SPICE电路分析仿真软件的使用


  普遍使用的用于模拟仿真的SPE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模的计算机辅助设计。

  SPICE的正式实用版SPICE2G在1975年正式推出,但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年,加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写.1988年SPICE被定为美国国家工业标准。  

  目前有不同公司的SPICE版本可以供我们选择。这些公司,以SPICE程序为核心并在其基础上做了大量的实用化工作,推出了各种商用版本的SPICE软件,用于模拟电路的仿真分析,像美国Microsim公司于1984年推出了基于SPICE的微机版PSPICE(Personal-SPICE)、Metat的HSPICE等等,从而使得SPICE系列软件成为最为流行的电子电路仿真软件。

  PSPICE是由美国Microsim公司在SPICE2G版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本,其中采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用,并且从6.0版本开始引入图形界面。国内普遍使用的PSPICE6.2.可以进行功能强大的模拟和数字电路混合仿真。在1998年着名的商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并,自此Microsim公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。目前,ORCAD公司已正式推出了ORCADPSPICERelease9.0,与传统的SPICE软件相比,PSPICE9.0在三大方面实现了重大变革:首先,在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上,实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析;第二,不但能够对模拟电路进行,而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真;第三,集成度大大提高,电路图绘制完成后可直接进行电路仿真,并且可以随时分析观察仿真结果。这正如Protel99(se)软件的集成环境。最新推出的为PSPICE9.1版本。

  虽然PSPICE应用越来越广泛,但是也存在着明显的缺点。由于SPICE软件原先主要是针对信息电子电路设计而开发的,因此器件的模型都是针对小功率电子器件的,对于电力电子电路中所用的大功率器件存在的高、大注入现象不尽适用,有时甚至可能导致错误的结果。PSPICE采用变步长算法,对于以性的开关状态变化的电力电子电路而言,将造成大量的时间耗费在寻求合适的步长上面,从而导致计算时间的延长,有时甚至不收敛。另外,在磁性元件的模型方面PSPICE也有待加强。

  在众多的SPICE软件版本中,最好最准的当数Avanti公司的HSPICE.作为IC设计,它的模型最多,仿真的精度也最高。而PSPICE的特点是收敛性较好。