Jakie są najczęściej stosowane symulatory obwodów w przemyśle?

11

Zastanawiałem się, czy ktoś wie, jakie są najczęściej (nie ulubione) narzędzia do symulacji obwodów w branży. Mam tu kilka opcji w firmie, w której pracuję, ale nadal lubię używać LTSpice przez większość mojej pracy. Jestem dość świeżo po studiach, więc nie miałem jeszcze okazji zobaczyć, jak wygląda branża.

simulation spice

— Adam
źródło

2

Zakładam, że mówisz o symulacji analogowej. Istnieją jednak narzędzia do symulacji cyfrowej, RF i integralności sygnału. Są to właściwie nie nakładające się zestawy narzędzi.

— Brian Carlton

12

Nie zgadzam się z Ollinem.

Jeśli używasz symulatora do czegoś, co możesz zrobić za pomocą kalkulatora i kartki papieru w kilka minut, to używasz symulatora do niewłaściwego celu. Jeśli zakładasz, że Twoja analiza „matematyki serwetkowej” przetrwa w rzeczywistości, prawdopodobnie pracujesz nad niezwykle prostymi, podstawowymi obwodami.

Co ważniejsze, naprawdę mówisz, że można pominąć to, co jest naprawdę najważniejszym etapem weryfikacji projektu przed prototypem. To naprawdę zły pomysł, jeśli pracujesz na czymś, co jest nawet umiarkowanie skomplikowane i bardzo wiele może wrócić, by cię ugryźć nawet na prostych obwodach. Widziałem nawet najprostszy nadajnik IR oscylujący z powodu pasożytów.

Ponadto ogromnym przypadkiem użycia symulacji, który jest prawdziwym problemem związanym z samym kalkulatorem, jest analiza Montecarlo. Prawie każdy symulator obsługuje to i jest to bardzo ważne w projektach produkcyjnych.

W rzeczywistości bardzo rzadko symulator nie daje lepszego wglądu w rzeczywisty obwód niż 2-minutowa analiza obwodu, oparta głównie na intuicji. Kilka godzin generowania symulacji może z łatwością zaoszczędzić dni oczekiwania na odzyskanie prototypu, aby dowiedzieć się, że dzięki jakimś niezręcznym komponentom lub pasożytniczym interakcjom twój teoretycznie idealny nadajnik jest kiepskim oscylatorem.

Na przykład z notatki aplikacji Analog Devices:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Po lewej stronie widzimy podstawowy obwód wzmacniacza operacyjnego. Po prawej stronie widzimy, jak wyglądałby ten obwód, gdyby wziąć pod uwagę podstawowe pasożytnicze efekty PCB.

Bez wątpienia za pomocą 60 sekund i kalkulatora możesz dowiedzieć się, co robi obwód po lewej stronie.

Nie jest to jednak substytutem tworzenia bardziej złożonego modelu rzeczywistego obwodu w rzeczywistej aplikacji, takiego jak obwód po prawej stronie. Obwód po prawej stronie jest daleki od łatwej do analizy ręcznej bez wymazywania elementów bez znaczenia.

Ponadto odpowiednia symulacja będzie wykorzystywać bardziej realistyczne modele komponentów, a nie modele idealne, które dla obwodu o dowolnej złożoności lub prędkości są niezwykle ważne do zrozumienia i analizy.

Co do pierwotnego pytania:

Większość symulatorów obwodów jest co najmniej związana z SPICE i wiele z nich ma kompatybilny lub zbliżony format do zgodnego modelu. Ponadto istnieje wiele innych symulatorów, które specjalizują się w określonych dziedzinach. W szczególności symulacja RF / mikrofal, cyfrowa symulacja logiczna itp.

Najpopularniejsze symulatory, na które natknąłem się:

PSPICE - część pakietu projektowego Cadence OrCAD
Spectre - Symulator mieszanego sygnału i RF z Cadence (być może najczęściej)
NI MutiSim - pakiet symulacyjny National Instruments
HSPICE - komercyjna implementacja SPICE firmy Synopsis, również bardzo popularna
XSPICE - rozszerzona wersja SPICE3, Altium tego używa
SIMetrix - symulacja analogowa pochodna SPICE

To, które z nich zobaczysz w danej firmie, jest zwykle funkcją ich specjalizacji (analogowa, mieszana, RF, itp.), Co dobrze integruje się z wybranym środowiskiem programistycznym i z czym jest im historycznie wygodnie.

— znak
źródło

6

Twój przykład jest dokładnie takim rodzajem nadużycia i nadmiernego polegania na symulatorach, o których mówiłem. Nigdy nie można wszystko obliczyć. Twój przykład B to po prostu kolejny model czegoś, co w rzeczywistości jest nieskończenie bardziej złożone. Dobry projekt polega na tym, aby wiedzieć, co naprawdę się liczy, i upewnić się, że efekty, których nie uwzględniłeś, nie mają znaczenia. Chyba że robisz coś niezwykłego, cały pomysł polega na wybraniu rozsądnych wartości i zastosowaniu dobrego układu, aby przykład A był prawidłowym modelem. W pewnym momencie musisz coś wiedzieć , a nie tylko ślepo wprowadzać dane do symulatora.

— Olin Lathrop,

5

Cały pomysł polega na stworzeniu modelu możliwie najbliższego rzeczywistości. Dobry projekt polega na poprawianiu go i niezawodnym, a nie demonstrowaniu, co możesz zrobić bez narzędzi. To nie jest test matematyczny bez kalkulatora, jego biznes. Każde narzędzie zwiększające poprawność projektu i redukujące koszty powinno być w pełni wykorzystane. Wiedza o tym, czego nie wiesz i jak to sprawdzić, jest wiele razy ważniejsza niż myślenie, że wiesz coś, a zatem niepoprawna weryfikacja.

— Mark

8

„Cały pomysł polega na stworzeniu modelu możliwie najbliższego rzeczywistości”. Źle i nie trafia w sedno. Cały pomysł polega na stworzeniu modelu, który będzie użyteczny . Oznacza to, że model jest wystarczająco skomplikowany, aby opisać efekty, które faktycznie mają znaczenie. W przypadku większości obwodów taki model można rozwiązać za pomocą kalkulatora w ciągu kilku minut. W paskudnych przypadkach symulator może być przydatnym narzędziem, ale ma swoje wady. Nadmierne użycie symulacji oznacza zły model, a zatem słabe zrozumienie tego, co jest rzeczywiście istotne.

— Olin Lathrop,

8

Symulacja obwodu nie jest dobrym narzędziem do projektowania . Jest to jednak doskonałe narzędzie weryfikacyjne . Pomyśl o tym, jakby ktoś inny sprawdził twoją pracę. Prawie na pewno nie wyłapie każdego błędu, ale może złapać część, którą przegapiłeś.

— Connor Wolf,

4

... Pamiętam podobne argumenty o ludziach ślepo korzystających z kalkulatorów bez niezrozumiałej arytmetyki (i ludzie to robią) oraz argumenty o GPS SatNavs „zmuszające” ludzi do wjeżdżania do rzek i z klifów (i ludzie też to robią), ale to nie wina narzędzie. Naucz się podstawowej arytmetyki, naucz się czytać mapę, naucz się analizować obwody, a następnie zdobądź kalkulator, GPS i narzędzie do symulacji.

— MikeJ-UK,

10

Jestem pewien, że inni zalecą określone pakiety symulacji obwodów.

Symulatory obwodów są jednak narzędziem, ale zwykle niezbyt dużym i na pewno nie zastąpią korzystania z własnego mózgu. Zbyt często widzę, że młodzi inżynierowie są tak zapakowani w trzecią cyfrę pewnej wartości pochodzącej z symulatora, że zapominają myśleć i rozumieją, co się dzieje, zamiast patrzeć na fantazyjne wyniki symulatorów. Fantazyjne wyjście może tylko pokazać ci, co się dzieje, a nie ważniejsze dlaczego .

Kiedy naprawdę rozumiesz, co robi obwód, prawie wszystko można rozwiązać za pomocą kalkulatora w ciągu minuty lub dwóch. Zrozumienie pozwala także zobaczyć przypadki narożne, które symulator pokaże tylko wtedy, gdy podasz odpowiednie dane wejściowe. Kiedy tak naprawdę nie rozumiesz obwodu, fantazyjne wyjścia zapewnią ci fałszywe poczucie bezpieczeństwa.

Symulatory mają swoje miejsce, ale w rzeczywistości dość rzadko zapewniają przydatne analizy obwodów, których mózg i kalkulator nie mogą wymyślić szybciej.

— Olin Lathrop
źródło

Doskonała odpowiedź, +1. (Nie to, że spodziewałbym się czegoś mniej :-))

— stevenvh

To nie odpowiada na pytanie, -1. Powinien to być komentarz - całkowicie poprawny

— Toby Jaffey

4

@Joby: Czasami dobra odpowiedź rozwiązuje prawdziwy problem zamiast tego, o co dosłownie pytał PO.

— Olin Lathrop,

+1, ponieważ ta odpowiedź powinna być na górze. „Kontrprzykład”, oznaczony jako B w odpowiedzi przez @mark, jest raczej modelem „po fakcie” niż tym, który pojawia się na początku. Kluczem jest posiadanie wystarczających tolerancji projektowych, aby takie rzeczy miały mniejsze znaczenie, i tam właśnie pojawia się podstawowa teoria i doświadczenie ckt!

— Vaibhav Garg

2

Używałem SPICE we wszystkich wariantach w kilku miejscach pracy.

Innym formatem symulatora jest SABRE. jest to wykorzystywane przez Boeinga, Airbusa i różne inne branże o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa. Podwykonawca, z którym współpracowałem, projektował przetworniki DC / DC i wymagał certyfikatów DO-254 (lotnictwo), a ich klient (i jednostka certyfikująca) wymagał modeli SABRE obwodu. W tym celu zatrudniliśmy eksperta SABRE, aby wykonać prace symulacyjne i zastosowaliśmy wariant SPICE do naszego wewnętrznego projektu !!

Myślę, że istnieje trzeci główny format symulacji obwodów.

— smashtastic
źródło

2

Korzystam z LTSprice od Linear Tech. Darmowe, łatwe do dodawania biblioteki lib od innych dostawców i prawdziwe piękno w porównaniu do innych darmowych pakietów, takich jak TINA od TI.

— Szczery
źródło

Pytanie nie dotyczy tego, z czego osobiście korzystasz.

— endolith,

2

@endolith no .. dziękuję za wskazanie tego w wielkim stylu.

— Frank