原创 Spice 让您的生活更轻松

作者：德州仪器 (TI) 高级应用工程师  Bonnie Baker<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

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对您的摸拟数字电路进行计算机仿真非常重要，这是因为您可以使用 Spice（电路仿真程序）计算机程序来进行模拟仿真或使用 IBIS（输入/输出缓冲信息规范）程序来进行数字仿真，以此来减少初始误差并缩短开发时间。正确地使用仿真器可以让您在查看电路试验板以前就能找出电路错误和各电路之间的细微差别。在开始仿真以前，确定您期望的电路性能是正确使用这些工具的第一步，然后开始您的电路模拟。用这种方法，您可以检验您的电路设计，并且不用花费时间去实际焊接电路。这些工具还可以帮助您对复杂的电路 (bench circuit) 进行故障检修。计算机电路仿真是一种非常好的方法，它通过创建一系列电路假设运行环境来对电路设计进行检验。

这些运行在电脑上的工具软件拥有非常友好的图形用户界面，您可以从它们的运行中看到仿真结果。这些软件提供了一些基本的操作，例如：直流工作点、小信号增益、时域相应特征以及直流扫描。在更复杂的层面，它们可以帮助我们分析谐波失真、噪声功率以及增益敏感度并进行零极点搜索。以上所述并非其全部的功能，但一般来讲，Spice 和 IBIS 软件都具有这些基本特点。通过使用 Spice 的 Monte Carlo 和最坏情况分析工具，您可以预见最终电路产品的运行结果。如果在项目的一开始便使用电路试验板将会耗时耗资不菲，电路仿真可以加速您的电路产品的上市进程。

值得注意的是，如果您使用的模型或宏模型足够精确，那么您就可以对模拟数字产品进行有效的评估，这里的关键词是“足够精确”。在没有加载太多电路细节时，这些模型应该可以模拟电路组件的实际性能。太多的细节会导致问题过于集中和仿真实验时间过长，而太少的细节设置会隐藏电路性能中一些复杂的问题。更糟的是，无论使用一套完整的电路模型还是仅仅使用一些宏模型，都可能会错误地显示现实电路的运行情况。请记住，Spice 或 IBIS 模拟程序仅仅是一些数学方程式的简单堆彻，运气好的话，所得结果能正好反映现实电路的运行情况。从本质上来说，仿真只是计算出一些假想的结果。

业界一些持反对态度者会告诉您计算机仿真工具没有多大用处，简值是在浪费时间。这些人有点被误导了，而且对这些工具的功能有些狭隘的认识。当然，如果您错误地应用Spice，是会让您一头雾水。然而，这些仿真工具是不可能替代良好的工程判断的。但是，如同任何其它工具一样，对这些工具使用的好坏取决于使用者。在进行仿真之前，对最终的仿真结果有一个良好的认识，这一点是非常重要的。在仿真过程中所获的任何一点体会都是一种收获。但仿真的好处在于，Spice 仿真能指出电路设计的一些问题，而这些问题是您在大多数情况下都无法预见的。在大多数情况下，这些仿真工具的计算采用双倍精度算法，这种计算方法能更好的找出一些在试验台上不太可能发现的低级错误。

由此带来的问题是：仿真模型是否能在温度上精确地对电路进行了模拟？仿真的失真结果是否就是对电路的真实反映？是否能对一个电路的交流响应做出较好的描述？是否期望模型仿真这些参数以及期望该模型仿真达到多高的精确度？该模型能提供什么信息？该仿真是否精确到包括电路板和电路组件的一些寄生特性？

唯一能解答上述问题的方法是，在开始进行仿真之前，要对自己的电路在现实生活中的用途要有所了解。之后，针对仿真结果再提出一些有挑战性的问题。然而，良好的工程判断是不可替代的。

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