几款流行的电路仿真软件简介与学习资源分享

前言

1. 什么是电路仿真

电路仿真_百度百科 (baidu.com)

电子电路仿真（英语：Electronic circuit simulation），是指使用数学模型来对电子电路的真实行为进行模拟的工程方法。

电路仿真的作用：

1. 实际电路成本很高，在制作实际电路之前，通过仿真可验证电路可行性

2. 电路理论学习相对枯燥，仿真能查看波形，加强对理论的理解

3. 仿真可方便的提供多种输入条件，便于分析实际电路难以测试的情形

电路仿真最重要的一步是构建一个足够接近物理实现的电路，需要你足够全面地考虑到物理世界元件的各种作用关系（比如注意到各种RC寄生、热效应），并且将这些物理量作用关系描述得足够准确（选择|编写足够准确的模型），所以仿真并不能替代分析计算过程，用仿真来试验调整电路参数是不明智的，仿真最大的作用是在你心中有数的时候作为验证。

2. Spice的发展历史

spice（仿真电路模拟器）_百度百科 (baidu.com)

SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis，以集成电路为重点的仿真程序）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供了Pspice、LTspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州大学伯克利分校开发的spice模拟算法。

做电路仿真必须知道什么是SPICE模型！ (sohu.com) 这里将spice的发展历史讲的一清二楚，写的也很生动有趣。

【科普】芯片设计之SPICE – 知乎 (zhihu.com)

以下介绍当前世界上最流行几款电路仿真软件，每个软件都有各自的优缺点，有各自擅长的领域，各位同学根据自身需要选用。

一. PSpice

1.1 PSpice简介

PSPICE_百度百科 (baidu.com)

PSpice可分解为P + Spice，其中P是PC（Personal Computer，个人电脑）的意思。

PSpice目前是Cadence公司旗下的仿真软件，它绘制原理图的工具是Orcad，在使用包含PSpice模型的数据库绘制原理图时，可以在真实的原理图上做少量更改，如添加激励，添加参数等就能进行仿真，而不需要额外绘制专用于仿真的电路图，这一点带来了很大的方便。

PSpice的仿真精度很高，仿真能很好的模拟真实情况；支持瞬态分析，AC分析，参数扫描，蒙特卡洛分析等多种分析类型；支持模拟电路和数字电路仿真。

依托于Cadence的流行，PSpice也成为现今世界上使用人数最多，使用范围最广的最流行的电路仿真软件，同时也是我本人的主力电路仿真软件。

1.2 PSpice学习资源

3. 优质工具书《基于OrCADCapture和PSpice的模拟电路设计与仿真》，《PSpice元器件模型建立及应用》，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》(原书第2版)，张东辉编著；《开关电源仿真PSpice和SPICE3应用》【美】Steven M.Sandler编著

波形观测界面：

4. 给电路初学者的 LTspice操作入门教程 Step by Step – 知乎 (zhihu.com)

5. 打开LTspice，按F1打开LTspiceHelp，这应该是最权威的教程了，讲的很细致，就是全英文不那么友好，但想深入学习LTspice必须学会查Help

三. Multisim

3.1 Multisim简介

multisim_百度百科 (baidu.com)

Multisim的历史可以参考这篇文章：Multisim简介与使用.doc 全文免费 (book118.com)

简单来说就是，Multisim的前身是EWB，它最开始是加拿大图像交互技术公司（Interactive ImageTechnologies，IIT）于20世纪80年代末推出的一款专门用于电子线路仿真的软件，叫做虚拟电子工作平台（Electronics Workbench，EWB），用来对数字电路、模拟电路以及模拟/数字混合电路进行仿真，它同样是基于Spice模型的，博文前面关于Spice的发展历史中有提到过EWB。

后来，IIT在推出EWB5.0后，将软件改名为Multisim。2005年，NI收购了IIT，Multisim开始隶属于NI。NI公司的另一个有名的软件是LabView。收购之后，NI将Labview中的虚拟仪表融合进了Multisim，且开放了LabView接口，使得Multisim可以方便的和LabView进行数据交互。虚拟仪表和与LabView的交互能力也成为了Multisim的优势功能。

Multisim发展的较早，且入门简单，这使得Multisim在我国的大学教学中使用很多，很多大学老师在教学中会利用Multisim，直观的向学生展示电路原理，但是，Multisim的模型精细程度不如Pspice，软件功能各方面都不如Pspice强大，而且，Multisim是孤立的仿真软件，并没有原理图工具与PCB工具与其配套，也没有元器件厂商与其合作，所以，在工程领域，很少有人会使用Multisim。喜欢精确结果和强大功能的会选择Pspice，喜欢快速仿真和轻量功能的会选择免费的LTspice，Multisim与这两者相比没有什么优势，所以，Multisim的使用基本局限于大学教学。

3.2 Multisim学习资源

我个人对Multisim只是浅藏辄止，并没有深入使用，简单放几个链接供有兴趣的同学参考：

Multisim仿真教程【史上最好】_哔哩哔哩_bilibili

Multisim软件使用详细入门教程（图文全解） – 腾讯云开发者 区-腾讯云 (tencent.com)

四. MATLAB/Simulink

4.1 Simulink简介

SIMULINK_百度百科 (baidu.com)

Simulink与MATLAB相集成，能够在Simulink 中将MATLAB算法融入模型，还能将仿真结果导出至 MATLAB 做进一步分析。Simulink应用领域包括汽车、航空、工业自动化、大型建模、复杂逻辑、物理逻辑，信 处理等方面。

Simulink的功能非常强大，基本各行各业都会用到Simulink，但主要还是在系统仿真，算法仿真上应用最多，电路仿真并不是Simulink所擅长的，但通常为验证一些电路控制的算法，还是会在Simulink中搭建电路进行仿真，如仿真一些电源拓扑，像移相全桥，LLC等。

Simulink并不是基于Spice，元器件厂家不会提供Simulink模型，所以，我们在Simulink中搭建电路时使用的是理想模型而不是实际器件模型。这导致一些利用器件寄生参数的电路，如文氏电桥振荡电路，在simulink中仿真会失败，因为没有寄生参数，电路不会起振。

总得来说，如果想精确仿真模拟电路，不建议使用Simulink，而如果想进行系统仿真，算法验证，电路拓扑原理分析等，Simulink就比较合适。

4.2 Simulink学习资源

Simulink学习资源很多，书籍，视频，PDF，官方帮助文档等，可参考：

如何学习simulink仿真- 知乎 (zhihu.com)

Simulink Documentation – MathWorks 中国

4.3 Simulink使用

很多元器件可以在Simscape这个库中找。

5.3 Altium Designer

altium_百度百科 (baidu.com)

AD也是流行的原理图设计与PCB设计工具，但其仿真功能一直较弱，没实际用过。

5.4 立创EDA

立创EDA，国产的EDA工具，其基础版带有一个仿真模式，可以进行简单仿真。我个人使用的是专业版，暂时没有仿真功能，等专业版上线仿真功能，我再去试试。

立创EDA仿真快速入门_哔哩哔哩_bilibili

5.5 everycircuit（手机APP与 页端）

EveryCircuit – Home

一款可以在手机上仿真电路的软件，同时有 页端应用，付费软件（好像是98元），大概可以当做玩具。

5.6 其它

如果有些我不知道，又很优秀的电路仿真软件，各位同学可在评论区告知。

六. 总结

推荐：

1. 电脑性能强大又想要非常精确的仿真结果的，推荐PSPICE

2. 不需要特别精确结果，想快速验证电路功能或理解电路原理的，推荐LTSPICE

3. Multisim，除大学生完成作业外，不推荐

4. Simulink，对于板级电路，特别是模拟电路仿真，不推荐

特别提醒：仿真最重要的是搭建出符合实际情况的模型，并对仿真结果心中有数，它不能替代计算和分析，用做验证是合适的。