Quels sont les simulateurs de circuits les plus utilisés dans l'industrie?


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Je me demandais si quelqu'un sait quels sont les outils de simulation de circuits les plus utilisés (pas les plus préférés) dans l'industrie. J'ai quelques options ici dans l'entreprise où je travaille, mais j'aime toujours utiliser LTSpice pour la plupart de mon travail. Je suis tout juste sorti de l'université donc je n'ai pas encore eu de très bonnes chances de voir à quoi ressemble l'industrie.


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Je suppose que vous parlez de simulation analogique. Cependant, il existe des outils pour la simulation numérique, RF et d'intégrité du signal. Ce sont à peu près des ensembles d'outils qui ne se chevauchent pas.
Brian Carlton

Réponses:


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Je vais en quelque sorte être en désaccord avec Olin.

Si vous utilisez un simulateur pour quelque chose que vous pouvez faire avec une calculatrice et un morceau de papier en quelques minutes, vous utilisez le simulateur dans le mauvais but. Si vous supposez que votre analyse «mathématique de la serviette» tiendra le coup, vous travaillez probablement sur des circuits de base extrêmement simples.

Plus important encore, vous dites vraiment qu'il est OK de sauter ce qui est vraiment l'étape la plus importante de la vérification de la conception du pré-prototype. C'est une très mauvaise idée si vous travaillez sur quelque chose de modérément complexe et que beaucoup peuvent revenir vous mordre même sur des circuits simples. J'ai vu même l'émetteur IR le plus simple osciller en raison de parasites.

De plus, l'analyse de Montecarlo est un énorme cas d'utilisation de la simulation qui est vraiment difficile à faire avec juste une calculatrice. Presque tous les simulateurs le supportent et c'est très important pour les conceptions de production.

Il est en fait très rare qu'un simulateur ne vous donne pas plus d'informations sur un circuit réel qu'une analyse de 2 minutes, principalement basée sur l'intuition, du circuit. Quelques heures de génération de la simulation peuvent facilement vous faire gagner des jours en attendant de récupérer un prototype pour découvrir que, grâce à des composants maladroits ou des interactions parasites, votre émetteur théoriquement parfait n'est qu'un oscillateur moche.

À titre d'exemple, extrait d'une note de l'application Analog Devices:

entrez la description de l'image ici

Sur la gauche, nous voyons un circuit d'ampli op de base. À droite, nous voyons à quoi ressemblerait ce circuit si l'on considère les effets parasites des PCB de base.

Il ne fait aucun doute qu'avec 60 secondes et une calculatrice, vous pouvez comprendre ce que fait le circuit de gauche.

Cependant, cela ne remplace pas la production d'un modèle plus complexe du circuit réel dans l'application réelle tel que le circuit de droite. Le circuit de droite est loin d'être facile à analyser manuellement sans agiter les composants à la main comme hors de propos.

De plus, une simulation appropriée va utiliser des modèles plus réalistes pour les composants, plutôt que les modèles idéaux, qui, pour un circuit de toute complexité ou vitesse, sont d'une importance cruciale à comprendre et à analyser.

Quant à la question d'origine:

La plupart des simulateurs de circuits sont au moins liés à SPICE et beaucoup partagent un format de modèle compatible ou proche de compatible. De plus, il existe de nombreux autres simulateurs spécialisés dans des domaines particuliers. Notamment simulation RF / micro-ondes, simulation logique numérique, etc.

Les simulateurs les plus courants que j'ai rencontrés:

  • PSPICE - fait partie du package de conception OrCAD de Cadence
  • Spectre - Simulateur de signaux mixtes et RF de Cadence (peut-être le plus courant)
  • NI MutiSim - Package de simulation de National Instruments
  • HSPICE - implémentation commerciale SPICE par Synopsis, également très populaire
  • XSPICE - version étendue de SPICE3, Altium utilise ceci
  • SIMetrix - Simulation analogique dérivée de SPICE

Lequel (s) que vous verrez dans une entreprise donnée est généralement fonction de leur domaine de spécialité (analogique, signaux mixtes, RF, etc.), de ce qui s'intègre bien dans l'environnement de développement choisi et avec lequel ils sont historiquement à l'aise.


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Votre exemple est exactement le genre d'abus et de recours excessif aux simulateurs dont je parlais. Vous ne pouvez jamais tout quantifier. Votre exemple B n'est qu'un autre modèle pour quelque chose qui est en réalité infiniment plus complexe. Un bon design consiste à savoir ce qui compte vraiment et à s'assurer que les effets que vous n'avez pas traités n'ont pas d'importance. À moins que vous ne fassiez quelque chose d'inhabituel, l'idée est de choisir des valeurs raisonnables et d'utiliser une bonne mise en page pour que l'exemple A soit un modèle valide. À un moment donné, vous devez réellement savoir quelque chose, pas simplement entrer aveuglément des données dans un simulateur.
Olin Lathrop

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L'idée est de créer un modèle aussi proche que possible de la réalité. Un bon design consiste à le faire correctement et à le faire de manière fiable, sans démontrer ce que vous pouvez faire sans outils. Ce n'est pas un test mathématique sans calculatrice, c'est son affaire. Tout outil qui augmente l'exactitude de votre conception et réduit les coûts doit être pleinement exploité. Savoir ce que vous ne savez pas et comment le tester est beaucoup plus important que de penser que vous savez quelque chose et donc de ne pas le vérifier correctement.
Mark

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"L'idée est de créer un modèle aussi proche de la réalité que possible." Faux et manque le point. L'idée est de créer un modèle utile . Cela signifie un modèle suffisamment compliqué pour décrire les effets qui comptent réellement. Pour la plupart des circuits, un tel modèle peut être résolu avec une calculatrice en quelques minutes. Pour les cas désagréables, un simulateur peut être un outil utile, mais avec ses propres inconvénients. Une utilisation excessive de la simulation signifie un mauvais modèle et donc une mauvaise compréhension de ce qui est réellement pertinent.
Olin Lathrop

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La simulation de circuit n'est pas un bon outil de conception . Cependant, c'est un excellent outil de vérification . Pensez-y comme si quelqu'un d'autre vérifiait votre travail. Il ne détectera presque certainement pas toutes les erreurs, mais il peut en attraper certaines que vous avez manquées.
Connor Wolf

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.... Je me souviens d'arguments similaires à propos de l'utilisation aveugle de calculatrices sans calcul arithmétique (et les gens le font) et d'arguments à propos des GPS SatNavs "obligeant" les gens à conduire dans les rivières et les falaises (et les gens le font aussi), mais ce n'est pas la faute de la outil. Apprenez l'arithmétique de base, apprenez à lire une carte, apprenez à analyser des circuits, puis obtenez une calculatrice, un GPS et un outil de simulation.
MikeJ-UK

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Je suis sûr que d'autres recommanderont des packages de simulation de circuits particuliers.

Cependant, les simulateurs de circuits sont un outil, mais généralement pas très important, et ne remplacent certainement pas l'utilisation de votre propre cerveau. Trop souvent, je vois de jeunes ingénieurs tellement enveloppés dans le troisième chiffre d'une valeur provenant du simulateur qu'ils oublient de penser et de comprendre réellement ce qui se passe au lieu de regarder la sortie du simulateur de fantaisie. La sortie de fantaisie ne peut que vous montrer ce qui se passe, pas le plus important pourquoi .

Lorsque vous comprenez vraiment ce que fait un circuit, à peu près tout peut être résolu avec une calculatrice en une minute ou deux. La compréhension vous permet également de voir les cas d'angle que le simulateur ne vous montrerait que si vous lui donniez juste la bonne entrée. Lorsque vous ne comprenez pas vraiment un circuit, les sorties fantaisie vous donneront juste un faux sentiment de sécurité.

Les simulateurs ont leur place, mais il est en fait assez rare qu'ils fournissent une analyse de circuit utile qu'un cerveau et une calculatrice ne peuvent pas proposer plus rapidement.


Excellente réponse, +1. (Pas que je m'attendais à moins :-))
stevenvh

Cela ne répond pas à la question, -1. Ce devrait être un commentaire - parfaitement valide
Toby Jaffey

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@Joby: Parfois, une bonne réponse aborde le vrai problème au lieu de ce que l'OP a littéralement demandé.
Olin Lathrop

+1, car cette réponse devrait être au top. Le "contre-exemple", désigné comme B dans la réponse de @mark, est plus un modèle "après coup" plutôt que celui que l'on trouve au départ. La clé est d'avoir suffisamment de tolérances de conception pour que ces choses importent moins, et c'est là qu'interviennent la théorie et l'expérience de base en matière de ckt!
Vaibhav Garg

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J'ai utilisé SPICE dans toutes ses variantes informatiques sur quelques lieux de travail.

Un autre format de simulateur est SABRE. ceci est utilisé par Boeing, Airbus et diverses autres industries critiques pour la sécurité. Un sous-traitant avec lequel j'ai travaillé concevait des convertisseurs DC / DC et exigeait les certifications DO-254 (aviation) et leur client (et organisme de certification) exigeait des modèles SABRE du circuit. À cette fin, nous avons fait appel à un expert SABRE pour effectuer le travail de simulation et utilisé une variante SPICE pour notre conception interne !!

Je pense qu'il existe un troisième format majeur pour la simulation de circuits.


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J'utilise LTSprice de Linear Tech. Gratuit, facile à ajouter des bibliothèques d'autres fournisseurs et une vraie beauté par rapport à d'autres packages gratuits tels que TINA de TI.


La question n'est pas de demander ce que vous utilisez personnellement.
endolith

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@endolith bien .. merci de l'avoir souligné avec style.
Frank
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