作者：德州儀器電流電磁感測應用經理Ian Williams和應用工程師Bob Hanrahan
我們一般期望硬體工程師能在緊迫的專案時間內交付成果。也就是說，電路和系統設計人員必須使用一切工具來打造精確的、可靠的設計方案，使成果在第一次運作時就能有著良好成效。除此之外，考慮到現今快速發展的在家辦公模式，再再使得可以在家或遠端操控的電路模擬和驗證工具比以往任何時候都更具價值。
在 TI，我們已經看到工程師正在減少設計的原型設計和評估階段。某些情況下，他們會直接使用最終的印刷電路板（PCB），但每個人都希望降低電路錯誤的風險。為此，德州儀器針對高性能、全功能類比模擬平台的增長需求，攜手益華電腦共同推出 PSpice for TI，為業內標準 OrCAD PSpice 環境的全功能版本，可模擬整個子系統以簡化進行元件評估和驗證的過程。
準備開始模擬了嗎？
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為什麼要使用SPICE模擬？
數十年來，以積體電路為重點的模擬程式（SPICE）不斷幫助工程師解決硬體設計問題。電路模擬主要有三種使用範例：
- 元件評估：有時甚至在實際元件或應用電路實際可用之前，就可測量特定產品在特定應用中的性能。
- 驗證設計：在構建物理原型之前，構建和模擬複雜的電路板級和系統級設計能讓工程師對其電路充滿信心，並縮短設計時間。設計驗證包括在最壞情況下模擬電路運行的能力，以及產品在溫度、極端電壓和元件公差等參數發生變化時能夠確保正常運行。
- 設計調整：如果專案沒有按計劃時間進行，工程師通常會透過模擬來解決系統中的問題或漏洞，無需重新加工和測試實際 PCB，SPICE 模擬也可找到並初步測試電路修復情況。
使用 PSpice for TI 將電路模擬的功能用於任何或所有這些任務，可幫助您縮短開發時間並更快地將產品推向市場。基於電腦的模擬同時具備固有優勢，例如如今在家辦公更為普遍，使用模擬器意味著您可在任何地方讓您的案子取得重大進展；您也無需等待零件、PCB 或實驗室設備，只需建立您的模擬測試台即可。
您可以與其他團隊成員輕鬆地透過電子方式共享電路模擬，來進行較大的系統級模擬或同行設計審查；您還可以運行更加複雜的測試，例如參數化或溫度掃描、敏感度分析或元件公差容忍度分析等，而這些測試在現實生活中進行是既昂貴又費時的。
下面展示 PSpice for TI 的一個範例。下圖中的模擬繪製了單極電阻電容濾波器網路的 AC 傳遞函數，同時逐步增大了電容值。
圖1：PSpice for TI原理圖和模擬設定檔範例
下圖所示為結果圖，以及在 f = 1 MHz 時每個圖的 -3-dB 頻寬和的增益的自動測量。強大的分析功能夠大幅加快設計優化。
圖2：PSpice for TI模擬和測量結果
一個重要的注意事項是正確的模擬結果是建立於擁有準確且能夠快速匯集的元件模型的情況之下（這種情況意味著能夠達成結果）。值得慶幸的是，TI 擁有半導體行業中一些最精確、最易於收斂的模型，且正在不斷努力地開發新模型同時提高其整體建模能力。
為什麼要使用PSpice for TI？
PSpice for TI 提供原理圖捕獲和類比電路模擬。PSpice for TI 並非是受限試用版，它為最新商業版本，具備許多高級功能，包括自動測量、後處理、蒙特卡洛（Monte Carlo）和最壞情況分析；可在離線狀態下工作，與商業版本中開發專案兼容，並且在使用 TI 設備時可提供無限數量的節點和測量。
提及 TI 設備以及標準的組件模型套件，將近 6,000 種 TI 類比電源和訊號鏈模型完全被整合到 PSpice for TI 中，無需手動導入您只需點擊即可將 TI 元件添加到專案中，並且該資料庫將自動更新與 TI.com 上的最新資訊保持一致。
大多數德州儀器元件模型都帶有經全面測試和可操作的設計範例。絕大部分情況下還提供了完整的參考設計，可從中進行剪貼，能夠快速開始設計並檢視元件運行和性能。在該工具中按一��數下即可放置一個元件並打開相關的參考設計。下圖顯示一種此類設計範例，可進行修改和模擬。該圖還顯示此應用程式的深色模式和可自訂的配色方案，有助於減少能源消耗並減輕視覺疲勞。
圖3：德州儀器元件參考設計範例
為做出更快的設計決策，您可以透過該工具和德州儀器IC/產品規格書（Data Sheet）、產品資訊、參考設計測試電路，以及TI E2E™ Blog提供的相關查詢，其中還提供了一個教程影片庫。
為將 SPICE 模擬添加到您的工程工作流中，我們誠摯邀您下載 PSpice® for TI，同已在使用此強大工具的工程師群體一起，開始縮短您的設計階段。
其他資源
- 利用德州儀器最佳技術參考設計來解決您的系統級挑戰。
- 使用Power Stage Designer™軟體工具，透過對電壓和電流的深入計算來啟動新型電源設計。
- 探索TI高精度實驗室影片培訓課程，涵蓋基礎知識到高級概念等內容，來進行類比訊號鏈設計。
- 下載WEBENCH®電源設計器，這是一種流行的免費在線電源設計工具，它採用基本的輸入和輸出規格，並迅速提供完整的原理圖和物料清單（BOM）。
- 探索TINA-TI™軟體平台，這是一個更加靈活的基於SPICE的模擬平台，該平台支援各種組件，但仍保持足以用於許多模擬設計的基本使用者界面。
