Analyse Ihres Entwurfs mithilfe der Schaltungssimulation

Auf einen Blick

Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie Sie die Schaltungssimulation in Altium Designer nutzen können, um Ideen frühzeitig zu überprüfen, die Leistungsfähigkeit schnell zu optimieren und das Schaltungsverhalten vor dem Übergang zur Fertigung zu untersuchen. Er erläutert, was Mixed Simulation ist, wie Altium Designer SPICE-basierte Analog-, Digital- und Mixed-Signal-Analysen unterstützt und wie der Simulationsablauf aufgebaut ist – von der Vorbereitung eines Projekts über die Durchführung von Analysen bis hin zur Auswertung der Ergebnisse. Außerdem verweist er auf integrierte Beispiele und führt Sie durch die Einrichtung einer praxisnahen Filterschaltung. So sehen Sie, wie sich die Simulation in einen realen Entwicklungsablauf einfügt. Wenn Sie Ihren Entwurf direkt in Altium Designer strukturierter und mit mehr Sicherheit bewerten möchten, bietet dieser Artikel einen guten Einstieg. Lesen Sie weiter.

- Erfahren Sie, warum Simulationen hilfreich sind, um das Schaltungsverhalten zu überprüfen, Entwürfe anzupassen und Messungen durchzuführen, die am Laborarbeitsplatz schwierig oder nicht praktikabel wären.
- Entdecken Sie, wie Altium Designer die SPICE-basierte Mixed-Signal-Simulation unterstützt – einschließlich analoger, digitaler und gemischter Analog-Digital-Schaltungen.
- Verschaffen Sie sich einen Überblick über den Simulationsablauf in Altium Designer und erfahren Sie anhand eines angeleiteten Beispiels, wie Sie einen Schaltplan vorbereiten und erste Analysen durchführen.
Mit KI tiefer einsteigen:

Mit der Schaltungssimulation können Sie Ihre Ideen untersuchen, bevor Sie mit der Fertigung beginnen. Konzepte lassen sich überprüfen und Schaltungen schnell und präzise abstimmen. Die Schaltungssimulation bietet Ihnen außerdem die Möglichkeit, Messungen durchzuführen, die am Labortisch möglicherweise physikalisch nicht möglich sind.

Der Hauptzweck der Simulation der Funktion eines elektronischen Geräts besteht darin, das Verhalten des Designs darzustellen und zu analysieren. Selbst die Entwicklung einfachster Geräte ist ohne die Möglichkeiten der Simulation kaum vorstellbar. Mithilfe von Simulationssoftware lassen sich alle Betriebsarten des zu entwickelnden Geräts ohne Beschädigungsrisiko analysieren, Parameter und Eigenschaften bestimmen, die unter realen Bedingungen nur schwer messbar sind, und Messungen durchführen, die andernfalls teure Messgeräte erfordern würden.

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) wurde als Open-Source-Softwarepaket entwickelt, was zu seiner großen Verbreitung und kontinuierlichen Weiterentwicklung geführt hat. Die Mixed Simulation-Technologie (MixedSim) von Altium Designer verwendet einen verbesserten, auf SPICE-Algorithmen basierenden Kern und ist für die Simulation elektrischer Schaltungen mit analogen, digitalen oder gemischten analog-digitalen Bauelementen ausgelegt. Es handelt sich um einen echten Mixed-Signal-Simulator, der Schaltungen mit analogen und digitalen Bauelementen analysieren kann. Er ist vollständig mit SPICE3f5 kompatibel und unterstützt zudem eine Reihe von Bauelementmodellen für PSpice® und LTspice®.

Weitere Informationen dazu, welche SPICE-Modelle die Simulationsengine in Altium Designer unterstützt, finden Sie im Knowledge-Base-Artikel zu unterstützten SPICE-Modellen.

Um die Funktionen von Mixed Simulation in Altium Designer nutzen zu können, muss die Systemerweiterung Mixed Simulation installiert sein. Diese Erweiterung wird standardmäßig mit Altium Designer installiert. Sie kann manuell installiert oder entfernt werden.

Weitere Informationen zur Verwaltung von Erweiterungen finden Sie auf der Seite Extending Your Installation (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Für einen schnellen Einstieg in die Simulation mit Altium Designer finden Sie im Ordner „Gemeinsame Dokumente“ eine Reihe von Simulationsbeispielen (C:\Users\Public\Documents\Altium\AD<Solution/Version>\Examples\Simulation Quick Start bei einer Standardinstallation). Jedes Beispiel zeigt einen praxisnahen Anwendungsfall der Simulation und enthält Informationen zur Einrichtung des Simulators sowie zur Interpretation der Ergebnisse.

Altium Designer kann Schaltpläne in verschiedenen Formaten importieren, darunter OrCAD®, LTspice und KiCad®. Der Import erfolgt über Import Wizard, wobei jeder Dateityp von einer in Altium Designer installierten Erweiterung verarbeitet wird. Weitere Informationen finden Sie unter Datenaustausch mit anderen Designwerkzeugen.

Der Simulationsprozess in Altium Designer lässt sich in die folgenden Schritte unterteilen:

  • Ein Projekt für die Simulation überprüfen & vorbereiten – Das zu simulierende Design sollte überprüft und entsprechend vorbereitet werden, damit Sie korrekte Simulationsergebnisse erhalten. Dazu gehören das Platzieren von Bauteilen mit Simulationsmodellen, das Einrichten von Signalquellen und das Festlegen relevanter Punkte in der Schaltung mithilfe von Messsonden. Die Überprüfung meldet Fehler im zu analysierenden Schaltplan.
  • Eine Simulation konfigurieren & ausführen – Simulationen werden direkt aus dem Schaltplan heraus ausgeführt und können auch während der Analyse der Simulationskurven erneut gestartet werden. Konfigurieren Sie schnell die gewünschte Analyseart und die darzustellenden Ausgabeausdrücke und führen Sie anschließend die Simulation aus.
  • Mit Simulationsergebnissen arbeiten – Simulationsergebnisse werden im SimData-Editor angezeigt. Diese funktionsreiche Umgebung ermöglicht Ihnen eine schnelle und effiziente Analyse der Simulationsergebnisse. So können Sie die Funktionsweise Ihres Designs bewerten, Fehler beheben und sich letztlich von seiner korrekten Funktion überzeugen.

Mixed Simulation – Beispielanleitung

Der aufklappbare Abschnitt unten führt Sie durch die Erstellung eines simulationsbereiten Schaltplans einer Filterschaltung, mit dem anschließend einige Schaltungssimulationsanalysen durchgeführt werden.

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Funktionsverfügbarkeit

Die Ihnen zur Verfügung stehenden Funktionen hängen davon ab, über welche Altium-Lösung Sie verfügen – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise oder Altium Designer (mit aktivem Laufzeitvertrag).

Wenn Sie eine dokumentierte Funktion in Ihrer tatsächlich verwendeten Software nicht sehen, wenden Sie sich an den Altium-Vertrieb, um mehr zu erfahren.

Legacy-Dokumentation

Die Dokumentation von Altium Designer wird nicht mehr versioniert. Wenn Sie auf Dokumentation für ältere Versionen von Altium Designer zugreifen müssen, besuchen Sie den Abschnitt Legacy-Dokumentation auf der Seite Andere Installer.

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