用于 PCB 设计的最佳电容器电路模拟器

2021-07-06

用于 PCB 设计的最佳电容器电路模拟器

电容器是集成电路和 PCB 设计中的基本元件，很难想到不包含至少一个电容器的电路。通常需要对电容器的行为以及与电路中其他组件的交互进行仿真，以确保设计按预期运行。电容器可以根据它们在电路中的使用情况提供滤波、阻塞和电源稳定性行为，电容器电路模拟器可以帮助您验证设计的安全性和有效性。

最好的 PCB 设计软件将包含一个 SPICE 包，可让您对电容器 RC 电路以及其他常见电路进行瞬态分析。Altium Designer 在单个应用程序中提供这些电路仿真工具以及更多功能，从而轻松创建和执行电容器电路仿真。验证电路设计后，您将拥有使用业界最佳 ECAD 工具创建高质量 PCB 布局所需的一切。

一个统一的 PCB 设计应用程序，具有强大的 SPICE 仿真引擎和一整套适合专业设计师的 CAD 工具。

可以使用三种基本线性电路元件来描述 PCB 设计中的广泛行为：电阻器、电容器和电感器。这些电路元件可以以创造性的方式组合在一起，以在电子设备中产生各种有用的功能，但需要仿真工具来确保设计按设计者的意图运行。电容器电路，尤其是 RC 电路，用途广泛，是描述电子设计中一系列行为的基础。

创建电容器电路设计后，您将需要一个电容器电路模拟器来验证设计并确保其按预期运行。这些仿真程序基于 SPICE 引擎，允许设计人员在创建物理 PCB 布局之前运行电路仿真。只要您使用正确的电子设计软件，就可以在电容器电路仿真中快速计算一些重要的指标。

电容器电路仿真方法

基于 SPICE 的电路仿真程序通过使用迭代算法求解微分方程来运行。这些可以在频域或时域中执行，最好的电路设计工具将让您执行额外的分析，以帮助您了解您的电路。在电容器仿真中，应该计算一些特定的点：

瞬态分析以确定 RC 时间常数

传递函数分析以了解过滤行为

阻抗计算以确保高速/高频电路中的匹配

像 Altium Designer 这样的 PCB 设计应用程序将在原理图编辑器中包含一套完整的电路设计工具，允许设计人员执行任何类型的电路仿真，包括电容器仿真。使用电压或电流源围绕电容器电路构建更大的系统很容易，并且您可以使用 Altium Designer 的直观界面计算重要的电气值，如电流和阻抗。

电容器电路仿真的目的

电容器电路仿真旨在检查电容器电路的瞬态响应和频域响应。虽然时间常数和传递函数通常是最重要的计算点，但还有其他重要的量可以确定。两个重要的值是来自 AC 分析的时域电流，以及频域中的阻抗。在多电容器电路仿真中迭代这些不同的电路参数可以帮助您优化电路以获得所需的响应。

了解电容器电路的传递函数将帮助您检查更复杂电路中的滤波行为。

确定噪声容限是电容器仿真中的一个重要环节，因为许多模拟系统都需要低噪声水平。

地弹是 PCB 布局和电子电路中的一种效应，需要在电容器电路仿真中进行检查。

Altium Designer 的集成电路仿真工具可以帮助您优化电路以在传递函数中具有特定的通带。

更复杂的电容器电路仿真

真正的电容器很简单，它们的操作就像我们在电子课上学到的一样。实际情况是电容器电路具有寄生效应，特别是元件引线上的串联电感和串联电阻。这意味着，为了模拟真实的电容器，需要有一个电感器和电阻器与您的电容器串联，以创建准确的电容器模拟。

电容器电路仿真的示例示意图。

电容器电路，例如 RC 电路，可以以其他方式与电阻器和电感器组合，以创建复杂的滤波器、放大器和阻抗匹配网络。这些电路需要使用与基本电容器电路相同的工具进行检查，以确保设计将提供所需的瞬态响应。这对于模拟元件的 AC 分析非常重要，例如 RF 滤波器和天线，甚至高频电路的传输线。

电容器电路仿真过程

要运行电容器电路仿真，只需使用仿真库中的电压或电流源设置电路，然后选择要执行的分析类型。两种最常见的分析是瞬态分析和频率扫描以计算传递函数，但其他重要的分析如零极点分析和噪声分析可以在 Altium Designer 中执行。下次您需要设计电路并执行电路仿真时，请使用 Altium Designer 的集成设计工具。

最好的 PCB 设计软件可让您使用原理图中的通用组件执行电容器仿真。

有许多不同类型的电容器可用于您的 PCB 布局。

在 Altium Designer 的原理图编辑器和集成的 SPICE 包中，可以轻松仿真滤波器和放大器等电路。

Altium Designer 的集成电路仿真工具可以快速计算复杂滤波器、放大器或其他线性电路的传递函数。

使用 Altium Designer 即时捕获 PCB 布局中的电容器电路

完成电路原理图后，就该为系统创建 PCB 布局了。Altium Designer 的集成 PCB 设计环境不会将原理图捕获和 PCB 布局工具分离到不同的应用程序中。相反，当您使用 Altium Designer 的集成 PCB 设计工具集时，您可以保持高效并快速捕获空白电路板中的电路。

Altium Designer 以提供业界最强大的 PCB 布局和布线功能以及世界一流的原理图编辑器和 SPICE 模拟器而闻名。使用超精确的 CAD 工具布局您的组件从未如此简单，您可以使用最佳布线工具在 PCB 布局中快速放置走线。

使用 Altium Designer 制造真正的产品

完成 PCB 布局后，就可以准备板子进行制造了。除了业界最好的设计工具，Altium Designer 还可以立即为制造商生成标准文件格式的可交付成果。没有其他 PCB 设计软件应用程序可以如此轻松地创建高质量的 PCB 布局并大规模生产。

设计、布局、布线、仿真和制造所需的一切都包含在 Altium Designer 的统一设计环境中。

对于复杂的 PCB 组件，Altium Designer 包括原生 MCAD 工具，可帮助您以 3D 方式布局电路板。

当您创建电路并执行电路仿真任务时，Altium 365 可让您通过 Altium Designer 或在网络上与团队成员即时共享您的电路和 PCB 布局。

Altium Designer 提供了一套全面的 PCB 设计和电路仿真工具。

其他 PCB 设计应用使 SPICE 仿真变得困难，或者它们不包括电容器电路仿真所需的基本工具。相反，使用唯一具有业界最佳 PCB 布局和布线实用程序、集成仿真功能和全面的规则驱动评估引擎的应用程序。Altium Designer 在单个程序中为您提供这些重要的电路设计工具以及业界最强大的 PCB 布局工具。