電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中的作用分析

汪 浩

（山信軟件股份有限公司 萊蕪自動(dòng)化分公司，山東 濟(jì)南 271104）

0 引 言

電子電路可以實(shí)現(xiàn)集成建模和仿真，將電子產(chǎn)品各個(gè)部分的電路規(guī)劃為一個(gè)整體進(jìn)行管理，在測(cè)試特性和研發(fā)方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，可以在每個(gè)接口和電路器件設(shè)計(jì)中廣泛集成多個(gè)步驟，為了有效保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量，有必要優(yōu)化和調(diào)整測(cè)試內(nèi)容，以確保電子電路仿真技術(shù)能夠滿足一定的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

1 電子電路仿真技術(shù)

電子電路仿真技術(shù)主要是對(duì)電子虛擬電路和真實(shí)電路仿真技術(shù)的一種應(yīng)用，模擬電子電路的虛擬工業(yè)動(dòng)作，建立虛擬的或模擬的數(shù)學(xué)模型，對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行仿真建模。兩種仿真軟件可以分別模擬硬件運(yùn)行和環(huán)境，同時(shí)還可以結(jié)合電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的分析，并充分模擬真實(shí)電路和工作環(huán)境的影響。其在實(shí)際應(yīng)用中的原理如圖1所示。

圖1 電子電路仿真技術(shù)應(yīng)用原理

該技術(shù)具有較高的技術(shù)可靠性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，能夠準(zhǔn)確顯示工業(yè)電子虛擬電路的具體技術(shù)功能和實(shí)際工作環(huán)境特點(diǎn)。電子虛擬電路仿真真實(shí)環(huán)境技術(shù)是一種通過定量的數(shù)據(jù)計(jì)算和精確的數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行仿真的方法。相關(guān)技術(shù)功能的實(shí)際應(yīng)用有利于工業(yè)電子產(chǎn)品的批量開發(fā)設(shè)計(jì)、優(yōu)化調(diào)整和掌握可控的技術(shù)指標(biāo)，確保工業(yè)電子產(chǎn)品的量產(chǎn)和開發(fā)過程完全符合國(guó)際相關(guān)行業(yè)目標(biāo)和技術(shù)要求[1]。

2 電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中的作用

2.1 提供數(shù)據(jù)支持

目前，隨著電子應(yīng)用電路仿真系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，它可以廣泛應(yīng)用于企業(yè)電子電路應(yīng)用的產(chǎn)品開發(fā)中，并在多項(xiàng)測(cè)試程序中發(fā)揮重要的主導(dǎo)作用。其中，在企業(yè)電子電路應(yīng)用的后續(xù)測(cè)試階段，該仿真技術(shù)主要可以通過計(jì)算機(jī)的應(yīng)用對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行綜合計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，使測(cè)試人員能充分、深入地了解當(dāng)前產(chǎn)品研發(fā)中技術(shù)參數(shù)和工作環(huán)境的變化狀態(tài)[2]。利用電子電路仿真系統(tǒng)所應(yīng)具備的行業(yè)技術(shù)，能夠有效保證后續(xù)檢測(cè)的精度，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)中存在的技術(shù)問題，及時(shí)采取有效的管理措施加以改進(jìn)解決，打破高溫高壓工作環(huán)境對(duì)后續(xù)測(cè)試設(shè)備工作溫度的限制，有助于企業(yè)后續(xù)測(cè)試工作的順利進(jìn)行。電子電路仿真技術(shù)的應(yīng)用也可以落實(shí)到企業(yè)的硬件管理系統(tǒng)中，通過相應(yīng)的管理措施，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行有效的優(yōu)化管理，確保測(cè)試軟件程序的合理運(yùn)行使用，促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)算法的不斷優(yōu)化組合，在后續(xù)試驗(yàn)中的結(jié)果分析可以準(zhǔn)確有效，為后續(xù)試驗(yàn)的順利開展奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)[3]。

2.2 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能更新

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提高了電子產(chǎn)品的使用標(biāo)準(zhǔn)，采用模擬電子設(shè)備技術(shù)進(jìn)行電子集成電路產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)，提高電子集成電路產(chǎn)品優(yōu)化的設(shè)計(jì)水平，加快電子技術(shù)的更新?lián)Q代，更好地滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代需要。目前，溫度變化是直接影響許多電子產(chǎn)品實(shí)際使用的關(guān)鍵因素。尺寸和溫度的變化往往直接導(dǎo)致電子產(chǎn)品的許多功能失效。因此，許多電子產(chǎn)品對(duì)環(huán)境溫度變化具有很強(qiáng)的敏感性。由于溫度不同，產(chǎn)品內(nèi)部分散部位不能充分發(fā)揮正常工作功能。而這種電子集成電路仿真設(shè)備技術(shù)具有虛擬環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)仿真功能，能夠?qū)崟r(shí)仿真在各種高溫工作環(huán)境和各種冷原子電路設(shè)備工作環(huán)境中隨時(shí)可能出現(xiàn)的溫度問題，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)人員提供一些相應(yīng)的溫度信息數(shù)據(jù)分析，方便其設(shè)計(jì)和優(yōu)化原子電路仿真設(shè)備的性能，減少環(huán)境因素溫度對(duì)使用的影響，使電子產(chǎn)品的綜合性能得到了極大增強(qiáng)，更增強(qiáng)了技術(shù)的實(shí)用性[4]。

2.3 有效驗(yàn)證產(chǎn)品性能

電子產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)需要按照要求進(jìn)行相應(yīng)的方案設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案是成功的關(guān)鍵。因此，有必要確保設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過一系列技術(shù)手段及時(shí)開展相應(yīng)的產(chǎn)品驗(yàn)證，在方案最終確定后可立即進(jìn)入研發(fā)環(huán)節(jié)。電子電路仿真技術(shù)方案結(jié)合企業(yè)應(yīng)用電路仿真虛擬環(huán)境的功能，將其實(shí)際應(yīng)用融入到企業(yè)電子產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證環(huán)節(jié)，及時(shí)有效地解決工程設(shè)計(jì)中的電路仿真測(cè)試。對(duì)相應(yīng)的采購(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，找出不合理的部分，通過一系列的技術(shù)措施有效改進(jìn)解決方案，確保內(nèi)容對(duì)相關(guān)應(yīng)用的可行性有很大的幫助，有效提高電子產(chǎn)品的應(yīng)用性能，促進(jìn)企業(yè)電子產(chǎn)品研發(fā)計(jì)劃環(huán)節(jié)的順利檢驗(yàn)，并使其能有效縮短產(chǎn)品驗(yàn)證的構(gòu)建時(shí)間，提高驗(yàn)證效率。

2.4 創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)方式

在大多數(shù)電子產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)過程中，開發(fā)者更注重的是實(shí)際操作，這是因?yàn)殚_發(fā)一個(gè)新的電子產(chǎn)品的過程非常復(fù)雜。每一個(gè)細(xì)節(jié)或功能都要經(jīng)過多次的持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)，完成后的連續(xù)測(cè)試、修改、重新測(cè)試等過程中如果出現(xiàn)任何一個(gè)小錯(cuò)誤，都會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品的性能問題，從而使其實(shí)際使用壽命變短[5]。由此可見，電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中非常重要，將非常有效地對(duì)這兩個(gè)過程進(jìn)行調(diào)試和修改，提高工作效率，減少人為錯(cuò)誤的發(fā)生。與傳統(tǒng)的人工操作相比，電子電路仿真技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，可以大大提高調(diào)試和修改的準(zhǔn)確性[6]。

3 電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中的實(shí)踐路徑

3.1 驗(yàn)證電路

通過結(jié)合應(yīng)用行業(yè)電子設(shè)計(jì)電路仿真中的技術(shù)原則，可以有效確保量子電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證仿真工作的技術(shù)規(guī)范性與技術(shù)可靠性。一般而言，實(shí)行電路驗(yàn)證量子電路仿真工作的主要目的在于徹底消除行業(yè)電子設(shè)計(jì)中可能存在的一些隱患風(fēng)險(xiǎn)。因此，結(jié)合應(yīng)用電子設(shè)計(jì)電路仿真中的技術(shù)原則，可以有效降低或者徹底消除電子運(yùn)行管理方面的技術(shù)錯(cuò)誤以及電子功能設(shè)計(jì)方面的技術(shù)錯(cuò)誤，這對(duì)于不斷提高行業(yè)電子設(shè)計(jì)研發(fā)水平而言具有重要的指導(dǎo)意義[7]。最重要的一點(diǎn)是，一旦行業(yè)電子設(shè)計(jì)研發(fā)效率水平得到優(yōu)化，那么產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的生命周期勢(shì)必會(huì)隨之得到進(jìn)一步的縮短，有利于提高行業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 優(yōu)化電子設(shè)計(jì)內(nèi)容

由于傳統(tǒng)控溫技術(shù)并不能有效地模擬同一定溫度環(huán)境對(duì)不同電子電路元器件的溫度影響，使得一些電子電路元器件在正式投入應(yīng)用中的過程中難以達(dá)到人們預(yù)期中的效果。而通過實(shí)際應(yīng)用的電子電路仿真技術(shù)可以輕松完成基于不同溫度環(huán)境下的仿真[8]。在具體的仿真模擬應(yīng)用過程中，電子電路仿真技術(shù)還可以針對(duì)部分溫度反應(yīng)過激的電子元器件進(jìn)行性能優(yōu)化與技術(shù)改良。除此之外，電子電路仿真技術(shù)還可以通過模擬不同溫度環(huán)境確定最佳電子元器件溫度參數(shù)，如此一來，整個(gè)量子電路的運(yùn)行穩(wěn)定性將有機(jī)會(huì)得到較好的保障，利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 電路特性虛擬測(cè)試

在完成虛擬電子設(shè)計(jì)測(cè)試工作之后，設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)原子電路設(shè)計(jì)特性直接進(jìn)行電路性能測(cè)試方面的仿真測(cè)試，目的主要在于確定原子電路在極端惡劣高溫工作條件下可能呈現(xiàn)出的穩(wěn)定工作狀態(tài)[9]。通過充分利用電子電路仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在極端高溫工作環(huán)境或者高溫大電壓工作環(huán)境的性能要求，不會(huì)直接受到工作環(huán)境溫度變化的影響。通過結(jié)合長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析來看，工作人員往往可以充分利用電路設(shè)計(jì)特性，模擬不同工作環(huán)境下的溫度以及不同運(yùn)行環(huán)境場(chǎng)景，其應(yīng)用原理如圖2所示。

圖2 電路特性虛擬測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用原理

檢測(cè)不同電子設(shè)計(jì)電路的實(shí)際運(yùn)行性能效果，并同時(shí)做好電路相關(guān)數(shù)據(jù)記錄處理工作，為進(jìn)行后續(xù)系統(tǒng)維護(hù)與不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)工作程序提供重要依據(jù)。

4 電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中的實(shí)踐趨勢(shì)

電子電路仿真技術(shù)發(fā)展至今，整體內(nèi)容與性能均得到了一定提升，這種改進(jìn)使得其在電子應(yīng)用開發(fā)中的應(yīng)用越來越普遍?，F(xiàn)在，作為現(xiàn)代技術(shù)的一部分，在社會(huì)、科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，該技術(shù)得到了一定程度的改進(jìn)和優(yōu)化，這一趨勢(shì)對(duì)其在電子應(yīng)用開發(fā)中的實(shí)踐具有一定的積極意義。未來，電子電路仿真技術(shù)可以應(yīng)用于硬件系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)，在電子實(shí)踐發(fā)展過程中會(huì)更完美。電子產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展方向越明確，整體效率和質(zhì)量必將顯著提高[10]。由此可知，隨著未來電子電路仿真技術(shù)的優(yōu)化，可以有效地提高電子應(yīng)用的發(fā)展水平。

5 結(jié) 語(yǔ)

電子電路仿真技術(shù)將廣泛應(yīng)用于電子電路，可以實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的有效回收與發(fā)展，確保更加公平有效的集成電路設(shè)計(jì)。根據(jù)社會(huì)的需要更新電子產(chǎn)品，生產(chǎn)出最實(shí)用的功能，以滿足不同用戶的需求，提高產(chǎn)品性能。