电子电路仿真

电子电路仿真使用数学模型来复制实际电子设备或电路的行为。仿真软件可以对电路操作进行建模，并且是非常宝贵的分析工具。由于其高度精确的建模能力，许多大学和学院都将这种软件用于电子技术人员和电子工程程序的教学。电子仿真软件通过将其集成到学习体验中来吸引用户。这些互动会积极地促使学习者分析、综合、组织和评估内容，并促使学习者构建自己的知识。

在实际构建电路之前模拟电路的行为，可以通过使诸如这样的错误设计闻名，并提供对电子电路设计行为的洞察力，从而极大地提高设计效率。特别地，对于集成电路、工具（光掩模）昂贵，面包板不切实际，并且探测内部信号的行为极其困难。因此，几乎所有的IC设计都严重依赖于仿真。最著名的模拟模拟器是SPICE。可能最著名的数字仿真器是基于Verilog和VHDL的数字仿真器。

一些电子电路仿真器集成了原理图编辑器，仿真引擎和屏幕上的波形显示，允许设计人员快速修改仿真电路，并查看更改对输出的影响。它们通常还包含大量的模型和设备库。这些模型通常包括特定于IC的晶体管模型（例如BSIM），通用组件（例如电阻器、电容器、电感器和变压器），用户定义的模型（例如受控电流和电压源或Verilog-A或VHDL-AMS中的模型）。 印刷电路板（PCB）设计也需要特定的模型，例如走线的传输线和驱动和接收电子设备的IBIS模型。

尽管严格存在模拟电子电路模拟器，但流行的模拟器通常同时包含模拟和事件驱动的数字模拟功能，因此被称为混合模式模拟器。这意味着任何模拟都可能包含模拟，事件驱动（数字或采样数据）或两者结合的组件。整个混合信号分析可以从一个集成示意图中进行。混合模式模拟器中的所有数字模型都提供了传播时间和上升/下降时间延迟的准确规范。

混合模式模拟器提供的事件驱动算法是通用的，并且支持非数字类型的数据。例如，元素可以使用实数或整数值来模拟DSP函数或采样数据过滤器。由于事件驱动算法比标准SPICE矩阵解决方案快，因此使用事件驱动模型代替模拟模型的电路的仿真时间xxx减少。

混合模式仿真分为三个级别：（a）使用时序模型和内置12或16状态数字逻辑仿真器的原始数字元素，（b）使用集成电路实际晶体管拓扑的子电路模型，以及（c）使用In-行布尔逻辑表达式。

精确表示法主要用于分析传输线和信号完整性问题，需要仔细检查IC的I / O特性。布尔逻辑表达式是无延迟函数，用于在模拟环境中提供有效的逻辑信号处理。这两种建模技术使用SPICE来解决问题，而第三种方法数字原语则使用混合模式功能。这些方法中的每一种都有其优点和目标应用。实际上，许多仿真（尤其是那些使用A / D技术的仿真）都需要将这三种方法结合起来。仅凭一种方法是不够的。

主要用于电力电子设备的另一种类型的仿真代表分段线性算法。这些算法使用模拟（线性）仿真，直到电力电子开关改变其状态为止。此时，将计算出一个新的模拟模型以用于下一个模拟周期。这种方法既提高了仿真速度又提高了稳定性。