SPICE Симуляции: Как автоматизированные измерения помогают сэкономить время и деньги в проектировании

Моделирование электронных схем является ключевым фактором успеха вашего проекта. Для ускорения анализа проекта может использоваться симулятор схем SPICE. Altium Designer поможет вам симулировать ваши проекты эффективно и точно, предоставляя глубокое понимание функциональной работы вашей схемы.

Один из ключевых типов анализа в Altium Designer - это временной анализ, представляющий собой моделирование вашей схемы во временной области. Пример временного анализа представлен на рисунке 1. Для определения значения сигнала или частоты можно использовать пару курсоров, однако количественные характеристики сигнала могут быть легко автоматизированы с помощью инструмента под названием: «Измерения». Пример конфигурации измерений для схемы, представленной на рисунке 1, приведен на рисунке 2.

Рисунок 1 - Простой преобразователь напряжения типа buck

Рисунок 2 - Конфигурация измерений для преобразователя buck

Автоматизированные измерения в симуляторе SPICE Altium Designer

В симуляторе SPICE от Altium Designer доступно множество автоматизированных измерений. Некоторые из них представлены на рисунке 3. Все эти величины сигналов могут рассматриваться как опции измерений, доступные в любом современном осциллографе. Например, четкое указание на уровень пик-пик сигнала или напряжение RMS может быть отображено как в DSO, так и в симуляторе SPICE от Altium Designer. Настройка этих измерений в AD требует только одного или двух параметров: анализ временного интервала и для некоторых измерений: уровень сигнала, при котором выполняется анализ. Последнее требуется, например, для измерений частоты.

Рисунок 3 - Часть списка вкладки автоматизированных измерений - часть списка

SPICE: Certainty for All Decisions

Design, validate, and verify the most advanced schematics.

Learn More

Пример использования автоматизированных измерений

Рассмотрим простой преобразователь напряжения в режиме понижения с регулировкой ШИМ - рисунок 1. Некоторые ключевые параметры преобразователя понижения, которые должен характеризовать разработчик при проектировании аппаратуры, включают:

• Рабочую частоту;
• Токовые пульсации индуктора;
• Пульсации выходного напряжения.

Существует множество важных параметров для проектирования импульсных источников питания, однако для целей этого введения мы сосредоточимся только на тех, что упомянуты в первом и последнем пункте из приведенного выше списка. Обратите внимание, что Altium предоставляет курсоры в модуле симуляции Spice для определения значений сигналов или частоты - пример приведен на рисунке 4, однако использование курсора в некоторых измерениях может быть не таким эффективным и интуитивно понятным, как автоматизированные измерения.

Рисунок 4 - Курсоры, используемые для определения частоты сигнала

Для измерения частоты можно использовать курсоры A и B (как показано на рисунке 4). Курсоры размещаются на расстоянии одного периода переключения друг от друга для определения периода сигнала или частоты. Однако, если для разработки дизайна требуются корректировки частоты (т.е. они подвержены частым изменениям из-за настройки значений компонентов), использование курсоров становится времязатратным и подверженным ошибкам.

Еще один момент - выбор индуктора или выходного развязывающего конденсатора может быть временно эффективным, если используются автоматизированные измерения. То же самое относится к многим величинам сигналов, не только упомянутым выше.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Пример использования автоматизированных измерений представлен на рисунках 5 и 6. Доступ к измерениям осуществляется через вкладку Панели (Panels->Sim Data). Рисунки 5 и 6 отличаются частотой работы и током индуктора (а также режимом работы - первый соответствует режиму прерывистой работы, второй: режиму непрерывной проводимости).

Рисунок 5 - Пример использования автоматизированных измерений - DCM преобразователя Buck

Рисунок 6 - Пример использования автоматизированных измерений - CCM преобразователя Buck

Выводы

Автоматизированные измерения в Altium Designer повышают вашу продуктивность за счет:

• Простой настройки готовых к использованию автоматизированных измерений;
• Экономии вашего времени - однажды настроенные измерения предоставляют вам количественные значения сигналов вместе с графиками сигналов;
• Снижения ошибок, связанных с анализом сигналов.