仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉力

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川遂寧629000）

仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉力

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川遂寧629000）

以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對電子產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，進(jìn)一步說明電子產(chǎn)品仿真技術(shù)的內(nèi)涵，進(jìn)而研究了仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，最后分析說明了仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵作用。

仿真技術(shù)；電子產(chǎn)品；設(shè)計(jì)優(yōu)化

引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)步伐的飛躍發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在逐漸進(jìn)步，我國的仿真技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于相應(yīng)的電子產(chǎn)品，而且應(yīng)用范圍相對較大，仿真技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)我國電子技術(shù)水平上升了很大一個(gè)階梯。

1 電子產(chǎn)品的仿真技術(shù)

仿真技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)為輔助工具，采用模型理論和一些相關(guān)的信息基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)模擬仿真的一種現(xiàn)代化專業(yè)技術(shù)。隨著仿真技術(shù)的逐漸進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)的科學(xué)研究當(dāng)中，并且這開始成為一個(gè)國家計(jì)算機(jī)領(lǐng)域技術(shù)水平的重要評價(jià)指標(biāo)，在很大程度上逐漸成為與國家安全密切相關(guān)的核心技術(shù)。人們采用仿真技術(shù)可以更加客觀地辨析事物，它不再被理論研究和嘗試性實(shí)驗(yàn)限制，電子產(chǎn)品仿真技術(shù)經(jīng)常用到的有Multisim、Protel和Proteu三種，特別是Proteu的使用，與電子產(chǎn)品的研發(fā)密不可分。Proteus主要使用在電子產(chǎn)品的開發(fā)，因其專業(yè)的電子產(chǎn)品仿真性能，在電子產(chǎn)品開發(fā)市場被廣泛應(yīng)用。采用Proteu不僅可以進(jìn)行傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，Proteu還可以對虛擬示波器和虛擬信號(hào)源等進(jìn)行仿真。Proteu在電子產(chǎn)品開發(fā)中一般都是以電子線路的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，而且還能快速地設(shè)計(jì)各種電子元器件，有效地為電子產(chǎn)品的開發(fā)提供了豐富的思路[1]。

2 低通濾波電路設(shè)計(jì)

低通濾波電路原理采用Altium Designer軟件，進(jìn)行仿真步驟如下：1)加載應(yīng)用到的仿真庫文件；2)在原理圖中放入激勵(lì)源，在節(jié)點(diǎn)處標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)；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(diào)節(jié)仿真器參數(shù)；5)對仿真結(jié)果完成調(diào)試，使設(shè)計(jì)最優(yōu)化。

2.1 放置元器件

以放置運(yùn)算放大器AD645AH為例，對話框完成查找條件，點(diǎn)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(shè)置對話框，在“Designer”處將器件序號(hào)設(shè)為U1，選擇“Models for U-AD645AH”欄的“Simulation”，再點(diǎn)擊“Edit”按鈕。原理圖測試電路如圖1所示。

2.2 添加激勵(lì)源

在Libraries庫面板中，點(diǎn)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(hào)更改為12Vpos，將“Value”設(shè)為＋12 V，選取“Simulation”，點(diǎn)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(zhǔn)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(shè)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(biāo)簽，再一次設(shè)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(shè)置一個(gè)頻率為1 kHz、幅度為1 V的方波信號(hào)，從而對濾波器功能進(jìn)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(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)“IN”和“OUT”，用來觀察這兩點(diǎn)的波形。對原理圖進(jìn)行編譯，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即修正錯(cuò)誤，直到原理圖正確為止。

3 Proteu在實(shí)際應(yīng)用中的作用

Proteu軟件的應(yīng)用功能十分強(qiáng)大，在電子產(chǎn)品研發(fā)中的使用相當(dāng)廣泛，以下以純水機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程為實(shí)例，對Proteu的應(yīng)用問題進(jìn)行分析討論，以期對電子產(chǎn)品開發(fā)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(jì)算機(jī)一個(gè)窗口中完成電子線路設(shè)計(jì)以及仿真工作。采用Proteu中的編輯區(qū)就可以對電子產(chǎn)品的線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且還可以使用預(yù)覽模式對產(chǎn)品的電路進(jìn)行預(yù)覽和仿真。在整個(gè)開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中，只需要一個(gè)鼠標(biāo)就可以完成，很大程度上簡化了電子產(chǎn)品的開發(fā)過程。

3.2 Proteu的仿真以及調(diào)試

在對調(diào)試的內(nèi)容加載后，一般先要在Proteu中調(diào)出“Editcomponent”對話框，在對話框內(nèi)輸入將要進(jìn)行調(diào)試工作的目標(biāo)文件，同時(shí)在Proteu中調(diào)節(jié)好晶振頻率，接下來點(diǎn)擊仿真按鈕就開始仿真了。采用Proteu軟件內(nèi)的仿真功能不僅僅可以進(jìn)行交互式的實(shí)驗(yàn)，還可以用來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真的功能。并且在仿真過程中還可以對可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行改動(dòng)設(shè)置。

3.3 利用Proteu完成電路板的設(shè)計(jì)

在Proteu軟件中有著強(qiáng)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(shè)計(jì)功能也非常人性化，不僅僅可以簡單地完成撤銷和自動(dòng)布置的功能，還可以依據(jù)設(shè)計(jì)者的思路，由設(shè)計(jì)者手動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)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(shí)施全方位的檢查，優(yōu)化整個(gè)電路板開發(fā)過程。

3.4 物理樣品的制作

在完成以上的設(shè)計(jì)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(chǎn)品開發(fā)的步驟尾聲，在安裝和調(diào)試完成之后就可以使用在電子產(chǎn)品當(dāng)中。經(jīng)過物理樣本制作后的外觀與Proteus的3D模擬效果進(jìn)行比較觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Proteus的3D視圖和樣品完全一致。

4 結(jié)語

仿真技術(shù)在設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中十分便捷，而且能迅速地實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的調(diào)試和設(shè)計(jì)，在目前科學(xué)技術(shù)逐漸提高的過程中，達(dá)到了快速、高效的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與研發(fā)工作，使得電子產(chǎn)品的開發(fā)不斷精細(xì)化。仿真技術(shù)的進(jìn)步對電子產(chǎn)品的開發(fā)有著促進(jìn)作用，在將來的社會(huì)發(fā)展中會(huì)有更多更好的電子產(chǎn)品被開發(fā)出來，進(jìn)一步為我國智能化的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

[1]周靈彬,張靖武.PROTEUS的單片機(jī)教學(xué)與應(yīng)用仿真[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2008(1):20-21.

[2]王子才.仿真科學(xué)的發(fā)展及形成[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),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(yè)于西華大學(xué)，研究方向：電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化。