Was sind die in der Industrie am häufigsten verwendeten Schaltungssimulatoren?

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Ich habe mich gefragt, ob jemand weiß, was die am weitesten verbreiteten (nicht bevorzugten) Schaltungssimulationswerkzeuge in der Industrie sind. Ich habe hier in der Firma, in der ich arbeite, einige Möglichkeiten, aber ich benutze LTSpice immer noch gerne für den größten Teil meiner Arbeit. Ich bin ziemlich frisch vom College, also hatte ich noch keine sehr gute Chance zu sehen, wie die Branche ist.

simulation spice

— Adam
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Ich nehme an, Sie sprechen von einer analogen Simulation. Es gibt jedoch Tools für die Simulation von Digital-, HF- und Signalintegrität. Das sind so ziemlich nicht überlappende Werkzeugsätze.

— Brian Carlton

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Ich werde Olin irgendwie nicht zustimmen.

Wenn Sie einen Simulator für etwas verwenden, das Sie in wenigen Minuten mit einem Taschenrechner und einem Stück Papier erledigen können, verwenden Sie den Simulator für den falschen Zweck. Wenn Sie davon ausgehen, dass Ihre "Serviettenmathematik" -Analyse in der Realität Bestand hat, arbeiten Sie wahrscheinlich in erster Linie an extrem einfachen Grundschaltungen.

Noch wichtiger ist, dass Sie wirklich sagen, dass es in Ordnung ist, die wirklich wichtigste Phase der Überprüfung des Entwurfs vor dem Prototyp zu überspringen. Dies ist eine wirklich schlechte Idee, wenn Sie an etwas arbeiten, das selbst mäßig komplex ist, und sehr viel zurückkommen kann, um Sie selbst auf einfachen Strecken zu beißen. Ich habe gesehen, dass selbst der einfachste IR-Sender aufgrund von Parasiten schwingt.

Darüber hinaus ist die Montecarlo-Analyse ein großer Anwendungsfall der Simulation, der nur mit einem Taschenrechner zu tun hat. Fast jeder Simulator unterstützt dies und es ist sehr wichtig für Produktionsdesigns.

Es ist tatsächlich sehr selten, dass ein Simulator Ihnen nicht mehr Einblick in eine reale Schaltung gibt als eine 2-minütige, meist auf Intuition basierende Analyse der Schaltung. Ein paar Stunden Generieren der Simulation können Ihnen leicht Tage ersparen, die darauf warten, einen Prototyp zurückzubekommen, nur um herauszufinden, dass Ihr theoretisch perfekter Sender durch einige unangenehme Komponenten- oder parasitäre Wechselwirkungen nur ein mieser Oszillator ist.

Als Beispiel aus einer App für analoge Geräte Hinweis:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Links sehen wir eine grundlegende Operationsverstärkerschaltung. Rechts sehen wir, wie diese Schaltung aussehen würde, wenn man grundlegende parasitäre PCB-Effekte berücksichtigt.

Keine Frage, dass Sie mit 60 Sekunden und einem Taschenrechner herausfinden können, was die Schaltung auf der linken Seite tut.

Dies ist jedoch kein Ersatz für die Erstellung eines komplexeren Modells der realen Schaltung in der realen Anwendung wie der Schaltung rechts. Die Schaltung für die rechte Hand ist alles andere als einfach manuell zu analysieren, ohne die Komponenten als irrelevant von Hand wegzuwinken.

Darüber hinaus werden für eine ordnungsgemäße Simulation realistischere Modelle für Komponenten verwendet als für die idealen Modelle, deren Verständnis und Analyse für eine Schaltung beliebiger Komplexität oder Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist.

Zur ursprünglichen Frage:

Die meisten Schaltungssimulatoren sind zumindest mit SPICE verwandt und viele haben ein kompatibles oder nahezu kompatibles Modellformat. Darüber hinaus gibt es viele andere Simulatoren, die sich auf bestimmte Bereiche spezialisiert haben. Insbesondere HF- / Mikrowellensimulation, digitale Logiksimulation usw.

Die häufigsten Simulatoren, auf die ich gestoßen bin:

PSPICE - Teil des OrCAD-Designpakets von Cadence
Spectre - Gemischter Signal- und HF-Simulator von Cadence (vielleicht der häufigste)
NI MutiSim - Simulationspaket von National Instruments
HSPICE - kommerzielle SPICE-Implementierung von Synopsis, ebenfalls sehr beliebt
XSPICE - erweiterte Version von SPICE3, Altium verwendet dies
SIMetrix - SPICE abgeleitete analoge Simulation

Welche (n) Sie in einem bestimmten Unternehmen sehen, hängt in der Regel von ihrem Fachgebiet (Analog, Mixed-Signal, RF usw.) ab, was sich gut in die von ihnen gewählte Entwicklungsumgebung einfügt und mit was sie historisch vertraut sind.

— Kennzeichen
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Ihr Beispiel ist genau die Art von Missbrauch und übermäßiger Abhängigkeit von Simulatoren, über die ich gesprochen habe. Man kann nie alles quantifizieren. Ihr Beispiel B ist nur ein weiteres Modell für etwas, das in der Realität unendlich komplexer ist. Bei gutem Design geht es darum zu wissen, worauf es wirklich ankommt, und sicherzustellen, dass Effekte, die Sie nicht angesprochen haben, keine Rolle spielen. Sofern Sie nichts Ungewöhnliches tun, besteht die ganze Idee darin, angemessene Werte zu wählen und ein gutes Layout zu verwenden, sodass Beispiel A ein gültiges Modell ist. Irgendwann muss man tatsächlich etwas wissen , nicht nur blind Daten in einen Simulator eingeben.

— Olin Lathrop

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Die ganze Idee ist es, ein Modell zu schaffen, das der Realität so nahe wie möglich kommt. Bei gutem Design geht es darum, es richtig und zuverlässig richtig zu machen und nicht zu demonstrieren, was Sie ohne Werkzeuge tun können. Dies ist kein mathematischer Test ohne Taschenrechner, sein Geschäft. Jedes Tool, das die Korrektheit Ihres Designs erhöht und die Kosten senkt, sollte vollständig genutzt werden. Zu wissen, was Sie nicht wissen und wie Sie es testen können, ist um ein Vielfaches wichtiger als zu glauben, dass Sie etwas wissen und es daher nicht richtig überprüfen.

— Mark

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"Die ganze Idee ist es, ein Modell zu schaffen, das der Realität so nahe wie möglich kommt." Falsch und verfehlt den Punkt. Die ganze Idee ist, ein Modell zu erstellen, das nützlich ist . Das heißt, ein Modell ist nur so kompliziert, dass es die tatsächlich wichtigen Effekte beschreibt. Für die meisten Schaltungen kann ein solches Modell in wenigen Minuten mit einem Taschenrechner gelöst werden. Für die bösen Fälle kann ein Simulator ein nützliches Werkzeug sein, aber mit seinen eigenen Nachteilen. Übermäßiger Einsatz von Simulationen bedeutet ein schlechtes Modell und daher ein schlechtes Verständnis dessen, was tatsächlich relevant ist.

— Olin Lathrop

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Die Schaltungssimulation ist kein gutes Entwurfswerkzeug . Es ist jedoch ein ausgezeichnetes Überprüfungswerkzeug . Stellen Sie sich vor, jemand anderes würde Ihre Arbeit überprüfen. Es wird mit ziemlicher Sicherheit nicht jeden Fehler abfangen , aber es kann einige auffangen, die Sie verpasst haben.

— Connor Wolf

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.... Ich erinnere mich an ähnliche Argumente über Menschen, die blind Taschenrechner ohne verständliche Arithmetik benutzen (und die Leute tun es), und an Argumente über GPS-Navigationsgeräte, die Leute dazu bringen, in Flüsse und von Klippen zu fahren (und die Leute tun dies auch), aber das ist nicht die Schuld der Werkzeug. Lernen Sie grundlegende Arithmetik, lernen Sie, eine Karte zu lesen, Schaltkreise zu analysieren und erhalten Sie dann einen Taschenrechner, ein GPS und ein Simulationswerkzeug.

— MikeJ-UK

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Ich bin sicher, dass andere bestimmte Schaltungssimulationspakete empfehlen werden.

Schaltungssimulatoren sind jedoch ein Werkzeug, aber normalerweise kein sehr wichtiges und sicherlich kein Ersatz für die Verwendung Ihres eigenen Gehirns. Zu oft sehe ich junge Ingenieure, die so in die dritte Ziffer eines Wertes aus dem Simulator verwickelt sind, dass sie vergessen, zu denken und tatsächlich zu verstehen, was vor sich geht, anstatt sich die ausgefallene Simulatorausgabe anzusehen. Die ausgefallene Ausgabe kann Ihnen nur zeigen, was los ist, nicht umso wichtiger, warum .

Wenn Sie wirklich verstehen, was eine Schaltung tut, kann fast alles mit einem Taschenrechner in ein oder zwei Minuten gelöst werden. Das Verständnis lässt Sie auch Eckfälle sehen, die der Simulator Ihnen nur zeigen würde, wenn Sie ihm genau die richtige Eingabe geben würden. Wenn Sie eine Schaltung nicht wirklich verstehen, geben Ihnen die ausgefallenen Ausgänge nur ein falsches Sicherheitsgefühl.

Simulatoren haben ihren Platz, aber es ist tatsächlich ziemlich selten, dass sie nützliche Schaltungsanalysen liefern, die ein Gehirn und ein Taschenrechner nicht schneller finden können.

— Olin Lathrop
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Hervorragende Antwort, +1. (Nicht, dass ich weniger erwartet hätte :-))

— Stevenvh

Dies beantwortet die Frage -1 nicht. Es sollte ein Kommentar sein - ein vollkommen gültiger

— Toby Jaffey

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@Joby: Manchmal spricht eine gute Antwort das eigentliche Problem an, anstatt das, wonach das OP buchstäblich gefragt hat.

— Olin Lathrop

+1, da diese Antwort oben sein sollte. Das "Gegenbeispiel", das in der Antwort von @mark als B bezeichnet wird, ist eher ein "After-the-Fact" -Modell als das Modell, das man sich zu Beginn ausgedacht hat. Der Schlüssel ist, genügend Designtoleranzen zu haben, damit solche Dinge weniger wichtig sind, und hier kommt die grundlegende Theorie und Erfahrung von ckt ins Spiel!

— Vaibhav Garg

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Ich habe SPICE in allen Varianten an einigen Arbeitsplätzen eingesetzt.

Ein anderes Format des Simulators ist SABRE. Dies wird von Boeing, Airbus und verschiedenen anderen sicherheitskritischen Branchen verwendet. Ein Subunternehmer, mit dem ich zusammengearbeitet habe, entwarf DC / DC-Wandler und benötigte DO-254-Zertifizierungen (Luftfahrt). Der Kunde (und die Zertifizierungsstelle) benötigten SABRE-Modelle der Schaltung. Zu diesem Zweck haben wir einen SABRE-Experten beauftragt, die Simulationsarbeiten durchzuführen, und eine SPICE-Variante für unser Inhouse-Design verwendet !!

Ich denke, es gibt ein drittes Hauptformat für die Schaltungssimulation.

— smashtastic
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Ich benutze LTSprice von Linear Tech. Kostenlose, einfach hinzuzufügende Bibliotheken von anderen Anbietern und echte Schönheit im Vergleich zu anderen kostenlosen Paketen wie TINA von TI.

— Frank
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Die Frage ist nicht, was Sie persönlich verwenden.

— Endolith

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@endolith gut .. danke für den stilvollen Hinweis.

— Frank