用于 PCB 設計的最佳電容器電路模擬器

2021-07-06

用于 PCB 設計的最佳電容器電路模擬器

電容器是集成電路和 PCB 設計中的基本元件，很難想到不包含至少一個電容器的電路。通常需要對電容器的行為以及與電路中其他組件的交互進行仿真，以確保設計按預期運行。電容器可以根據它們在電路中的使用情況提供濾波、阻塞和電源穩定性行為，電容器電路模擬器可以幫助您驗證設計的安全性和有效性。

最好的 PCB 設計軟件將包含一個 SPICE 包，可讓您對電容器 RC 電路以及其他常見電路進行瞬態分析。Altium Designer 在單個應用程序中提供這些電路仿真工具以及更多功能，從而輕松創建和執行電容器電路仿真。驗證電路設計后，您將擁有使用業界最佳 ECAD 工具創建高質量 PCB 布局所需的一切。

一個統一的 PCB 設計應用程序，具有強大的 SPICE 仿真引擎和一整套適合專業設計師的 CAD 工具。

可以使用三種基本線性電路元件來描述 PCB 設計中的廣泛行為：電阻器、電容器和電感器。這些電路元件可以以創造性的方式組合在一起，以在電子設備中產生各種有用的功能，但需要仿真工具來確保設計按設計者的意圖運行。電容器電路，尤其是 RC 電路，用途廣泛，是描述電子設計中一系列行為的基礎。

創建電容器電路設計后，您將需要一個電容器電路模擬器來驗證設計并確保其按預期運行。這些仿真程序基于 SPICE 引擎，允許設計人員在創建物理 PCB 布局之前運行電路仿真。只要您使用正確的電子設計軟件，就可以在電容器電路仿真中快速計算一些重要的指標。

電容器電路仿真方法

基于 SPICE 的電路仿真程序通過使用迭代算法求解微分方程來運行。這些可以在頻域或時域中執行，最好的電路設計工具將讓您執行額外的分析，以幫助您了解您的電路。在電容器仿真中，應該計算一些特定的點：

瞬態分析以確定 RC 時間常數

傳遞函數分析以了解過濾行為

阻抗計算以確保高速/高頻電路中的匹配

像 Altium Designer 這樣的 PCB 設計應用程序將在原理圖編輯器中包含一套完整的電路設計工具，允許設計人員執行任何類型的電路仿真，包括電容器仿真。使用電壓或電流源圍繞電容器電路構建更大的系統很容易，并且您可以使用 Altium Designer 的直觀界面計算重要的電氣值，如電流和阻抗。

電容器電路仿真的目的

電容器電路仿真旨在檢查電容器電路的瞬態響應和頻域響應。雖然時間常數和傳遞函數通常是最重要的計算點，但還有其他重要的量可以確定。兩個重要的值是來自 AC 分析的時域電流，以及頻域中的阻抗。在多電容器電路仿真中迭代這些不同的電路參數可以幫助您優化電路以獲得所需的響應。

了解電容器電路的傳遞函數將幫助您檢查更復雜電路中的濾波行為。

確定噪聲容限是電容器仿真中的一個重要環節，因為許多模擬系統都需要低噪聲水平。

地彈是 PCB 布局和電子電路中的一種效應，需要在電容器電路仿真中進行檢查。

Altium Designer 的集成電路仿真工具可以幫助您優化電路以在傳遞函數中具有特定的通帶。

更復雜的電容器電路仿真

真正的電容器很簡單，它們的操作就像我們在電子課上學到的一樣。實際情況是電容器電路具有寄生效應，特別是元件引線上的串聯電感和串聯電阻。這意味著，為了模擬真實的電容器，需要有一個電感器和電阻器與您的電容器串聯，以創建準確的電容器模擬。

電容器電路仿真的示例示意圖。

電容器電路，例如 RC 電路，可以以其他方式與電阻器和電感器組合，以創建復雜的濾波器、放大器和阻抗匹配網絡。這些電路需要使用與基本電容器電路相同的工具進行檢查，以確保設計將提供所需的瞬態響應。這對于模擬元件的 AC 分析非常重要，例如 RF 濾波器和天線，甚至高頻電路的傳輸線。

電容器電路仿真過程

要運行電容器電路仿真，只需使用仿真庫中的電壓或電流源設置電路，然后選擇要執行的分析類型。兩種最常見的分析是瞬態分析和頻率掃描以計算傳遞函數，但其他重要的分析如零極點分析和噪聲分析可以在 Altium Designer 中執行。下次您需要設計電路并執行電路仿真時，請使用 Altium Designer 的集成設計工具。

最好的 PCB 設計軟件可讓您使用原理圖中的通用組件執行電容器仿真。

有許多不同類型的電容器可用于您的 PCB 布局。

在 Altium Designer 的原理圖編輯器和集成的 SPICE 包中，可以輕松仿真濾波器和放大器等電路。

Altium Designer 的集成電路仿真工具可以快速計算復雜濾波器、放大器或其他線性電路的傳遞函數。

使用 Altium Designer 即時捕獲 PCB 布局中的電容器電路

完成電路原理圖后，就該為系統創建 PCB 布局了。Altium Designer 的集成 PCB 設計環境不會將原理圖捕獲和 PCB 布局工具分離到不同的應用程序中。相反，當您使用 Altium Designer 的集成 PCB 設計工具集時，您可以保持高效并快速捕獲空白電路板中的電路。

Altium Designer 以提供業界最強大的 PCB 布局和布線功能以及世界一流的原理圖編輯器和 SPICE 模擬器而聞名。使用超精確的 CAD 工具布局您的組件從未如此簡單，您可以使用最佳布線工具在 PCB 布局中快速放置走線。

使用 Altium Designer 制造真正的產品

完成 PCB 布局后，就可以準備板子進行制造了。除了業界最好的設計工具，Altium Designer 還可以立即為制造商生成標準文件格式的可交付成果。沒有其他 PCB 設計軟件應用程序可以如此輕松地創建高質量的 PCB 布局并大規模生產。

設計、布局、布線、仿真和制造所需的一切都包含在 Altium Designer 的統一設計環境中。

對于復雜的 PCB 組件，Altium Designer 包括原生 MCAD 工具，可幫助您以 3D 方式布局電路板。

當您創建電路并執行電路仿真任務時，Altium 365 可讓您通過 Altium Designer 或在網絡上與團隊成員即時共享您的電路和 PCB 布局。

Altium Designer 提供了一套全面的 PCB 設計和電路仿真工具。

其他 PCB 設計應用使 SPICE 仿真變得困難，或者它們不包括電容器電路仿真所需的基本工具。相反，使用唯一具有業界最佳 PCB 布局和布線實用程序、集成仿真功能和全面的規則驅動評估引擎的應用程序。Altium Designer 在單個程序中為您提供這些重要的電路設計工具以及業界最強大的 PCB 布局工具。