仿真技术在电子产品优化设计中的应用

刘力

（四川职业技术学院，四川遂宁629000）

仿真技术在电子产品优化设计中的应用

刘力

（四川职业技术学院，四川遂宁629000）

以仿真技术为基础，对电子产品的优化设计进行了研究，进一步说明电子产品仿真技术的内涵，进而研究了仿真技术在电子产品中的应用，最后分析说明了仿真技术在电子产品实际应用中的关键作用。

仿真技术；电子产品；设计优化

引言

随着我国社会经济步伐的飞跃发展，科学技术也在逐渐进步，我国的仿真技术也已经应用于相应的电子产品，而且应用范围相对较大，仿真技术的应用促进我国电子技术水平上升了很大一个阶梯。

1 电子产品的仿真技术

仿真技术是指以计算机为辅助工具，采用模型理论和一些相关的信息基础来实现模拟仿真的一种现代化专业技术。随着仿真技术的逐渐进步，现在已经广泛应用在各行各业的科学研究当中，并且这开始成为一个国家计算机领域技术水平的重要评价指标，在很大程度上逐渐成为与国家安全密切相关的核心技术。人们采用仿真技术可以更加客观地辨析事物，它不再被理论研究和尝试性实验限制，电子产品仿真技术经常用到的有Multisim、Protel和Proteu三种，特别是Proteu的使用，与电子产品的研发密不可分。Proteus主要使用在电子产品的开发，因其专业的电子产品仿真性能，在电子产品开发市场被广泛应用。采用Proteu不仅可以进行传统的电路设计，Proteu还可以对虚拟示波器和虚拟信号源等进行仿真。Proteu在电子产品开发中一般都是以电子线路的设计为基础，而且还能快速地设计各种电子元器件，有效地为电子产品的开发提供了丰富的思路[1]。

2 低通滤波电路设计

低通滤波电路原理采用Altium Designer软件，进行仿真步骤如下：1)加载应用到的仿真库文件；2)在原理图中放入激励源，在节点处标记网络标号；3)对原理图完成编译(Compile)，保证原理图完全正确；4)录入电路初始条件，完成分析电路，调节仿真器参数；5)对仿真结果完成调试，使设计最优化。

2.1 放置元器件

以放置运算放大器AD645AH为例，对话框完成查找条件，点击“Search”按钮，再找到器件的Libraries面板，单击“Placce AD645AH”，放置器件。然后打开“Component Properties”设置对话框，在“Designer”处将器件序号设为U1，选择“Models for U-AD645AH”栏的“Simulation”，再点击“Edit”按钮。原理图测试电路如图1所示。

2.2 添加激励源

在Libraries库面板中，点击“Libraries”按钮，弹出Available Libraries对话框，之后安装Simulation Sources.IntLib库文件。在“Designator”处把器件序号更改为12Vpos，将“Value”设为＋12 V，选取“Simulation”，点击“Edit”按钮，弹出直流电压源仿真模型对话框，最后在电路图中准备直流电压仿真电源VSRC；使用一样方法放置-12 V的直流电压仿真电源VSRC[2]。

放置周期性脉冲仿真电压源VPULSE，设置对话框，选择“Simulation”，单击“Edit”按钮，弹出SimModel仿真编写对话框，选择“Parameters”标签，再一次设置周期性脉冲仿真电压源VPULSE的值后，选择“OK”按钮，放置脉冲仿真电压源。在此设置一个频率为1 kHz、幅度为1 V的方波信号，从而对滤波器功能进行显示。

2.3 检查原理图

操作“Wire”命令，连接电路。操作“Net Label”命令，放置网络标号“IN”和“OUT”，用来观察这两点的波形。对原理图进行编译，如果发现错误，立即修正错误，直到原理图正确为止。

3 Proteu在实际应用中的作用

Proteu软件的应用功能十分强大，在电子产品研发中的使用相当广泛，以下以纯水机的设计开发过程为实例，对Proteu的应用问题进行分析讨论，以期对电子产品开发人员提供一些参考。

3.1 Proteu软件操作简便

Proteu软件操作起来非常方便，使用Proteu软件可以在计算机一个窗口中完成电子线路设计以及仿真工作。采用Proteu中的编辑区就可以对电子产品的线路进行设计，而且还可以使用预览模式对产品的电路进行预览和仿真。在整个开发和设计过程中，只需要一个鼠标就可以完成，很大程度上简化了电子产品的开发过程。

3.2 Proteu的仿真以及调试

在对调试的内容加载后，一般先要在Proteu中调出“Editcomponent”对话框，在对话框内输入将要进行调试工作的目标文件，同时在Proteu中调节好晶振频率，接下来点击仿真按钮就开始仿真了。采用Proteu软件内的仿真功能不仅仅可以进行交互式的实验，还可以用来实现实时仿真的功能。并且在仿真过程中还可以对可能出现的情况进行改动设置。

3.3 利用Proteu完成电路板的设计

在Proteu软件中有着强大的布线的功能，使用ARES可以完成对电路板的布线摆放和软件变更等多样功能。Proteu软件电路板设计功能也非常人性化，不仅仅可以简单地完成撤销和自动布置的功能，还可以依据设计者的思路，由设计者手动操作来实现电路板中线路的布射。在这之后采用3D视图的效果对电路板实施全方位的检查，优化整个电路板开发过程。

3.4 物理样品的制作

在完成以上的设计和仿真过程后，接下来就要完成PCB的制板。物理样品的形成是电子产品开发的步骤尾声，在安装和调试完成之后就可以使用在电子产品当中。经过物理样本制作后的外观与Proteus的3D模拟效果进行比较观察，结果发现Proteus的3D视图和样品完全一致。

4 结语

仿真技术在设计和开发过程中十分便捷，而且能迅速地实现电子产品的调试和设计，在目前科学技术逐渐提高的过程中，达到了快速、高效的电子产品的设计与研发工作，使得电子产品的开发不断精细化。仿真技术的进步对电子产品的开发有着促进作用，在将来的社会发展中会有更多更好的电子产品被开发出来，进一步为我国智能化的发展作出贡献。

[1]周灵彬,张靖武.PROTEUS的单片机教学与应用仿真[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(1):20-21.

[2]王子才.仿真科学的发展及形成[J].系统仿真学报,2005(6):106-108.

（编辑：贾娟）

Optim ization Design on the Application of Simulation Technology in Electronic Products

Liu Li
(Institute of Technology of Profession of Sichuan,Suining Sichuan 629000)

Based on the simulation technology as the foundation,to study on optimization design of electronic products,further illustrates the connotation of the simulation technology of electronic products,and then studies the application of simulation technology in electronic products,in the final analysis illustrates the simulation technology in electronic products are the key role of practical application.

simulation technology;electronic products;design optimization

TN02

A

2095-0748(2016)20-0094-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.41

2016-10-08

刘力（1982—），女，四川遂宁人，讲师，本科，毕业于西华大学，研究方向：电子信息工程技术、应用电子技术、电气自动化。