Схемотехника электронных устройств

Компьютерное моделирование является в настоящее время важнейшей составной частью процесса проектирования электронных устройств. Это объясняется следующими причинами.
1. Необходимостью сокращения сроков разработки новых электронных устройств.
2. Наличием эффективных алгоритмов и программ компьютерного моделирования электрических цепей.
3. Развитой теорией математического моделирования электронных компонентов.
Современные программы моделирования электронных цепей и устройств представляют виртуальные лаборатории, включающие обширные библиотеки электронных компонентов. Они дают возможность инженеру проверить, удовлетворяет ли спроектированное устройство требованиям технического задания, когда используются реальные компоненты с характеристиками, отличающимися от идеальных. Многие программы позволяют автоматизировать все стадии проектирования электронных устройств, включая подготовку принципиальных схем, моделирование установившихся и переходных процессов, редактирование и расширение библиотек компонентов.
Программы схемотехнического моделирования широко используются для автоматизации проектировании интегральных схем, поскольку физическое моделирование ИС связано с большими материальными затратами.

В настоящее время на рынке программного обеспечения, предназначенного для проектирования электронных цепей и устройств, можно насчитать несколько десятков специализированных пакетов.
Программа Pspice.
Программа является модификацией программы анализа электронных цепей SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). В настоящее время ее считают эталонной программой моделирования электронных цепей и устройств. Модели электронных компонентов в формате SPICE используются большинством других программ схемотехнического моделирования.
В первых версиях Pspice исходные данные о цепи готовились в текстовой форме в виде списка соединений (netlist). Результаты моделирования также представлялись в текстовой форме. Позднее появился графический редактор Schematics, позволяющий создавать и редактировать чертежи принципиальных схем. Schematics является одновременно управляющей оболочкой для запуска других модулей Pspice. Для представления результатов расчетов в удобной форме служит графический постпроцессор Probe. Он выводит на экран графики результатов моделирования и выполняет их математическую обработку.

Программа Micro-CAP.
Программа разработана фирмой Spectrum Software. Программа имеет удобный графический редактор, позволяющий создавать и редактировать принципиальные схемы аналоговых и цифровых устройств. Основные виды анализа:
• расчет статического режима по постоянному току;
• расчет частотных характеристик линеаризованной цепи;
• расчет реакции во временной области при произвольных входных воздействиях;
• анализ шумов и параметрической чувствительности;
• многовариантный анализ, включая статистический анализ методом Монте-Карло;
Программа имеет обширную библиотеку моделей компонентов ведущих фирм США, Европы и Японии.

Программа Multisim (фирма National Instruments).
Первые версии программы, появившиеся в девяностые годы имели название Electronics Workbench.
Особенностью программы является наличие виртуальных измерительных приборов, имитирующих реальные аналоги. Программа легко осваивается даже начинающими пользователями. Этим объясняется ее популярность в учебных заведениях. Последняя версия программы EWB 6.02 носит название Multisim.
Программа Circuit Maker (фирма Protel International).
Программа предназначена для моделирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств. Она имеет удобный графический интерфейс, позволяющий быстро подготовить электрические схемы аналоговых и цифровых устройств. Результаты моделирования выводятся в графической форме, в виде осциллограмм и графиков частотных характеристик. Имеется студенческая версия программы, распространяемая бесплатно. Разрешено использование этой версии на домашних компьютерах студентов.