用(yòng)于 PCB 设计的最佳電(diàn)容器電(diàn)路模拟器

2021-07-06

用(yòng)于 PCB 设计的最佳電(diàn)容器電(diàn)路模拟器

電(diàn)容器是集成電(diàn)路和 PCB 设计中的基本元件，很(hěn)难想到不包含至少一个電(diàn)容器的電(diàn)路。通常需要对電(diàn)容器的行為(wèi)以及与電(diàn)路中其他(tā)组件的交互进行仿真，以确保设计按预期运行。電(diàn)容器可(kě)以根据它们在電(diàn)路中的使用(yòng)情况提供滤波、阻塞和電(diàn)源稳定性行為(wèi)，電(diàn)容器電(diàn)路模拟器可(kě)以帮助您验证设计的安全性和有(yǒu)效性。

最好的 PCB 设计软件将包含一个 SPICE 包，可(kě)让您对電(diàn)容器 RC 電(diàn)路以及其他(tā)常见電(diàn)路进行瞬态分(fēn)析。Altium Designer 在单个应用(yòng)程序中提供这些電(diàn)路仿真工具以及更多(duō)功能(néng)，从而轻松创建和执行電(diàn)容器電(diàn)路仿真。验证電(diàn)路设计后，您将拥有(yǒu)使用(yòng)业界最佳 ECAD 工具创建高质量 PCB 布局所需的一切。

一个统一的 PCB 设计应用(yòng)程序，具有(yǒu)强大的 SPICE 仿真引擎和一整套适合专业设计师的 CAD 工具。

可(kě)以使用(yòng)三种基本線(xiàn)性電(diàn)路元件来描述 PCB 设计中的广泛行為(wèi)：電(diàn)阻器、電(diàn)容器和電(diàn)感器。这些電(diàn)路元件可(kě)以以创造性的方式组合在一起，以在電(diàn)子设备中产生各种有(yǒu)用(yòng)的功能(néng)，但需要仿真工具来确保设计按设计者的意图运行。電(diàn)容器電(diàn)路，尤其是 RC 電(diàn)路，用(yòng)途广泛，是描述電(diàn)子设计中一系列行為(wèi)的基础。

创建電(diàn)容器電(diàn)路设计后，您将需要一个電(diàn)容器電(diàn)路模拟器来验证设计并确保其按预期运行。这些仿真程序基于 SPICE 引擎，允许设计人员在创建物(wù)理(lǐ) PCB 布局之前运行電(diàn)路仿真。只要您使用(yòng)正确的電(diàn)子设计软件，就可(kě)以在電(diàn)容器電(diàn)路仿真中快速计算一些重要的指标。

電(diàn)容器電(diàn)路仿真方法

基于 SPICE 的電(diàn)路仿真程序通过使用(yòng)迭代算法求解微分(fēn)方程来运行。这些可(kě)以在频域或时域中执行，最好的電(diàn)路设计工具将让您执行额外的分(fēn)析，以帮助您了解您的電(diàn)路。在電(diàn)容器仿真中，应该计算一些特定的点：

瞬态分(fēn)析以确定 RC 时间常数

传递函数分(fēn)析以了解过滤行為(wèi)

阻抗计算以确保高速/高频電(diàn)路中的匹配

像 Altium Designer 这样的 PCB 设计应用(yòng)程序将在原理(lǐ)图编辑器中包含一套完整的電(diàn)路设计工具，允许设计人员执行任何类型的電(diàn)路仿真，包括電(diàn)容器仿真。使用(yòng)電(diàn)压或電(diàn)流源围绕電(diàn)容器電(diàn)路构建更大的系统很(hěn)容易，并且您可(kě)以使用(yòng) Altium Designer 的直观界面计算重要的電(diàn)气值，如電(diàn)流和阻抗。

電(diàn)容器電(diàn)路仿真的目的

電(diàn)容器電(diàn)路仿真旨在检查電(diàn)容器電(diàn)路的瞬态响应和频域响应。虽然时间常数和传递函数通常是最重要的计算点，但还有(yǒu)其他(tā)重要的量可(kě)以确定。两个重要的值是来自 AC 分(fēn)析的时域電(diàn)流，以及频域中的阻抗。在多(duō)電(diàn)容器電(diàn)路仿真中迭代这些不同的電(diàn)路参数可(kě)以帮助您优化電(diàn)路以获得所需的响应。

了解電(diàn)容器電(diàn)路的传递函数将帮助您检查更复杂電(diàn)路中的滤波行為(wèi)。

确定噪声容限是電(diàn)容器仿真中的一个重要环节，因為(wèi)许多(duō)模拟系统都需要低噪声水平。

地弹是 PCB 布局和電(diàn)子電(diàn)路中的一种效应，需要在電(diàn)容器電(diàn)路仿真中进行检查。

Altium Designer 的集成電(diàn)路仿真工具可(kě)以帮助您优化電(diàn)路以在传递函数中具有(yǒu)特定的通带。

更复杂的電(diàn)容器電(diàn)路仿真

真正的電(diàn)容器很(hěn)简单，它们的操作就像我们在電(diàn)子课上學(xué)到的一样。实际情况是電(diàn)容器電(diàn)路具有(yǒu)寄生效应，特别是元件引線(xiàn)上的串联電(diàn)感和串联電(diàn)阻。这意味着，為(wèi)了模拟真实的電(diàn)容器，需要有(yǒu)一个電(diàn)感器和電(diàn)阻器与您的電(diàn)容器串联，以创建准确的電(diàn)容器模拟。

電(diàn)容器電(diàn)路仿真的示例示意图。

電(diàn)容器電(diàn)路，例如 RC 電(diàn)路，可(kě)以以其他(tā)方式与電(diàn)阻器和電(diàn)感器组合，以创建复杂的滤波器、放大器和阻抗匹配网络。这些電(diàn)路需要使用(yòng)与基本電(diàn)容器電(diàn)路相同的工具进行检查，以确保设计将提供所需的瞬态响应。这对于模拟元件的 AC 分(fēn)析非常重要，例如 RF 滤波器和天線(xiàn)，甚至高频電(diàn)路的传输線(xiàn)。

電(diàn)容器電(diàn)路仿真过程

要运行電(diàn)容器電(diàn)路仿真，只需使用(yòng)仿真库中的電(diàn)压或電(diàn)流源设置電(diàn)路，然后选择要执行的分(fēn)析类型。两种最常见的分(fēn)析是瞬态分(fēn)析和频率扫描以计算传递函数，但其他(tā)重要的分(fēn)析如零极点分(fēn)析和噪声分(fēn)析可(kě)以在 Altium Designer 中执行。下次您需要设计電(diàn)路并执行電(diàn)路仿真时，请使用(yòng) Altium Designer 的集成设计工具。

最好的 PCB 设计软件可(kě)让您使用(yòng)原理(lǐ)图中的通用(yòng)组件执行電(diàn)容器仿真。

有(yǒu)许多(duō)不同类型的電(diàn)容器可(kě)用(yòng)于您的 PCB 布局。

在 Altium Designer 的原理(lǐ)图编辑器和集成的 SPICE 包中，可(kě)以轻松仿真滤波器和放大器等電(diàn)路。

Altium Designer 的集成電(diàn)路仿真工具可(kě)以快速计算复杂滤波器、放大器或其他(tā)線(xiàn)性電(diàn)路的传递函数。

使用(yòng) Altium Designer 即时捕获 PCB 布局中的電(diàn)容器電(diàn)路

完成電(diàn)路原理(lǐ)图后，就该為(wèi)系统创建 PCB 布局了。Altium Designer 的集成 PCB 设计环境不会将原理(lǐ)图捕获和 PCB 布局工具分(fēn)离到不同的应用(yòng)程序中。相反，当您使用(yòng) Altium Designer 的集成 PCB 设计工具集时，您可(kě)以保持高效并快速捕获空白電(diàn)路板中的電(diàn)路。

Altium Designer 以提供业界最强大的 PCB 布局和布線(xiàn)功能(néng)以及世界一流的原理(lǐ)图编辑器和 SPICE 模拟器而闻名。使用(yòng)超精确的 CAD 工具布局您的组件从未如此简单，您可(kě)以使用(yòng)最佳布線(xiàn)工具在 PCB 布局中快速放置走線(xiàn)。

使用(yòng) Altium Designer 制造真正的产品

完成 PCB 布局后，就可(kě)以准备板子进行制造了。除了业界最好的设计工具，Altium Designer 还可(kě)以立即為(wèi)制造商(shāng)生成标准文(wén)件格式的可(kě)交付成果。没有(yǒu)其他(tā) PCB 设计软件应用(yòng)程序可(kě)以如此轻松地创建高质量的 PCB 布局并大规模生产。

设计、布局、布線(xiàn)、仿真和制造所需的一切都包含在 Altium Designer 的统一设计环境中。

对于复杂的 PCB 组件，Altium Designer 包括原生 MCAD 工具，可(kě)帮助您以 3D 方式布局電(diàn)路板。

当您创建電(diàn)路并执行電(diàn)路仿真任務(wù)时，Altium 365 可(kě)让您通过 Altium Designer 或在网络上与团队成员即时共享您的電(diàn)路和 PCB 布局。

Altium Designer 提供了一套全面的 PCB 设计和電(diàn)路仿真工具。

其他(tā) PCB 设计应用(yòng)使 SPICE 仿真变得困难，或者它们不包括電(diàn)容器電(diàn)路仿真所需的基本工具。相反，使用(yòng)唯一具有(yǒu)业界最佳 PCB 布局和布線(xiàn)实用(yòng)程序、集成仿真功能(néng)和全面的规则驱动评估引擎的应用(yòng)程序。Altium Designer 在单个程序中為(wèi)您提供这些重要的電(diàn)路设计工具以及业界最强大的 PCB 布局工具。