仿真还是不仿真，这是个问题

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仿真还是不仿真，这是个问题 [复制链接]

        作者：Art Kay

    对于使用，或者过度使用SPICE仿真的争论由来已久。很多工程师在很大程度上依赖仿真，而手算量相对很少。其他工程师对于仿真嗤之以鼻，只通过手算和测量来解决问题。我个人认为均衡的方法才是最好的办法。我喜欢用计算、仿真和测量来试着确认电路的有效性。如果你在所有三个方法中的结果都是一致的，那么你就会对你的解决方案更加有信心。

        对于新入行的工程师，他们常常想知道为什么不能只依赖仿真。事实上，在仿真时应该考虑几个常见缺陷。第一个缺陷就是SPICE不论电路是否连接正确都将给出一个答案。例如，某些仿真器也许不会发现你将放大器的电源接反了。在电源反向时运行噪声分析将会由于放大器未被偏置而给出错误结果。然而，结果看上去是可信的，从而使工程师得出错误结论。

        总的来说，如果你运行几个不同的仿真来确认电路运行的话就可以轻松避免这个缺陷。例如，在你运行噪声分析前进行ac扫描并计算dc工作点来确认电路运转正常。更重要的是，你也许应该进行手工计算来确认仿真结果“大致正确”或者接近预期值。

        另外一个常见的仿真缺陷是你所分析的关键参数不一定在仿真模型的覆盖范围之内。例如，如果你正在进行噪声分析，此模型需要将噪声运行方式包括在内。有两个方法可以克服这个缺陷。首先，打开模型的网表 (netlist)。很多模型的网表显示所包含的全部参数列表（请见图1）。另外一个方法是开发一个非常简单的测试电路来查看此模块是否覆盖了有疑问的参数。例如，在缓冲器配置中配置放大器来测试频谱密度。

图1：查看建模内容

       仿真的另外一个常见问题是数值聚合。仿真器有时会由于内部矩阵数学运算超过软件的处理能力而拒绝为你提供答案。由于你可以利用很多技巧来帮助软件聚合，这个话题还是很复杂的。需要注意的是，你可以找到很多涉及SPICE聚合问题的网络资源。此外，解决方案也许取决于你正在使用的SPICE仿真器类型。

       考虑到所有这些不同的仿真缺陷，也许有人会问为什么我们要进行仿真呢。事实上，SPICE仿真使你能够解决很多手工分析难以搞定的问题。例如，运算放大器稳定性分析在很大程度上取决于开环输出阻抗。实际器件有很复杂的开环输出阻抗（请见图2），而这些阻抗会使手工计算异常复杂。在实际操作中，很多工程师通过使输出阻抗接近一个常量来进行手工分析，然后使用SPICE来获得更加准确的结果。此外，SPICE模型包含大范围参数，也许在手工分析中你并未将这些参数考虑在内。SPICE还提供诸如Monte Carlo 分析和参数步进等很多有用工具，这些工具可以帮助你确定设计的耐用性。最后，在SPICE可以实验简单而快捷。你可以使用SPICE来迅速运行广泛测试，然后使用手工计算来确认某些关键测试。

图2：在SPICE模型中得出的复杂输出阻抗

原文链接：http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisionhub/archive/2014/09/30/to-simulate-or-not-to-simulate-that-is-the-question

maychang

仿真依赖于数学模型，模型错则结果必错。
所以不能只依赖仿真。除仿真之外，还需要进行分析。

huayuliang

好文章，感谢转载。

要是有制作模型的文章就好了。。嗯，那种用数据表格来制作的。。

chunyang

你能保证数学模型的正确尽管仿真，否则就仿到沟里去了。问题是，对常规电路而言，有把数学模型搞清楚的能力根本无需借助什么仿真。
仿真只有两种情况有意义：
1、非常复杂的系统；
2、教学与学习。
真明白了仿真的意义就该知道，对于绝大多数应用电子工程师而言，仿真没有多少实际意义，做产品设计更不能依赖仿真。

chunyang

huayuliang 发表于 2015-2-16 16:48
好文章，感谢转载。

要是有制作模型的文章就好了。。嗯，那种用数据表格来制作的。。

制作模型很简单，问题是你如何得知正确的数据？

fghdzb

仿真我一般用于验证。设计好了，最后仿真以下，看看有没有问题。

huayuliang

chunyang 发表于 2015-2-16 17:07
制作模型很简单，问题是你如何得知正确的数据？

就是因为“正确的数据”很难获得，所以说，制作模型并不简单。。。
不然也不会有公司专门制作模型出售。

huayuliang

chunyang 发表于 2015-2-16 17:06
你能保证数学模型的正确尽管仿真，否则就仿到沟里去了。问题是，对常规电路而言，有把数学模型搞清楚的能力根本无需借助什么仿真。
仿真只有两种情况有意义：
1、非常复杂的系统；
2、教学与学习。
真明白了仿真的意义就该知道，对于绝大多数应用电子工程师而言，仿真没有多少实际意义，做产品设计更不能依赖仿真。

其实对于俺来说，没那能力去搞清数学模型。

俺更多的时候是把仿真软件当作计算、呈现的工具。即便是常规的电路，简单的电路就不需要了，但复杂点的，如果不使用仿真软件，全靠理论解方程去计算，很费时间，甚至说很多电路按俺的水平也计算不出来。假如说俺想看某部分电路的频响曲线·····

最近又喜欢上了用蒙特卡罗分析···

搭电路去实做，俺也想，只是问题很多，比如说要等元件、PCB。如果电路比较特别，你又没有实际使用过，嗯～～～学习。又比如说你不一定有齐全的仪器去测量分析。当然了，简单的电路是不需要仿真的，作为一个电工，自然有这能力去设计，自然也不需要去仿真。。

多数电工，多数时候都工作在某一具体的应用，更多的是依赖于经验，而非计算，尤其是老电工。某种程度上讲，他们感受不到仿真软件带来的便利。

对俺来说，仿真只是个辅助工具，不能要求得太多。

exiao

要正确理解仿真的优势和劣势

chunyang

huayuliang 发表于 2015-2-21 14:17
其实对于俺来说，没那能力去搞清数学模型。

俺更多的时候是把仿真软件当作计算、呈现的工具。即便是常规的电路，简单的电路就不需要了，但复杂点的，如果不使用仿真软件，全靠理论解方程去计算，很费时间，甚至说很多电路按俺的水平也计算不出来。假如说俺想看某部分电路的频响曲线·····

最近又喜欢上了用蒙特卡罗分析···

搭电路去实做，俺也想，只是问题很多，比如说要等元件、PCB。如果电路比较特别，你又没有实际使用过，嗯～～～学习。又比如说你不一定有齐全的仪器去测量分析。当然了，简单的电路是不需要仿真的，作为一个电工，自然有这能力去设计，自然也不需要去仿真。。

多数电工，多数时候都工作在某一具体的应用，更多的是依赖于经验，而非计算，尤其是老电工。某种程度上讲，他们感受不到仿真软件带来的便利。

对俺来说，仿真只是个辅助工具，不能要求得太多。

动手一次的收获会比一百次常规的仿真更大，仿真替代不了动手实践，尤其是电子技术这样的实践性很强的学科。从来没见过不动手就靠仿真成就的高手，一个都没有。

qwqwqw2088

其实，如果设计人员是工程师,仿真软件就是一个很好的助理工程师，，，，

ljj3166

个人对仿真不太感冒
动手搭一个比较靠谱

huayuliang

chunyang 发表于 2015-2-21 18:37
动手一次的收获会比一百次常规的仿真更大，仿真替代不了动手实践，尤其是电子技术这样的实践性很强的学科。从来没见过不动手就靠仿真成就的高手，一个都没有。

汗····最终肯定是要动手的。。。这个任谁也逃不掉。。。