仿真的优势:快速、精确计算。
仿真的作用:协助进行分析与设计。注意:
- 应以电路理论作为指导,否则易"只见树木不见森林";
- 通过分析仿真结果,也能提高对电路的理解;
- 对实际电路的理解越深,仿真结果与实际(实测)结果越接近;
大部分电路仿真软件均遵从同一标准(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, SPICE),使用流程大同小异,Multisim为其中最有代表性的一款。
Tips:
- 修改语言:选项-全局偏好-常规;
- 在进行仿真时,务必要加入接地点并正确连接;
- Ctrl + R 元件水平/垂直转换;
- 电流探针的方向仅代表的是电流参考方向,与电流真实方向无关;
- 功率探针必须放在器件上,此时探针中的字母显示淡绿色,功率的正负表示消耗和输出能量;
- 仿真软件中接地点的编号为0,。在Options菜单中选择Sheet Properties,在标签Sheet visibility的中部区域Net names中选择是否显示节点编号;
- 仿真软件中的源符号分为几个部分:左侧的矩形描绘了控制变量的属性,中间的菱形描绘了输出属性,右侧的文本描绘了控制变量对输出变量的控制系数。
例子1:右侧是电压控制的电流源,电流的大小等于R2两端电压的3倍。
注:Mho的单位叫作西门子,量纲是欧姆Ohm的导数。此处对应的物理量为【跨导】(Transconductance),\(g_m=\displaystyle\frac{\Delta I_{\text {out }}}{\Delta V_{\text {in }}}\)
参考:Ω是欧姆,那℧呢?没错,它是姆欧-物含妙理
例子2:参数扫描仿真,线性变化R1的电阻1:0.1:10,然后得到仿真出对应电阻下三个功率探针的值,电流源的功率始终是-2 W因为其电压和电流值都是固定的。
例子3:【焦耳小偷电路】(Joule thief),既可以用示波器进行仿真,也可以利用电压探针-Analyses and Simulation-Transient来进行仿真。注意下图有一段导线的颜色为绿色,这是因为绿色可以在示波器上得以显示,这样多个通道的信号在示波器上显示时更容易区分。
焦耳小偷电路是用低输出电压的电池带动需要大电压才能点亮的LED灯,原理可以参考爱上半导体视频
参考资料:
(1) 【科普】芯片设计之SPICE