Micro-Cap软件是由美国Spectrum Software公司于1982年9月推出的。它的一个重要特征就是能够在运行过程中动态绘制曲线。因为用它能够看到仿真过程中动态特性,用户可在仿真结束前终止过长的仿真运行,并保存有价值的时间段。1984年11月,Spectrum Software公司又推出了Micro-CapⅡ,它对早期版本的原理图编辑器进行了改进,并增加了模型。之后Micro-Cap不断升级,2005年推出了Micro-Cap 8.0,目前已有了Micro-Cap 9.0。Micro-CapⅣ以前的版本都是以分析模拟电路为主,Micro-CapⅤ则是包括了模拟和数字仿真的软件产品,并在保持以图形输入为主要特色的基础上,顺应软件界面的潮流,把由文本为主要显示方式的DOS支持环境,变换成由窗口图形为主要显示方式的Windows支持环境,使Micro-Cap操作的直观性、便捷性、趣味性尽显。
Micro-Cap软件一直以坚持提供更易于使用、绘图和仿真的环境为根本,不断丰富程序的细部功能。为了便于读者对这款软件的了解,下面以Micro-Cap8.0(以下简称MC8)版本为例,介绍Micro-Cap软件的主要特色。
MC8是一款绘图编辑器的模拟/数字电路模拟器,主要功能有:能为用户提供交互式电路绘制和电路仿真环境,具有强大的原理图编辑器;有超过16000个模拟和数字器件组成的元器件库;有快速的与PSPice兼容的内置数字仿真器,可使用由用户自己定义的模式,或从扩展的数字库中取得模型,进行数字型或混合型仿真分析;有步进分析、参量步进功能,使用户可以逐步改变参量,以观察因参量变化给电路功能所带来的影响;有完整的有源和无源滤波器设计功能;可精确地由数据表单创建优化模型;有3D绘图功能;有印制电路板(PCB)网单界面;有动画分析显示功能;能现实便捷的波形图表示功能,在完成电路图后,用鼠标作探针,可显示电路图上某一节点的波形或曲线,或显示电路各节点的直流电压值等。
MC8让用户以自己最熟悉和常用的方式描述电路,用户可用电路图编辑和文本编辑两种方法建立起Spice的电路文本文件,无论采用哪种方式,MC 8都能快速地分析电路,并在运行中绘制出动态图。用户在设计电路或系统时采用仿真软件,其中一个很主要的目的是要获得对电路或系统的各种分析。MC8的分析功能很强,主要有瞬态分析、交流分析、直流分析、蒙特卡罗分析等。
瞬态分析需要循环求解非线性时域方程,这个方程式是基于电路中每个元器件的时域模型建立的。瞬态分析可预测被仿真电路的时域状态,可获得各种时域特性,它包括电路或系统的工作状态、电压、电流、电荷、电容、电感、磁感应强度、磁场强度随时间变化的特性曲线。(www.daowen.com)
在开关变换器的仿真中,采用交流分析主要是用于研究小信号分析,可获得各种传递函数的频域特性,包括电压、电流等的幅相频率特性(博德(Bode)图)、奈奎斯特(Nyquist)图、尼柯尔斯(Nicholes)图、阻抗特性、噪声曲线等。
直流分析,可求电路的静态工作点,解得稳态直流节点电压和平衡电流等,在直流分析的程序中,电容被视为开路,电感被视为短路,而电源被设置为零状态响应。
蒙特卡罗分析是用统计方法评估电路的结构。由于实际电路是由不同的多个元器件组成的,当需要成批生产某种电路时,每个元器件本身存在的偏差将会使构成的电路产生总体性能上的误差,而当这种误差超过了一定范围时,就不能达到原来设计的要求。蒙特卡罗分析可为用户提供由元器件参数变化而使电路性能发生相应变化的情况。为此,运用蒙特卡罗分析时,可选定一批电路所用到的元器件,确定它们参数的相对允许偏差(容差)和绝对允许偏差,并选择电路在最坏情况和正常情况下,对电路进行随机仿真,MC8仿真软件会在所规定的允许偏差范围内随机取值进行瞬态分析或交流分析,得出统计分析结果,用数值表或曲线图给出分析结果,其分析效果非常直观,能帮助用户正确地评估电路的性能。
除了上述常用分析功能外,MC8还有步进、最优化、动态交流分析、动态直流分析、传递函数分析、傅里叶分析、灵敏度分析、失真分析等功能,是一款功能强大的仿真软件。
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