模拟电路仿真软件的研究

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1、1引言1.1本课题研究的目的和意义随着电子计算机技术的发展，计算机辅助设计方法已经进入电子设计的领域并广泛应用。模拟电路中的电路分析、数字电路中的逻辑模拟、电路板印制和集成电路图设计都采用计算机辅助工具来加快设计效率，提高设计成功率。而大规模集成电路的发展，使得原始设计方法无论从效率还是精度上都无法适应当前电子工业的要求，采用计算机辅助设计进行仿真已经势在必行。同时，微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具，逐渐开发出适合各个领域系统的软件。电路的

2、仿真技术也越来越受到人们的重视。仿真技术逐步成为电子工程领域进行电路分析与辅助设计的重要工具。应用电路仿真软件快速分析电路的性能参数，有利于设计方案的确定和设计参数的选择，从而提高设计效率。克服传统实验研发周期长的缺点，使设计者可以更直接地将精力集中在设计层面上，缩短了整体设计周期。真因如此在仿真系统方面，软件种类繁多，应用甚广。应用在模拟电路仿真方面的主要有EWB,SPICE，PROTEL,MATLAB等。它们实现了功能从简单到复杂，操作由繁杂到智能，界面也变得越来越形象化[18]。研究电路仿真软件是为了设计电路及其系统的快速性和

3、精确性引入的。使设计人员在设计时能简单、方便、有效地对电路精确设计测试。仿真软件的应用将大大有助于设计人员和教学的效率，已经成为科研和教学上必不可少的工具。1.2国内外文献综述和发展前景模拟电路仿真软件研究是关于模拟电路仿真软件理论、实现和应用等几个方面的研究，它在理论上的研究推动了软件的应用。同时仿真软件的应用也推动了仿真软件的理论研究。而仿真软件的实现则是理论与应用之间的桥梁。第29页共29页在电子技术的的发展历程中，按计算机辅助技术介入的深度和广度，出现了三种设计方案，或者说三个阶段：第一种方法是所谓传统的设计方法，涉及的电子

4、系统一般较为简单，工作量不大，从方案的提出、验证、修改到完全定性都采用人工手段完成；第二种方法是所谓的计算机辅助设计（CAD）方法，就是由计算机完成数据处理、模拟评价、设计验证等部分工作，它是在电子产品由简单到复杂、电子设计工作量由小到大发展过程中产生的；的三种方法是所谓的EDA方法，它是在电子产品向更复杂、更高级、向数字化、集成化、微型化和低功耗方向发展过程中逐渐产生并完成的[19]。MATSIM和Pspice就是第三种设计方法涉及到的软件，它采用自上而下的设计方法，从系统入手，现在顶层进行功能划分、行为描述和结构设计，然后在底层

5、进行方案设计与验证、电路设计与PCB设计等，实现从设计、仿真、测试一体化。就EDA发展现状来看，数字系统的设计基本上实现了设计自动化；模拟电路因其复杂，全自动设计还需从事EDA技术的研究人员乃至从事集成电路工艺制造设计师们继续不断地努力，使EDA仿真软件朝着更高方向发展，而这一方向表现在:（1）超大规模集成电路的集成度和工艺水平的提高，可以在一个芯片上完成系统的集成。（2）成本大大降低系统体积越来越小，集成度性能越来越好。（3）高性能EDA长足发展，自动化程度及智能程度越来越高，可以进行功能强大的嵌入式系统设计。本设计就EDA仿真软

6、件中的MULTISIM与Pspice对模拟电路仿真展开讨论。这两种软件对模拟电路的仿真有很好的模拟效果，成为模拟电路的仿真的标准软件。本文前半部分介绍了MULTISIM和PSpice的基本功能，后半部分是对它们在模拟电路中的仿真运用，说明两款软件的优点和缺点。第29页共29页2仿真软件的介绍2.1Multisim的介绍及应用2．1．1EWB与MULTISIM简介EWB(ElectricalWorkbench,虚拟电子工作台)是加拿大IIT公司与20世纪80年代末推出的电子线路仿真软件。该软件可对模拟、数字、模拟/数字混合电路进行仿真

7、，克服了实验室条件对传统电子设计工作的限制。广泛应用于电子工程设计领域。从6.0版本开始，EWB进行了全套规模改动，仿真设计模块更名为MULTISIM，ElectronicsWorkbenchLayout模块更名为ULtibord.2001年推出了最先版本MULTISIM2001。它包含有电子电路仿真设计模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、不限引擎Ultiroute及通信电路分析及设计模块CommSIM四个部分，四个部分可相互独立分别使用。Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个庞大的元件数据库，并提

8、供原理图输入接口、全部的数模SPICE仿真功能、VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、FPGA/CPLD综合、RF射频设计能力和后处理功能、还可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝数据传输。它提供的单一易用的图形输入接口可以满