matlab仿真工具包Simulink

目前,大型科學(xué)計(jì)算與仿真軟件Matlab已經(jīng)配備了電力系統(tǒng)工具包,這使得Matlab可以用于電力電子仿真。PowerSystem的仿真是基于Matlab的Simuilnk圖形環(huán)境,因而使用起來與PSpiee一樣方便.Simulink是Matlab軟件包中最重要的功能模塊之一,是交互式、模塊化的建模和仿真的動態(tài)分析系統(tǒng)。在電力電子領(lǐng)域,通常利用Simulink建立電力電子裝置的簡化模型(如基頻模型)并連接成系統(tǒng),即可直接進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)和仿真。Simulink對C語言代碼提供了很好的支持,而且既可以工作在交互式圖形環(huán)境下,也可以工作在Matlab指令語言模式的批處理模式下。

Matlab是基于理想化功率元器件和功能模塊的仿真工具。Matlab的強(qiáng)大數(shù)學(xué)運(yùn)算功能,使得PowerSystem的控制功能非常卓越,尤其是利用其他相關(guān)的工具包,電路可以實(shí)現(xiàn)極為細(xì)致控制而不需花費(fèi)很大的精力。使用Matlab的另外好處是:其數(shù)據(jù)處理十分有效、精細(xì),運(yùn)行速度較快;其數(shù)據(jù)的格式兼容性十分好,便于數(shù)據(jù)的后處理與分析,尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺點(diǎn)在于目前的PowerSystem是基于一般電路元件的模型以及數(shù)學(xué)模塊(例如傳遞函數(shù))來進(jìn)行仿真的,與實(shí)際元件的參數(shù)有差別,仿真的結(jié)果與實(shí)際電路有一定距離,其結(jié)果的參考意義主要體現(xiàn)在電路的總體與系統(tǒng)上。其中的開關(guān)和控制單元大量使用了理想元件,其中的開關(guān)控制器只要直接與開關(guān)相連即可,不用考慮電平移動。基本忽略了對實(shí)際開關(guān)的暫態(tài)過程描述?？偠灾?，Matlab是對理想模型的仿真，不能考慮非理性狀態(tài)下的情況。

（6）Altium Designer

Altium Designer 除了全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計(jì)人員能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。

Altium Designer 主要用于原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB繪制編輯，也是電賽必備軟件。

Altium Designer 的缺點(diǎn)是對復(fù)雜板的設(shè)計(jì)不及Cadence。