几款主流电子电路仿真软件优缺点比较

最新推荐文章于 2025-03-09 19:20:53 发布

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文章标签： matlab 嵌入式 c/c++

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本文比较了几款主流的电子电路仿真软件，如Multisim、Tina、Proteus、Cadence、Matlab的Simulink和Altium Designer。各软件在功能、元器件库、单片机支持和实时显示效果等方面有各自优势，如Multisim的虚拟仪器、Tina的TI元器件支持、Proteus的动态仿真和Cadence的复杂EDA设计能力。但它们也存在不足，如Multisim的MCU支持、Tina的功能限制、Proteus的数据计算、Cadence的操作复杂性、Matlab的理想化模型和Altium Designer对复杂板设计的局限。

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电子电路仿真技术是当今相关专业学习者及工作者必须掌握的技术之一，它有诸多优点：第一，电子电路仿真软件一般都有海量而齐全的电子元器件库和先进的虚拟仪器、仪表，十分方便仿真与测试；第二，仿真电路的连接简单快捷智能化，不需焊接，使用仪器调试不用担心损坏；大大减少了设计时间及金钱的成本；第三，电子电路仿真软件可进行多种准确而复杂的电路分析。

随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。下面就针对几款主流电子电路仿真软件的优缺点进行比较。

(1) Multisim

在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。

Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。

（2）Tina

Tina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。

Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。

(3) Proteus

Proteus作为一款集电路仿真、PCB设计、单片机仿真于一体软件，它不仅含有大量的基于真实环境的元器件，支持众多主流的单片机型号及通用外设模型，还提供最优秀的实时显示效果，它的动态仿真是基于帧和动画的，因此提供更好的视觉效果。Proteus支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AVR、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试。

Proteus的缺点是，对电路的数据计算方面不足。

(4)Cadence

Cadence收购并整合了Pspice的功能，涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。Cadence是对复杂EDA设计的首选。

Cadence的缺点是，操作较为复杂，比较适合复杂板的开发。

(5) Matlab仿真工具包Simulink

目前,大型科学计算与仿真软件Matlab已经配备了电力系统工具包,这使得Matlab可以用于电力电子仿真。PowerSystem的仿真是基于Matlab的Simuilnk图形环境,因而使用起来与PSpiee一样方便.Simulink是Matlab软件包中最重要的功能模块之一,是交互式、模块化的建模和仿真的动态分析系统。在电力电子领域,通常利用Simulink建立电力电子装置的简化模型(如基频模型)并连接成系统,即可直接进行控制器的设计和仿真。Simulink对C语言代码提供了很好的支持,而且既可以工作在交互式图形环境下,也可以工作在Matlab指令语言模式的批处理模式下。

Matlab是基于理想化功率元器件和功能模块的仿真工具。Matlab的强大数学运算功能,使得PowerSystem的控制功能非常卓越,尤其是利用其他相关的工具包,电路可以实现极为细致控制而不需花费很大的精力。使用Matlab的另外好处是:其数据处理十分有效、精细,运行速度较快;其数据的格式兼容性十分好,便于数据的后处理与分析,尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺点在于目前的PowerSystem是基于一般电路元件的模型以及数学模块(例如传递函数)来进行仿真的,与实际元件的参数有差别,仿真的结果与实际电路有一定距离,其结果的参考意义主要体现在电路的总体与系统上。其中的开关和控制单元大量使用了理想元件,其中的开关控制器只要直接与开关相连即可,不用考虑电平移动。基本忽略了对实际开关的暂态过程描述。总而言之，Matlab是对理想模型的仿真，不能考虑非理性状态下的情况。

（6）Altium Designer

Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。

Altium Designer 主要用于原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑，也是电赛必备软件。

Altium Designer 的缺点是对复杂板的设计不及Cadence。

参考文献

[1] AltiumDesigner在电工电子教学中的虚拟仿真应用与研究_承浩[J].

[2]电力电子电路仿真软件综述_张厚升[J].

[3]三种电路仿真软件比较及器件模型加入方法_孙全意[J].

[4]电力电子教学中常用仿真软件对比_杨浩东[J].

[5]电路仿真软件的分析与比较_刘