电路仿真软件的发展

电路仿真软件的发展
——闫明亮摘要：
一、电路的发展与简述
二、电路仿真软件的发展
三、最常用的电路仿真软件Multisim的历史与发展
四、不同的电路仿真软件
电路仿真软件，作为一个我们正在学习的方面，应该有必要来了解一下电路仿真软件的发展与历史，才可以更好的了解与学习电路仿真软件。

(一)电路的发展与简述
谈论电路仿真软件发展，我觉得应该先从电路这方面入手，先简单来了解一下电路的发展旅程。

电路理论作为一门独立的学科出现于人类历史中大约已有200多年了，在这纷纭变化的200多年里，电路理论从那种用莱顿瓶和变阻器描述问题的原始概念和分析方法逐渐演变成为一门抽象化的基础理论科学，其间的发展和变化贯穿于整个电气科学的发展之中。

如今它不仅成为了整个电气科学技术中不可缺少的理论基础，同时也在开拓和发展新的电气理论和技术方面起着重要的作用。

电路理论是一个极其美妙的领域，在这一领域内，数学、物理学、信息工程、电气工程与自动控制工程等学科找到了一个和谐的结合点，其深厚的理论基础和广泛的实际应用使其具有旺盛持久的生命力。

因而，对于许多有关的学科来说，电路理论是一门非常重要的基础理论课。

一般来说，电路理论的教学是从微观出发，对各种电气技术及其理论进行深入细致地分析和探讨，其教学目的是让学习者从微观上对电路理论融会贯通，以求能够解决实际的电路问题。

然而，在这种微观教学中进行一定的宏观引导却是非常重要的，因为当今的电路理论已从一门较单纯的学科演变成了许多学科所共有的基础理论，这个演变的过程充满了人类智慧的结晶，充满了科学思想甚至哲学概念上的进化，因此若能将电路理论的起源、演变过程及发展趋势充实于教学内容中，从宏观上让学习者对电路理论有一个较全面的认识，则不仅对学习者学
习本课程以及其它有关的专业技术课程有一定的帮助，同时也会对学习者未来的工作和研究产生非常好的综合启发作用。

(二)电路仿真软件的发展
电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。

而电路仿真软件，就是基于电路这门学科，延伸出来的一个方便人们更好学习电路原理的软件。

自从电路开始逐步占据人们的生活与学习之后，电路的仿真技术也越来越受到人们的重视。

仿真技术逐步成为电子工程领域进行电路分析与辅助设计的重要工具。

应用电路仿真软件快速分析电路的性能参数，有利于设计方案的确定和设计参数的选择，从而提高设计效率。

克服传统实验研发周期长的缺点，使设计者可以更直接地将精力集中在设计层面上，缩短了整体设计周期。

真因如此在仿真系统方面，软件种类繁多，应用甚广。

应用在模拟电路仿真方面的主要有EWB, SPICE，PROTEL,MATLAB等。

它们实现了功能从简单到复杂，操作由繁杂到智能，界面也变得越来越形象化。

研究电路仿真软件是为了设计电路及其系统的快速性和精确性引入的。

使设计人员在设计时能简单、方便、有效地对电路精确设计测试。

仿真软件的应用将大大有助于设计人员和教学的效率，已经成为科研和教学上必不可少的工具。

模拟电路仿真软件研究是关于模拟电路仿真软件理论、实现和应用等几个方面的研究，它在理论上的研究推动了软件的应用。

同时仿真软件的应用也推动了仿真软件的理论研究。

而仿真软件的实现则是理论与应用之间的桥梁。

在电子技术的的发展历程中，按计算机辅助技术介入的深度和广度，出现了三种设计方案，或者说三个阶段：第一种方法是所谓传统的设计方法，涉及的电子系统一般较为简单，工作量不大，从方案的提出、验证、修改到完全定性都采用人工手段完成；第二种方法是所谓的计算机辅助设计（CAD）方法，就是由计算机完成数据处理、模拟评价、设计验证等部分工作，它是在电子产品由简单到复杂、电子设计工作量由小到大发展过程中产生的；的三种方法是所谓的EDA方
法，它是在电子产品向更复杂、更高级、向数字化、集成化、微型化和低功耗方向发展过程中逐渐产生并完成的。

(三)Multisim的简介
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

Multisim 是一个完整的设计工具系统，提供了一个庞大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模SPICE仿真功能、VHDL/Verilog 设计接口与仿真功能、FPGA/CPLD综合、RF射频设计能力和后处理功能、还可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝数据传输。

它提供的单一易用的图形输入接口可以满足使用者的设计要求。

Multisim 使用软件的方法是虚拟电子与电工元器件以及电子与电工仪器和仪表，通过软件将元器件和仪器集合威尔一体。

它是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。

它与其他软件相比较最显著的特点是：
（1）人机界面方便直观。

绘制电路图所需要的元器件、测试调试仪器都可以通过鼠标单击图标直接调用，而且模拟仪器的操作界面（如开关、按钮）接近实物。

（2）操作简单，简便易学。

只要具备一般的电子技术基础知识，几小时内就可以掌握并熟练运用，不需要专门的培训。

（3）仿真效果非常好，与实际测试结果非常接近，并且采用了与实际规格相似的仪器和元器件。

通过EWB的仿真模拟，就可以了解电路的性能，并且熟悉了仪器的正确使用方法，与实际操作类似。

（4）元器件库内容丰富，并可以根据需要随时扩展。

EWB元件库内有数千种元器件供设计人员选用，其参数设置、规格模型以及理想状态都非常接近实际的元器件。

（5）不仅可以对模拟信号仿真模拟，还可以对数字信号和数模混合信号进行完整模拟，在系统中任意地集成数字及模拟器件，自动地对信号进行转换，实时测试系统功能供设计人员参考。

（6）在对电路进行仿真时还可以存储实验数据、波形、元器件清单、工作状态
等，并可打印输出。

（7）提供了静态分析、动态分析、是时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析、离散傅立叶分析、温度分析等各种分许方法。

（8）还可人为设置故障（如短路、开路、接触不良等），并进行数据分析。

Multisim的主界面与Windous界面一样，同样有菜单栏、工具栏等，Multisim 界面还还含有元件栏和仪表栏，方便用户对电路图的设计与调试。

在Multisim中，当遇到电路规模很大，全屏显示不方便或者电路的某一部分在一个或多个电路多次使用时就需要建立子电路。

建立子电路时，在其余电路部分相连的端子上必须连接输入/输出端符号。

用鼠标左键拉出个长方形，把用来组成子电路的部分全部选定。

启动Place菜单中的Replace by Subcircuit，打开对话框，在其编辑栏内输入子电路名称，单击OK即可创建子电路。

Multisim的元件库主要包含3个数据库：Multisim Database ，用来存放程序自带的元件模型；User Database，用来存放用户使用Multisim 提供的编辑器自行开发或修改的元件模型。

Corporate Database ，用于多人共同开发项目建立共用的元件库，另外，还支持用户自定义元件。

(四)不同的电路仿真软件
除过Multisim，电路仿真软件多种多样。

Simetrix，LTspice，Tina，Pspice 这些均为常见的电路仿真软件，不同的电路仿真软件有不同的侧重点，Pspice的模型是信息量是最丰富的，并且资源也是最丰富的。

但是对于大学生来说Multisim是最好掌握也是相对于对于课程最搭配的电路仿真软件，Multisim可以对模拟电路，数字电路以及模数混合电路进行仿真，尤其对模拟电路的仿真效果最好，可以同过它看出电路的性能并做分析，改变不同参数，可以在仿真图上形象地表示出来。

结论：
总的来说，电路仿真软件发展历史相对较久，也具有一定的历史，Multisim 对于大学生来说是最早接触的一个电路仿真软件，也是要优先学好的一个电路仿真软件，对于以后数字电子实验以及相关的电路来说，对这个软件的熟悉以及融会贯通是必不可缺，也是十分重要的。

参考文献：百度百科。