電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用開發(fā)中的作用

朱登發(fā)

摘要：近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與微電子技術(shù)的成熟，基于電子電路仿真技術(shù)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、優(yōu)化已經(jīng)成為電子應(yīng)用開發(fā)的主流模式，電子電路仿真技術(shù)在優(yōu)化電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證電路功能的正確性與完整性、模擬真實(shí)環(huán)境中難以刻畫的極限環(huán)境、激發(fā)新產(chǎn)品研究方向方面具有重要推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：電子電路仿真技術(shù)；電子應(yīng)用開發(fā)；應(yīng)用研究

一、電子電路仿真技術(shù)

電子電路仿真技術(shù)是指在計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境的支撐下，基于數(shù)字模擬化方法或數(shù)學(xué)建模模型對(duì)實(shí)際的電子電路運(yùn)行過程與電路特性進(jìn)行仿真建模與模擬，以逼真的模擬環(huán)境與模擬效果再現(xiàn)真實(shí)電子電路應(yīng)用過程，一方面可以通過仿真模擬技術(shù)近乎真實(shí)地刻畫電子電路的運(yùn)行特性與具體功能[1]，為以仿真模型為依托的精準(zhǔn)分析與定量計(jì)算提供虛擬仿真環(huán)境，另一方面，基于電子電路仿真技術(shù)的模型模擬與過程推演結(jié)果具有較高的可信度與較高的準(zhǔn)確性，有利于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)企業(yè)精確把控與優(yōu)化調(diào)整電子產(chǎn)品中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，使得電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)符合目標(biāo)規(guī)格要求[2]。

電子電路仿真技術(shù)具有高度的繼承性，通過對(duì)各電子電路進(jìn)行分別建模與集成化模擬，可以將電子產(chǎn)品的所有板塊電路進(jìn)行全局統(tǒng)籌管理，無論是在電子電路研發(fā)還是在電子電路的特性測(cè)試試驗(yàn)環(huán)節(jié)均具有傳統(tǒng)方法難以媲美的優(yōu)勢(shì)，是電路器件設(shè)計(jì)與廣泛集成環(huán)節(jié)中不可缺少的重要方法[3]。同時(shí)，由于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集電氣、自動(dòng)化、機(jī)電等于一體的綜合性復(fù)雜工序，在設(shè)計(jì)完稿之前需要經(jīng)過反復(fù)的參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化測(cè)試，以準(zhǔn)確控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終的質(zhì)量與達(dá)標(biāo)情況。

二、電子應(yīng)用開發(fā)中電子電路仿真技術(shù)的作用

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與微電子產(chǎn)品的推廣普及，各種各樣的電子產(chǎn)品已然成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中必不可少的工具，無論是辦公、娛樂均與電子產(chǎn)品息息相關(guān)，極大地提高了人們的生產(chǎn)生活便利性與靈活性，是信息化時(shí)代下主流生活的重要依托性產(chǎn)品[4]。電子產(chǎn)品的更新周期較短、更新頻率較高，在電子產(chǎn)品市場(chǎng)的擴(kuò)張與推動(dòng)下，電子產(chǎn)品高度響應(yīng)市場(chǎng)需求與用戶需求，在有限的生命周期中實(shí)現(xiàn)快速迭代更新。依托電子電路仿真技術(shù)的電子產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子電路組件部分的設(shè)計(jì)與調(diào)制優(yōu)化，滿足電子產(chǎn)品市場(chǎng)快速迭代更新對(duì)時(shí)間的嚴(yán)苛要求[5]。

（1）優(yōu)化電子產(chǎn)品的電力設(shè)計(jì)。電子元器件是電子產(chǎn)品中的重要組成構(gòu)件，電子元器件通常具有較高的敏感性，對(duì)元器件所處的溫度、濕度、大氣壓力等具有強(qiáng)烈的反應(yīng)，在適宜的自然環(huán)境下元器件方能發(fā)揮出其理想的應(yīng)用效果，否則會(huì)極大地影響元器件的正常使用與穩(wěn)定運(yùn)行，增加元器件的磨損，減少元器件的使用壽命，甚至還有可能因?yàn)橥饨绛h(huán)境的變化而誘發(fā)電子產(chǎn)品的爆炸、漏電等問題[6]。因此電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電力電路時(shí)需要依托計(jì)算機(jī)硬件與仿真軟件對(duì)電子產(chǎn)品的電子電力進(jìn)行仿真模擬，基于仿真軟件所提供的跟蹤分析功能對(duì)各個(gè)元器件以及集成后的組件進(jìn)行計(jì)算與分析，探究參數(shù)調(diào)整對(duì)整個(gè)電路設(shè)計(jì)的影響，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化電子產(chǎn)品的電力設(shè)計(jì)，保障每個(gè)電子元器件的參數(shù)范圍以及電力設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

（2）驗(yàn)證電子電路功能的正確性與完整性。電子電路是電子產(chǎn)品中的核心環(huán)節(jié)，其功能的完整性與正確性直接關(guān)系到電子產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，進(jìn)而影響電子產(chǎn)品的用戶使用量與市場(chǎng)占有率，因此加強(qiáng)對(duì)電子電路功能正確性與完整性檢驗(yàn)是電子產(chǎn)品推出前的重要工序。借助電子電路仿真軟件與電子電路功能評(píng)判指標(biāo)對(duì)仿真模擬的電子電路進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，以評(píng)判指標(biāo)為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子電路正確性與完整性的定量評(píng)估與存在問題的自動(dòng)定位，極大地降低了電子產(chǎn)品出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，減少了人工處理操作帶來的龐大工作量與出錯(cuò)率，有效縮減電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，加快其市場(chǎng)推廣的進(jìn)度，搶占市場(chǎng)發(fā)展先機(jī)。

（3）電路的仿真模擬與特性的虛擬測(cè)試。計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展為微電子產(chǎn)品的仿真模擬與虛擬測(cè)試提供了更為高性能的數(shù)學(xué)模擬計(jì)算支撐與平臺(tái)支撐，在電子電路仿真技術(shù)的支持下，計(jì)算機(jī)軟件可以模擬出電子產(chǎn)品不同的工作環(huán)境，將不同的工作環(huán)境套用到各個(gè)電子元器件中，測(cè)試各元器件在極端環(huán)境下的極限閾值，用于作為電子產(chǎn)品使用規(guī)格說明的重要參數(shù)要求，同時(shí)也可以為電子產(chǎn)品的電力設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。基于仿真模擬技術(shù)的虛擬測(cè)試克服了傳統(tǒng)真實(shí)環(huán)境測(cè)試時(shí)所面臨的環(huán)境復(fù)刻重新困難、復(fù)雜環(huán)境與極端環(huán)境難以有效營(yíng)造等問題，借助仿真模擬技術(shù)可以保障電子產(chǎn)品及其元器件的極限工作狀態(tài)，從而提高電子電路的經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)行可靠性。

（4）激發(fā)新的電子產(chǎn)品研究方向。在電子產(chǎn)品更新迭代頻率較高的現(xiàn)代化社會(huì)，電子電力仿真技術(shù)不僅可以提高電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，縮短電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間，在模擬仿真環(huán)境下，電子產(chǎn)品及其元器件的結(jié)構(gòu)調(diào)整與參數(shù)優(yōu)化具有更高的便捷性，這種設(shè)計(jì)模式打破了傳統(tǒng)電子產(chǎn)品開發(fā)研究的環(huán)境局限性與時(shí)間局限性，在不斷的模擬測(cè)試中極易調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新思維能力，激發(fā)其對(duì)電子產(chǎn)品研究方向的深入探索與求真，用一種全新的研究方向來進(jìn)行電子產(chǎn)品的研發(fā)與調(diào)制。

三、結(jié)論

基于電子電路仿真技術(shù)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以將每一道工序、每一個(gè)細(xì)微的環(huán)節(jié)進(jìn)行拆解并在軟硬件環(huán)境下分別建模，在仿真環(huán)境下分別對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)組件進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)試與優(yōu)化，根據(jù)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果修改電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，輔助完成電子產(chǎn)品中電子電路的研制與調(diào)制，提高電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，相較傳統(tǒng)的手動(dòng)計(jì)算與調(diào)試優(yōu)化而言具有更高的工作效率，極大地縮短了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研制的周期。

參考文獻(xiàn)：

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