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幾款主流電子電路模擬軟體優缺點比較

電子電路模擬技術是當今相關專業學習者及工作者必須掌握的技術之一,它有諸多優點:第一,電子電路模擬軟體一般都有海量而齊全的電子元器件庫和先進的虛擬儀器、儀表,十分方便模擬與測試;第二,模擬電路的連線簡單快捷智慧化,不需焊接,使用儀器除錯不用擔心損壞;大大減少了設計時間及金錢的成本;第三,電子電路模擬軟體可進行多種準確而複雜的電路分析。

隨著電子電路模擬技術的不斷髮展,許多公司推出了各種功能先進、效能強勁的模擬軟體。既然它們能百家爭鳴,那麼肯定是在某些方面各有優劣的。下面就針對幾款主流電子電路模擬軟體的優缺點進行比較。

(1) Multisim

在模電、數電的複雜電路虛擬模擬方面,Multisim

是當之無愧的一哥。它有形象化的極其真實的虛擬儀器,無論介面的外觀還是內在的功能,都達到了的最高水平。它有專業的介面和分類,強大而複雜的功能,對資料的計算方面極其準確。在我們參加電子競賽的時候,特別是模擬方向的題目,我們用得最多的模擬軟體就是Multisim。同時,Multisim不僅支援MCU,還支援組合語言和C語言為微控制器注入程式,並有與之配套的製版軟體NI Ultiboard10,可以從電路設計到制板layout一條龍服務。

Multisim的缺點是,軟體過於龐大,對MCU的支援不足,制板等附加功能比不上其他的專門的軟體。

2Tina

Tina的介面簡單直觀,元器件不算多,但是分類很好,而且

TI公司的元器件最齊全。在比賽時經常用到TI公司的元器件,當在Multisim找不到對應的器件時,我們就會用到Tina來模擬。

Tina的缺點是,功能相對較少,對TI公司之外的元器件支援較少。

(3) Proteus

Proteus作為一款集電路模擬、PCB設計、微控制器模擬於一體軟體,它不僅含有大量的基於真實環境的元器件,支援眾多主流的微控制器型號及通用外設模型,還提供最優秀的實時顯示效果,它的動態模擬是基於幀和動畫的,因此提供更好的視覺效果。Proteus支援微控制器組合語言的編輯/編譯/原始碼級模擬,內帶8051AVRPIC的彙編編譯器,也可以與第三方整合編譯環境(如IARKeilHitech

)結合,進行高階語言的原始碼級模擬和除錯。

Proteus的缺點是,對電路的資料計算方面不足。

(4)Cadence

Cadence收購併整合了Pspice的功能,涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統級設計,功能驗證,IC綜合及佈局佈線,模擬、混合訊號及射頻IC設計,全定製積體電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬體模擬建模等。Cadence是對複雜EDA設計的首選。

Cadence的缺點是,操作較為複雜,比較適合複雜板的開發。

(5) Matlab模擬工具包Simulink

目前,大型科學計算與模擬軟體Matlab已經配備了電力系統工具包,這使得Matlab可以用於電力電子模擬。PowerSystem的模擬是基於MatlabSimuilnk圖形環境,因而使用起來與PSpiee一樣方便.SimulinkMatlab軟體包中最重要的功能模組之一,是互動式、模組化的建模和模擬的動態分析系統。在電力電子領域,通常利用Simulink建立電力電子裝置的簡化模型(如基頻模型)並連線成系統,即可直接進行控制器的設計和模擬。SimulinkC語言程式碼提供了很好的支援,而且既可以工作在互動式圖形環境下,也可以工作在Matlab指令語言模式的批處理模式下。

Matlab是基於理想化功率元器件和功能模組的模擬工具。Matlab的強大數學運算功能,使得PowerSystem的控制功能非常卓越,尤其是利用其他相關的工具包,電路可以實現極為細緻控制而不需花費很大的精力。使用Matlab的另外好處是:其資料處理十分有效、精細,執行速度較快;其資料的格式相容性十分好,便於資料的後處理與分析,尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺點在於目前的PowerSystem是基於一般電路元件的模型以及數學模組(例如傳遞函式)來進行模擬的,與實際元件的引數有差別,模擬的結果與實際電路有一定距離,其結果的參考意義主要體現在電路的總體與系統上。其中的開關和控制單元大量使用了理想元件,其中的開關控制器只要直接與開關相連即可,不用考慮電平移動。基本忽略了對實際開關的暫態過程描述。總而言之,Matlab是對理想模型的模擬,不能考慮非理性狀態下的情況。

6Altium Designer

Altium Designer 除了全面繼承包括Protel 99SEProtel DXP在內的先前一系列版本的功能和優點外,還增加了許多改進和很多高階功能。該平臺拓寬了板級設計的傳統介面,全面集成了FPGA設計功能和SOPC設計實現功能,從而允許工程設計人員能將系統設計中的FPGAPCB設計及嵌入式設計整合在一起。

Altium Designer 主要用於原理圖設計、電路模擬、PCB繪製編輯,也是電賽必備軟體。

Altium Designer 的缺點是對複雜板的設計不及Cadence

參考文獻

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[3]三種電路模擬軟體比較及器件模型加入方法_孫全意[J].

[4]電力電子教學中常用模擬軟體對比_楊浩東[J].

[5]電路模擬軟體的分析與比較_