Quais são os simuladores de circuitos mais utilizados na indústria?

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Fiquei me perguntando se alguém sabe quais são as ferramentas de simulação de circuito mais usadas (não favoritas) na indústria. Tenho algumas opções aqui na empresa em que trabalho, mas ainda gosto de usar o LTSpice na maior parte do meu trabalho. Acabei de sair da faculdade e ainda não tive uma chance muito boa de ver como é a indústria.

simulation spice

— Adão
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Presumo que você esteja falando de simulação analógica. No entanto, existem ferramentas para simulação digital, de RF e de integridade de sinal. Esses são praticamente conjuntos de ferramentas não sobrepostas.

— Brian Carlton

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Vou meio que discordar de Olin.

Se você estiver usando um simulador para algo que possa fazer com uma calculadora e um pedaço de papel em alguns minutos, estará usando o simulador para o objetivo errado. Se você presumir que sua análise de 'matemática dos guardanapos' se manterá na realidade, provavelmente você está trabalhando em circuitos básicos extremamente simples em primeiro lugar.

Mais importante, você está realmente dizendo que não há problema em ignorar o que é realmente o estágio mais importante da verificação do projeto antes do protótipo. Essa é uma péssima idéia se você estiver trabalhando em algo até moderadamente complexo e puder voltar a mordê-lo, mesmo em circuitos simples. Eu já vi até o mais simples transmissor de infravermelho oscilar devido a parasitas.

Além disso, um enorme caso de uso de simulação que é uma dor real relacionada a apenas uma calculadora é a análise de Montecarlo. Quase todo simulador suporta isso e é muito importante para projetos de produção.

Na verdade, é muito raro que um simulador não lhe dê mais informações sobre um circuito real do que uma análise de 2 minutos, principalmente baseada em intuição, do circuito. Algumas horas gerando a simulação podem economizar seus dias com facilidade para recuperar um protótipo e descobrir que, através de algum componente estranho ou interações parasitárias, seu transmissor teoricamente perfeito é apenas um péssimo oscilador.

Como exemplo, extraído de uma nota do aplicativo Analog Devices:

insira a descrição da imagem aqui

À esquerda, vemos um circuito básico de amplificador operacional. À direita, vemos como seria esse circuito se considerarmos os efeitos parasitários básicos de PCB.

Não há dúvida de que, com 60 segundos e uma calculadora, você pode descobrir o que o circuito à esquerda está fazendo.

No entanto, isso não substitui a produção de um modelo mais complexo do circuito real na aplicação real, como o circuito à direita. O circuito do lado direito está longe de ser fácil de analisar manualmente, sem irritar os componentes.

Além disso, uma simulação adequada utilizará modelos mais realistas para componentes, em vez dos modelos ideais, que para um circuito de qualquer complexidade ou velocidade são extremamente importantes para entender e analisar.

Quanto à pergunta original:

A maioria dos simuladores de circuito está relacionada ao SPICE e muitos compartilham um formato de modelo compatível ou quase compatível. Além disso, existem muitos outros simuladores especializados em campos específicos. Notavelmente simulação de RF / microondas, simulação de lógica digital, etc.

Os simuladores mais comuns que encontrei:

PSPICE - parte do pacote de design do Cadence OrCAD
Spectre - Sinal misto e simulador de RF da Cadence (talvez o mais comum)
NI MutiSim - Pacote de simulação da National Instruments
HSPICE - implementação comercial do SPICE pela Synopsis, também muito popular
XSPICE - versão estendida do SPICE3, o Altium usa isso
SIMetrix - simulação analógica derivada do SPICE

Qual deles você verá em uma determinada empresa geralmente é uma função de seu campo de especialidade (analógico, sinal misto, RF, etc), o que se integra bem no ambiente de desenvolvimento escolhido e com o que eles são historicamente confortáveis.

— Marca
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Seu exemplo é exatamente o tipo de abuso e excesso de confiança nos simuladores de que eu estava falando. Você nunca pode quantificar tudo. Seu exemplo B é apenas outro modelo para algo que é infinitamente mais complexo na realidade. Um bom design é saber o que realmente importa e garantir que os efeitos que você não abordou não importam. A menos que você esteja fazendo algo incomum, toda a idéia é escolher valores razoáveis e usar um bom layout para que o exemplo A seja um modelo válido. Em algum momento, você precisa realmente saber algo, não apenas inserir dados cegamente em um simulador.

— Olin Lathrop

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A idéia toda é criar um modelo o mais próximo possível da realidade. Um bom design consiste em corrigi-lo e corrigi-lo com segurança, sem demonstrar o que você pode fazer sem ferramentas. Este não é um teste de matemática sem calculadora, é o seu negócio. Qualquer ferramenta que aumente a correção do seu projeto e reduza os custos deve ser totalmente explorada. Saber o que você não sabe e como testá-lo é muitas vezes mais importante do que pensar que você sabe algo e, portanto, não verificar corretamente.

— Mark

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"A idéia toda é criar um modelo o mais próximo possível da realidade". Errado, e erra o ponto. A idéia toda é criar um modelo que seja útil . Isso significa que um modelo é complicado o suficiente para descrever os efeitos que realmente importam. Para a maioria dos circuitos, esse modelo pode ser resolvido com uma calculadora em alguns minutos. Para os casos desagradáveis, um simulador pode ser uma ferramenta útil, mas com suas próprias desvantagens. O uso excessivo de simulação significa modelo ruim e, portanto, pouca compreensão do que é realmente relevante.

— Olin Lathrop

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A simulação de circuitos não é uma boa ferramenta de design . No entanto, é uma excelente ferramenta de verificação . Pense nisso como ter alguém para verificar seu trabalho. Quase certamente não detectará todos os erros, mas poderá detectar alguns que você perdeu.

— Connor Lobo

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Lembro-me de argumentos semelhantes sobre pessoas que usam cegamente calculadoras sem aritmética compreensível (e as pessoas fazem) e argumentos sobre o GPS SatNavs "fazendo" as pessoas entrarem em rios e penhascos (e as pessoas também fazem isso), mas isso não é culpa do ferramenta. Aprenda aritmética básica, aprenda a ler um mapa, aprenda a analisar circuitos e, em seguida , obtenha uma calculadora, um GPS e uma ferramenta de simulação.

— MikeJ-UK 2/08

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Tenho certeza que outros irão recomendar pacotes de simulação de circuitos específicos.

No entanto, os simuladores de circuito são uma ferramenta, mas geralmente não são muito importantes, e certamente não substituem o uso de seu próprio cérebro. Freqüentemente vejo jovens engenheiros tão envolvidos no terceiro dígito de algum valor que sai do simulador que esquecem de pensar e realmente entendem o que está acontecendo, em vez de olhar para a extravagante saída do simulador. A saída de fantasia só pode mostrar-lhe o que está acontecendo, e não o muito mais importante por que .

Quando você realmente entende o que um circuito está fazendo, praticamente qualquer coisa pode ser resolvida com uma calculadora em um minuto ou dois. O entendimento também permite ver casos de canto que o simulador só mostraria se você desse a entrada correta. Quando você realmente não entende um circuito, as saídas sofisticadas apenas fornecem uma falsa sensação de segurança.

Os simuladores têm o seu lugar, mas na verdade é bastante raro que eles forneçam análises de circuito úteis que um cérebro e uma calculadora não conseguem criar mais rapidamente.

— Olin Lathrop
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Excelente resposta, +1. (Qualquer coisa Não que eu teria esperado menos :-))

— stevenvh

Isso não responde à pergunta, -1. Deve ser um comentário - perfeitamente válido

— Toby Jaffey

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@Joby: Às vezes, uma boa resposta aborda a questão real, e não o que o OP literalmente perguntou.

— Olin Lathrop

+1, pois essa resposta deve estar no topo. O "contra-exemplo", designado como B na resposta por @mark, é mais um modelo "depois do fato", e não o modelo que se propõe desde o início. A chave é ter tolerâncias de design suficientes para que essas coisas importem menos, e é aí que entra a teoria e a experiência básicas da ckt!

— Vaibhav Garg

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Eu usei o SPICE em todas as variantes em alguns locais de trabalho.

Outro formato de simulador é o SABRE. isso é usado pela Boeing, Airbus e várias outras indústrias críticas de segurança. Um subcontratado com quem trabalhei estava projetando conversores DC / DC e exigia certificações DO-254 (aviação) e seus clientes (e organismo de certificação) exigiam modelos SABRE do circuito. Para esse fim, contratamos um especialista da SABRE para realizar o trabalho de simulação e usamos uma variante SPICE para o nosso projeto interno !!

Eu acho que existe um terceiro formato principal para simulação de circuitos.

— smashtastic
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Eu uso o LTSprice da Linear Tech. Gratuito e fácil de adicionar bibliotecas de outros fornecedores e beleza real em comparação com outros pacotes gratuitos, como o TINA da TI.

— Frank
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A questão não é perguntar o que você usa pessoalmente.

— endolith

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@ endolith bem .. obrigado por apontar isso em grande estilo.

— Frank