仿真技術在電子產品優化設計中的應用

劉力

（四川職業技術學院，四川遂寧629000）

仿真技術在電子產品優化設計中的應用

劉力

（四川職業技術學院，四川遂寧629000）

以仿真技術為基礎，對電子產品的優化設計進行了研究，進一步說明電子產品仿真技術的內涵，進而研究了仿真技術在電子產品中的應用，最后分析說明了仿真技術在電子產品實際應用中的關鍵作用。

仿真技術；電子產品；設計優化

引言

隨著我國社會經濟步伐的飛躍發展，科學技術也在逐漸進步，我國的仿真技術也已經應用于相應的電子產品，而且應用范圍相對較大，仿真技術的應用促進我國電子技術水平上升了很大一個階梯。

1 電子產品的仿真技術

仿真技術是指以計算機為輔助工具，采用模型理論和一些相關的信息基礎來實現模擬仿真的一種現代化專業技術。隨著仿真技術的逐漸進步，現在已經廣泛應用在各行各業的科學研究當中，并且這開始成為一個國家計算機領域技術水平的重要評價指標，在很大程度上逐漸成為與國家安全密切相關的核心技術。人們采用仿真技術可以更加客觀地辨析事物，它不再被理論研究和嘗試性實驗限制，電子產品仿真技術經常用到的有Multisim、Protel和Proteu三種，特別是Proteu的使用，與電子產品的研發密不可分。Proteus主要使用在電子產品的開發，因其專業的電子產品仿真性能，在電子產品開發市場被廣泛應用。采用Proteu不僅可以進行傳統的電路設計，Proteu還可以對虛擬示波器和虛擬信號源等進行仿真。Proteu在電子產品開發中一般都是以電子線路的設計為基礎，而且還能快速地設計各種電子元器件，有效地為電子產品的開發提供了豐富的思路[1]。

2 低通濾波電路設計

低通濾波電路原理采用Altium Designer軟件，進行仿真步驟如下：1)加載應用到的仿真庫文件；2)在原理圖中放入激勵源，在節點處標記網絡標號；3)對原理圖完成編譯(Compile)，保證原理圖完全正確；4)錄入電路初始條件，完成分析電路，調節仿真器參數；5)對仿真結果完成調試，使設計最優化。

2.1 放置元器件

以放置運算放大器AD645AH為例，對話框完成查找條件，點擊“Search”按鈕，再找到器件的Libraries面板，單擊“Placce AD645AH”，放置器件。然后打開“Component Properties”設置對話框，在“Designer”處將器件序號設為U1，選擇“Models for U-AD645AH”欄的“Simulation”，再點擊“Edit”按鈕。原理圖測試電路如圖1所示。

2.2 添加激勵源

在Libraries庫面板中，點擊“Libraries”按鈕，彈出Available Libraries對話框，之后安裝Simulation Sources.IntLib庫文件。在“Designator”處把器件序號更改為12Vpos，將“Value”設為＋12 V，選取“Simulation”，點擊“Edit”按鈕，彈出直流電壓源仿真模型對話框，最后在電路圖中準備直流電壓仿真電源VSRC；使用一樣方法放置-12 V的直流電壓仿真電源VSRC[2]。

放置周期性脈沖仿真電壓源VPULSE，設置對話框，選擇“Simulation”，單擊“Edit”按鈕，彈出SimModel仿真編寫對話框，選擇“Parameters”標簽，再一次設置周期性脈沖仿真電壓源VPULSE的值后，選擇“OK”按鈕，放置脈沖仿真電壓源。在此設置一個頻率為1 kHz、幅度為1 V的方波信號，從而對濾波器功能進行顯示。

2.3 檢查原理圖

操作“Wire”命令，連接電路。操作“Net Label”命令，放置網絡標號“IN”和“OUT”，用來觀察這兩點的波形。對原理圖進行編譯，如果發現錯誤，立即修正錯誤，直到原理圖正確為止。

3 Proteu在實際應用中的作用

Proteu軟件的應用功能十分強大，在電子產品研發中的使用相當廣泛，以下以純水機的設計開發過程為實例，對Proteu的應用問題進行分析討論，以期對電子產品開發人員提供一些參考。

3.1 Proteu軟件操作簡便

Proteu軟件操作起來非常方便，使用Proteu軟件可以在計算機一個窗口中完成電子線路設計以及仿真工作。采用Proteu中的編輯區就可以對電子產品的線路進行設計，而且還可以使用預覽模式對產品的電路進行預覽和仿真。在整個開發和設計過程中，只需要一個鼠標就可以完成，很大程度上簡化了電子產品的開發過程。

3.2 Proteu的仿真以及調試

在對調試的內容加載后，一般先要在Proteu中調出“Editcomponent”對話框，在對話框內輸入將要進行調試工作的目標文件，同時在Proteu中調節好晶振頻率，接下來點擊仿真按鈕就開始仿真了。采用Proteu軟件內的仿真功能不僅僅可以進行交互式的實驗，還可以用來實現實時仿真的功能。并且在仿真過程中還可以對可能出現的情況進行改動設置。

3.3 利用Proteu完成電路板的設計

在Proteu軟件中有著強大的布線的功能，使用ARES可以完成對電路板的布線擺放和軟件變更等多樣功能。Proteu軟件電路板設計功能也非常人性化，不僅僅可以簡單地完成撤銷和自動布置的功能，還可以依據設計者的思路，由設計者手動操作來實現電路板中線路的布射。在這之后采用3D視圖的效果對電路板實施全方位的檢查，優化整個電路板開發過程。

3.4 物理樣品的制作

在完成以上的設計和仿真過程后，接下來就要完成PCB的制板。物理樣品的形成是電子產品開發的步驟尾聲，在安裝和調試完成之后就可以使用在電子產品當中。經過物理樣本制作后的外觀與Proteus的3D模擬效果進行比較觀察，結果發現Proteus的3D視圖和樣品完全一致。

4 結語

仿真技術在設計和開發過程中十分便捷，而且能迅速地實現電子產品的調試和設計，在目前科學技術逐漸提高的過程中，達到了快速、高效的電子產品的設計與研發工作，使得電子產品的開發不斷精細化。仿真技術的進步對電子產品的開發有著促進作用，在將來的社會發展中會有更多更好的電子產品被開發出來，進一步為我國智能化的發展作出貢獻。

[1]周靈彬,張靖武.PROTEUS的單片機教學與應用仿真[J].單片機與嵌入式系統應用,2008(1):20-21.

[2]王子才.仿真科學的發展及形成[J].系統仿真學報,2005(6):106-108.

（編輯：賈娟）

Optim ization Design on the Application of Simulation Technology in Electronic Products

Liu Li
(Institute of Technology of Profession of Sichuan,Suining Sichuan 629000)

Based on the simulation technology as the foundation,to study on optimization design of electronic products,further illustrates the connotation of the simulation technology of electronic products,and then studies the application of simulation technology in electronic products,in the final analysis illustrates the simulation technology in electronic products are the key role of practical application.

simulation technology;electronic products;design optimization

TN02

A

2095-0748(2016)20-0094-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.41

2016-10-08

劉力（1982—），女，四川遂寧人，講師，本科，畢業于西華大學，研究方向：電子信息工程技術、應用電子技術、電氣自動化。