電子線路設計中仿真設計軟件的應用

肖海柳

摘要：本文分別對Mutisim、PSPICE、Protel+99+SE三種常見仿真設計軟件在電子線路設計中的應用進行論述，明確仿真設計軟件的內涵與實際應用，說明其在電子線路設計中的重要作用，意在為現代電子線路的設計優化提供指導與借鑒。

關鍵詞：電子線路設計；Mutisim、PSPICE、Protel+99+SE、應用

近年來，我國電路設計發展迅速，規模不斷擴大，日益趨于復雜。這一形勢下，傳統電路設計手段已經難以滿足現代電子線路設計的要求。當前，以Mutisim、PSPIC、Protel+99+SE等為主的仿真設計軟件開始廣泛應用于電子系統的設計與分析當中，并已經成為比不可少的重要工具。鑒于仿真設計軟件在電力與系統設計中的關鍵作用和重要地位，對電子線路設計中仿真設計軟件的應用進行探討十分必要，對于我國電子線路設計的與時俱進、長足發展具有積極的現實意義。

一、電子線路設計中Mutisim軟件的應用

電子線路設計中一般有一些編程是面向對象的程序編程，這些編程令大家再對電路進行設計時，可以進行抽象層上的描述，考慮到特定的制造工藝，能夠對于Altera公司Quartus II軟件的邏輯綜合工具進行設計，也就是對于制造工藝版圖之間可以實現任意的轉換，假如有新系統的需求，就可以直接通過抑制生成新的工藝，這樣就可以對于電路的一些時序或是面積的設計優化，并且能夠將新工藝的網表進行直接生成。而且在設計中，該軟件的應用可以對很多的方面生成一定的設計，比如對于異步FIFO、倍頻時鐘的產生，該設計軟件可以對于Altera公司的自帶IP核進行調用，設計結果是改善了設計周期，并且減小了設計的面積，對于整個布局布線也達到了更加的優化，并且使得系統達到了更高的要求。該設計還能夠在像素時鐘的上升沿將數據采集到寄存器中，并且將這些數據進行轉換后生成新的設計，RAW2RGB模塊將采集的數據轉換成RGB信號，存儲緩沖模塊用于控制數據的緩沖，將數據寫入SDRAM；LCM Controller模塊產生LCD控制信號，將SDRAM中的數據送到LCD上，這樣就完成了圖像的采集與顯示。

（一）Multisim軟件的內涵

該軟件是專門用于電路設計與仿真的系統工具，是連接理論設計與實際操作間的虛擬工作平臺，具有十分強大的功能，除電路設計功能外，還能夠對整個系統和電路信號作出仿真分析。應用Mutisim可對各種電子電路作出設計、仿真及演示，包括模擬電路、電工電路、高頻電路、數字電路等。

（二）Mutisim軟件的實際應用

選取二階高通有源濾波器，來就Mutisim軟件的應用進行探討。二階高通有源濾波器要求其頻帶內具有穩定而均勻的增益，屬于經典濾波器的典型范例。因對其電路數理的分析極為繁瑣，故輔以Mutisim軟件應用十分必要。其應用原理如圖1所示，將仿真開關打開，對雙蹤示波器的輸入輸出波形進行觀察，并對電路電壓增益進行估算。通過觀察分析，理論值與試驗值在高頻段的偏差較大，而在中頻段則比較相近。究其原因主要是由于運算放大器屬非理想器件而造成的。這時，應用Mutisim軟件來對阻容參數對電路頻響特性的影響進行模擬，通過對比仿真后電路截止角頻率的變化及對參數設計的改變，來加速明確而階高通有源濾波器的數理變化和相關公式的運用，很大程度上減少了其電路實際設計中的繁瑣工程量，設計效率大大提升。

二、電子線路設計中PSPIC軟件的應用

（一）PSPICE軟件的內涵

該軟件是電子線路分析的通用模擬軟件，具有強大的電路仿真和設計功能，包括六大功能模塊，分別為：Optimizer模塊、Probe模塊、Model Editor模塊、Stimulus模塊、A/D模塊及Capture模塊。PSPICE軟件通過對電子線路進行的提前moines分析，來測試各電路參數，檢查電氣規則，并對器件庫構建功能作出分析。

（二）PSPICE軟件的實際應用

在設計一級較強穩定型的電路時，在選擇晶體管相關參數后，為獲取靜態的穩定工作點，就需要應用PSPICE軟件來對電流負反饋分壓式偏置電路進行仿真。其仿真設計原理如圖2所示，集電極調幅電路載波信號確定為Vc，從調幅電路集電極來對調制低頻信號進行輸入，并將輸出信號傳送至二極管檢波電路進行解調。參考圖2，Q1級甲類放大電路設計中，應對直流（交流）通路設置的合理性進行充分的考慮，且LC諧振回路的特定頻率應當同載波信號頻率相一致。

在輸入較大低頻信號時，會形成過大的調幅波電壓調幅系數，容易造成過大的直、交流負載差異，進而導致軟件仿真的失真。這就要求，在應用該軟件進行電子線路設計時，應對每一電路分立元件及參數對電路輸出向的影響作出充分的考慮和整體的把握。

三、電子線路設計中Protel+99+SE軟件的應用

（一）Protel+99+SE軟件的內涵

Protel+99+SE是當前作為流行的仿真設計軟件，具有強大的綜合設計環境，包括PCB電路板設計、原理圖設計、報表制作、層次原理圖設計、邏輯器件設計、電路仿真等功能。因其自身所具備的強大功能，促進了電子線路設計效率的大大提升，從而成為電子線路設計中仿真設計軟件的首選。

（二）Protel+99+SE軟件的實際應用

應用Protel+99+SE軟件來進行二級管伏安特性電路的仿真。其步驟如下，第一，啟動Protel+99+SE程序，創建一個新的原理圖文檔，并在原理圖瀏覽器中進行庫文件的添加和路徑的設置。之后，運用仿真元件庫中相關元器件符號來對二極管伏安特性測試電路進行繪制；第二，對仿真環境進行設置，依據設計要求在菜單命令中進行相關參數的設置，完成后單擊關閉；第三，執行菜單命令，進行線路仿真，得到二極管伏安特性曲線；第四，對仿真結果進行分析。

在二級管伏安特性電路仿真中應用Protel+99+SE軟件，可產生直流移動曲線，通過分析直流，來對一系列靜態工作點作出分析，從而對差異電源電壓下，各電路節點直流電壓/流，及元器件的功率、直流電壓/流進行顯示。

結語

基于仿真設計軟件的電子線路仿真分與設計，為電子線路系統設計與電子產品研發注入了新的活力，促進了其設計質量和效率的大幅度提升，并使得電力設計缺陷發生率得以進一步降低。通過對仿真設計軟件在電子線路設計應用的實證論述，可以看出仿真設計軟件具有高效性，在一定程度上彌補了傳統手段的不足，是現代電子線路設計與分析中的強有力工具。■

參考文獻

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