關于電子電路仿真技術在電路設計中的價值探析

邢峰

（上海工物高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，上海，201306）

1 電子電路仿真技術的概述

模擬虛擬現(xiàn)實技術中，電子電路仿真技術非常重要，當電子電路處于運行狀態(tài)的時候，仿真模擬與建模的過程中需要使用數(shù)學建模，結合數(shù)字模擬方法，此時要發(fā)揮計算機技術的支撐作用，通過塑造軟件環(huán)境和硬件環(huán)境分析電路特性數(shù)據(jù)。應用真實電子電路的過程中，可以采用電子電路仿真技術對真實的環(huán)境進行模擬并觀察效果，在這個過程中，推演所獲得的結果有較高的準確性，模型模擬效果的可信度更高，可以將電子電路的具體功能以及運行的特征應用仿真模擬技術體現(xiàn)出來，效果更加真實可靠。虛擬仿真環(huán)境是用仿真模型塑造出來的，采用定量計算的方法和精準分析的方法來實現(xiàn)。對于各項指標的把控都采用這兩種方法，對于電子產(chǎn)品的設計以及優(yōu)化調(diào)整指標以保證指標的精確度有一定的作用，使電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和設計中都能夠對目標要求予以滿足。

應用電子電路仿真技術可以對電子電路集成化，并采用建模的方法模擬操作，對電子產(chǎn)品的所有板塊電路實施統(tǒng)籌管理，無論是電子電路特性方面，還是使用普通方法研發(fā)方面，所具備的優(yōu)勢都是無法比擬的，這是由于電子產(chǎn)品設計的路程復雜，而且具有綜合性的特點，需要將自動化技術、機電技術和電氣技術集中應用，在電路器件的設計以及集成環(huán)節(jié)是重要非常的[2]。為了對產(chǎn)品設計合理控制以達到規(guī)定的標準，保證質量的準確性，就需要優(yōu)化測試，不斷地調(diào)整參數(shù)，當完成設計之后進行仿真模擬操作。所以，電子電路仿真技術操作可以將電路設計的效果真實體現(xiàn)。

2 電路設計中電子電路仿真技術所發(fā)揮的作用

2.1 對電路的特性虛擬測試

應用計算機技術分析數(shù)據(jù)，對于各種情況下的邊界參數(shù)使用仿真軟件模擬，特別是惡劣的工作環(huán)境中電路設計應用效果，采用仿真技術更安全，效果更好，可以讓具備極限條件范圍內(nèi)的電路處于正常的工作狀態(tài)。如果工作是在現(xiàn)場進行的，電力參數(shù)不能在高溫環(huán)境下或者高壓條件下有所保障，應用仿真技術進行模擬是非常好的，運行器件良好，工作中呈現(xiàn)出極限化的狀態(tài)。對電路的特性虛擬測試，對于真實電路的研發(fā)和設計意義重大，不僅為現(xiàn)場工作創(chuàng)造良好的條件，而且工作能夠順利展開。電子應用技術的快速發(fā)展，對于硬件系統(tǒng)的運行情況采用仿真模式能夠更加深入地了解，有效控制CPU數(shù)字系統(tǒng)，從而優(yōu)化了系統(tǒng)和算法，保證程序設計的合理性[3]。在對CPU程序功能進行仿真模擬的時候，可以與應用系統(tǒng)結合，還要進行測試，分析測試效果，明確系統(tǒng)可以正常運行，從而提高軟件的研究開發(fā)水平。

比如，放大電路直流電壓檢測的時候，一般的放大電路大多是屬于甲類工作狀態(tài)的，它們的特點是：無論有無信號，流過晶體管的電流平均值不變，反應到各管腳的電流電壓值不變，即這類電壓無信號與有信號的值是一樣的，都等于它的直流靜態(tài)工作點的電壓值。

圖1 大電路直流電壓檢測原理圖

按照一般規(guī)律，放大狀態(tài)的硅管的UBE大約是0.7V，鍺管的UBE大約是0.2V，且UC>UB>UE，所以上面的數(shù)據(jù)合理。

2.2 對電路的功能有效驗證

要確保驗證方案的科學有效，在研究電子產(chǎn)品系統(tǒng)以及設計完成之后，需要驗證方案的有效性，確保電子電路設計符合標準。采用電子仿真技術，能夠確認電子產(chǎn)品系統(tǒng)是否可行，能夠判別實際誤差[4]。由此可以明確，在電子應用開發(fā)中應用仿真技術所發(fā)揮的作用是不可替代的，此時，如果電路設計的過程中存在錯誤，能夠及時解決，避免電路實際運行中發(fā)生。在制造電路和生產(chǎn)電路之前，要維護電路的功能，而且對電子仿真技術合理應用，可以減少工作流程，提升品質，縮短研究開發(fā)的時間。

2.3 對電子產(chǎn)品的設計方式予以更新

電子產(chǎn)品設計中應用電子電路仿真技術，對電子集成電路的發(fā)展起到一定的促進作用。當前對集成電路有很高的要求，主要是由于電子產(chǎn)品的更新速度快，在芯片上集成，所發(fā)揮的電子功能是具有傳統(tǒng)意義的，電子產(chǎn)品有較高的可靠性，工作效率有所提高[5]。應用電子電路仿真技術設計電路的時候，需要考慮到聯(lián)合運行狀態(tài)以及所存在的問題，之后進行修改并作出調(diào)整，使電路設計水平有所提高，對集成電路的發(fā)展起到一定的促進作用。電子產(chǎn)品的設計人員在設計工作中對于實踐更加重視，經(jīng)過多次的修改之后，進入到制作環(huán)節(jié)則需要調(diào)試，然后根據(jù)調(diào)式的結果進行修改。經(jīng)過調(diào)試流程之后，產(chǎn)品的設計水平更高，更容易達到要求。所以，在電力產(chǎn)品設計中，電子電路仿真技術是必要的，在對電路設計的修改以及調(diào)整上多存在優(yōu)勢，從而提高電子產(chǎn)品設計的質量[6]。這就意味著，電子產(chǎn)品的設計中，局限于傳統(tǒng)方式是不夠的，而是要及時創(chuàng)新，才能設計出新型的電子產(chǎn)品。

2.4 電子產(chǎn)品設計方案的創(chuàng)新

應用電子電路仿真技術可以創(chuàng)新電路方案并優(yōu)化設計。如果外界的環(huán)境溫度產(chǎn)生變化，多數(shù)電子產(chǎn)品對溫度有較高的敏感度，隨著溫度的變化，器件的功能也會受到影響。在非正常環(huán)境溫度下分析電路仿真技術，發(fā)現(xiàn)電路表現(xiàn)不通的特征，通過分析所獲得的結果，可以作為電路設計的依據(jù)，通過及時更改整體電路設計方案并予以優(yōu)化，保證電路更加完善。應用電路仿真技術，優(yōu)化電路設計方案，還能夠幫助研究開發(fā)人員，如果受到溫度變化的影響產(chǎn)生變幻無常的情況，能夠及時應對，以提高電子產(chǎn)品的性能，從而保障了電路設計。

3 電子電路仿真技術的發(fā)展趨勢

二十世紀70年代的初期，SPICE仿真軟件被美國加州大學開發(fā)出來，隨著電路仿真軟件功能的不斷完善并成熟，在應用領域發(fā)揮其價值[7]。此外，PROTEL仿真軟件也是非常重要的，其所具備的一個突出功能是印制板以及電路原理圖的設計，這款軟件可以從電路設計到成品全過程應用，最終使電子產(chǎn)品完整實現(xiàn)，使其突出的作用得以充分發(fā)揮。

在應用計算機技術的過程中，電子電路仿真系統(tǒng)模型不斷完善。比如，中央處理器的數(shù)字電路仿真算法以及相關的技術，處于信息技術快速發(fā)展的環(huán)境中，電子應用技術不斷更新，研究電子電路仿真技術，主要是針對硬件的仿真。在對中央處理器的程序功能進行仿真的過程中，重在對整個電子系統(tǒng)的過程進行仿真操作，實時仿真嵌入式電子系統(tǒng)的應用程序，對其運行狀況進行仿真。在程序運行的過程中應用電子仿真技術，這也是技術的發(fā)展方向[8]。到目前為止，軟件的設計和硬件的設計都存在局限，仿真中央處理器的程序是需要重點解決的問題，對于工藝生產(chǎn)正確理解，能夠解決應用軟件設計方面的問題，在生產(chǎn)半導體的過程中將電子產(chǎn)品系統(tǒng)方案融入其中，應用電子電路仿真技術逐步實現(xiàn)社會化、協(xié)作化，并專業(yè)化方向發(fā)展，同時設計方法的優(yōu)化以及開發(fā)工具的簡潔性，使仿真技術逐漸完善，開發(fā)電子產(chǎn)品的周期越來越短，技術更加先進。

4 結束語

通過上面的研究可以明確，電子電路仿真技術在電路設計中發(fā)揮重要的價值，對電子應用開發(fā)質量具有重要的影響。在設計電子產(chǎn)品的時候，任何一個環(huán)節(jié)以及任何一個工序中，電子電路仿真技術都發(fā)揮基礎性的作用，之后經(jīng)過不斷地調(diào)試和優(yōu)化，根據(jù)所獲得的結果修改參數(shù)，優(yōu)化設計方案，從而完成調(diào)制電子電路工作，產(chǎn)品設計更加科學合理，提高了工作質量和工作效率，縮短了設計的周期。所以，電子電路仿真技術有非常大的發(fā)展空間，在實際工作中廣泛應用。