为什么要对电路进行仿真？

为什么要对电路进行仿真？

设计流程中的仿真与原型开发
为了确保电路设计的成功，消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷，就必须在设计流程的每个阶段进行周密的计划与评价。尽管没有能够替代提供测量并评估最终行为的实际原型的方法，电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法，能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前，找出问题所在。因此最佳的设计流程需要将仿真与原型开发混合进行。

原型开发阶段帮助工程师在产品进入市场之前，发现其存在的问题。在设计流程中加入仿真步骤，就能够预测并且更好地理解电路行为、对假设的情形进行实验、优化关键电路、对难以测量的属性进行特性研究，从而可以减少设计错误，加快设计进展。

预测电路行为
仿真的主要目的是预测并理解电子线路的行为。符合行业标准的SPICE仿真，或者其他类型的电路仿真，例如微控制器和VHDL的协仿真，能够完成这一主要目标。仿真永远也不会替代原型开发，这是因为现实世界中的某些效应，包括串扰、电子噪声、散射线路噪声等，要在仿真中对它们进行建模十分困难、费时，或是代价过于昂贵。但是，仿真确实提供了理解给定电路行为和特性的基本方法。利用这种思路，工程师能够在进入更为复杂的原型开发阶段之前，找出并修正存在于设计中的基本错误。

对假设情形进行实验
现代的电路仿真器不仅仅擅长于预测基本的电路行为，同时还允许对元件与电路拓扑结构进行快速修改、定制以及交换——只需要点击几次鼠标，就可以将给定的运算放大器或集成电路进行更换。设计者能够在仿真环境中，对一系列电路进行实验，使得他们可以大大减少花费在修改电路原型或搭建电路原型的时间。设计者对这些虚拟的假设情形进行研究，就能够使用更少的元件、使用具有更大公差的元件（元件将更加便宜）或是使用价格更为低廉的集成电路完成设计，这样就能够降低整体成本。

优化关键子电路
现在的设计远远比过去更为复杂。由于FPGA与FPAA等可编程设备的兴起，对复杂设计进行完整的系统级仿真已经变得不现实而且过于昂贵，在某些情况下甚至是不可能的。但是，有必要对设计的关键部分以及子系统进行评价，在建立原型系统之前了解其精度、功能和效率。仿真器能够帮助设计者优化设计中的子系统、关键子电路以及组件。

简化困难的测量
此外，仿真提供了更多优点，它能够使设计者深入了解难以测量或无法测量的电路特性。举例而言，蒙特卡罗分析通过用随机改变的元件参数运行数十次、数百次迭代分析，使设计者能够深入了解元件公差对电路或设计整体工作方式的影响。在生产级别或原型开发级别进行蒙特卡罗分析在经济上是不可行的，因此仿真方法提供了对电路特性进行深入了解的低成本的有效途径。

总结
原型开发帮助您在实际情况下对设计进行检查和验证，而仿真则在原型开发中投入金钱和时间之前，帮助您找出设计中的问题。将这两个阶段结合在一起，使得几乎所有电路设计都能够取得最终成功。