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PCB設計中幾款主流電子電路仿真軟件優缺點比較

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PCB設計中幾款主流電子電路仿真軟件優缺點比較

 

PCB設計中,電子電路仿真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:

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的虛擬儀器、儀表,十分方便仿真與測試;

二、仿真電路的連接簡單快捷智能化,不需焊接,使用儀器調試不用擔心損壞;大大減少了設計時間及金錢的成本;

三、電子電路仿真軟件可進行多種准確而複雜的電路分析。

隨著電子電路仿真技術的不斷發展,許多公司推出了各種功能先進、性能強勁的仿真軟件。既然它們能百家爭鳴,那麽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仿真軟件的優缺點進行比較。

(1) Multisim

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在模電、數電的複雜電路虛擬仿真方面,Multisim是當之無愧的哥。它有形象化的極其真實的虛擬儀器,無論界面的外觀還是內在的功能,都達到了的最高水平。它有專業的界面和分類,強大而複雜的功能,對數據的計算方面極其准確。在我們參加電子競賽的時候,特別是模擬方向的題目,我們用得最多的仿真軟件就是Multisim。同時,Multisim不仅支持MCU,还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序,并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10,可以从电路设计到制板layout一条龙服务。

Multisim的缺點是,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

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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來仿真。

Tina的缺點是,功能相對較少,對TI公司之外的元器件支持較少。

(3) Proteus

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Proteus作爲一款集電路仿真、PCB設計、單片機仿真于一體軟件,它不僅含有大量的基于真實環境的元器件,支持衆多主流的單片機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支持單片機彙編語言的編輯/編譯/源碼級仿真,內帶8051、AVR、PIC的彙編編譯器,也可以與第三方集成編譯環境(如IAR、KeilHitech)結合,進行高級語言的源碼級仿真和調試。

Proteus的缺點是,對電路的數據計算方面不足。

(4)Cadence

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Cadence收購並整合了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綜合及布局布線,模擬、混合信號及射頻IC設計,全定制集成電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬件仿真建模等。Cadence是對複雜EDA設計的首選。

Cadence的缺點是,操作較爲複雜,比較適合複雜板的開發。

(5) Matlab仿真工具包Simulink

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目前,大型科學計算與仿真軟件Matlab已經配備了電力系統工具包,這使得Matlab可以用于電力電子仿真。PowerSystem的仿真是基于MatlabSimuilnk圖形環境,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)並連接成系統,即可直接進行控制器的設計和仿真。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,電路可以實現極爲細致控制而不需花費很大的精力。使用Matlab的另外好處是:其數據處理十分有效、精細,運行速度較快;其數據的格式兼容性十分好,便于數據的後處理與分析,尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺點在于目前的PowerSystem是基于一般電路元件的模型以及數學模塊(例如傳遞函數)來進行仿真的,與實際元件的參數有差別,仿真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是對理想模型的仿真,不能考慮非理性狀態下的情況。

(6)Altium Designer

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Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel 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端功能。該平台拓寬了板級設計的傳統界面,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FPGA與PCB設計及嵌入式設計集成在一起。

Altium Designer 主要用于原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑,也是電賽必備軟件。

Altium Designer 的缺点是对复杂板的设计不及Cadence。

 

2019年5月20日 08:27
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