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电子模拟器NL5 的方法
接线图
2023年09月10日 12:52 248
admin
NL5 的原始组件非常简单。它们是电阻器、电容器、电感器、电压源和电流源。它们是理想元件（见图 1），没有寄生元件或其他隐藏参数。所有组件参数都是可见的并且可以由用户更改。每个组件参数都可以设置为任何值，包括负值、零值，甚至无限值。这使得创建现实生活中不存在的、堪称理想的组件成为可能。例如，可以创建电阻为零或无穷大的电阻器。尽管这样的理想组件在现实生活中并不存在，但它们在模拟中很有用。
首先，使用理想组件??似乎是有利的，因为它们的简单性将有利于计算算法。然而，在某些情况下，需要评估组件的真实行为，例如通过近乎理想的开关对电容器进行瞬时充电的情况。主要问题不在于切换后最终电压的计算，而在于如何向用户呈现无限值信号。该算法完美地管理模拟步骤，以确定结果的准确性。
通常，在 SPICE 仿真器中，用户仅指定最大步长，仿真器可以在必要时减小步长以达到所需的精度。由于多种原因，这种方法非常值得怀疑。通常不需要为模拟的所有周期设置相同的绝对精度。在NL5中，模拟步骤的管理非常简单，用户决定步骤的类型。首先根据电路预期、所需精度、仿真速度等设置最大间距。
NL5 可以自动降低音高的原因只有三个，并且始终要征得用户的同意：
跟踪信号的快速波形。
准确检测开关点。
确保交换过程的可靠收敛。
通过选择步长值，用户有更好的机会了解电路的操作并预测可能的限制。
因此，NL5 的优势不仅在于速度，还在于其模拟的鲁棒性和准确性，特别是在处理复杂的模拟和混合信号设计时。这种可靠性对于确保仿真结果准确代表现实世界的性能至关重要，这对于为其项目寻求可靠结果的工程师和设计师来说尤其重要。
为了进行实验，设计人员可能会尝试添加一个与 T1 并联的非常低值的电容器，以实现更真实的模拟，但他会发现 NL5 的本机模拟是完美的。切换机制对于所有模拟器来说都是极其关键的领域，NL5 出色地解决了这个问题。
结论
NL5 最初是为开关电源仿真而设计的，但事实证明，它是所有其他类型电子电路（从传输线到高功率射频发生器、精密工具和数字信号处理）的出色仿真工具。NL5 完全适合所有用户的需求，无论他们的经验、兴趣和期望如何。它是初学者和电子专业学生的理想软件。它非常容易使用，并且具有电子模拟器的基本经验就足够了。由于 SPICE 典型的收敛问题不再存在，经验丰富的工程师可以利用极其快速且稳健的算法来模拟非常大的系统。由于 NL5 中使用的理想元件具有非常基本的性质，因此其范围不仅限于电子领域。
值得注意的是，NL5 不支持 SPICE 模型，例如制造商为“真实”电子元件提供的模型。对于仿真，NL5 主要依赖于自己的一组“理想”组件。尽管这些光学元件坚固耐用且适应性强，但它们并不旨在直接整合制造商特定的模型。用户应该意识到，NL5 专注于理想组件和分段线性建模，如下所述。”
NL5 使用简化的分段线性 (PWL) 表示法，可以灵活地对 NL5 的“理想”组件无法提供的非线性进行建模，例如指数二极管特性。用户可以创建自己的 PWL 模型来准确表示设备的行为。这种方法使用户能够控制电路模型的精度和细节水平，从而允许他们修改模拟以匹配现实世界的特性。NL5 对 PWL 建模的支持使用户能够管理各种非线性行为，而不会影响仿真速度或精度。
首先，使用理想组件??似乎是有利的，因为它们的简单性将有利于计算算法。然而，在某些情况下，需要评估组件的真实行为，例如通过近乎理想的开关对电容器进行瞬时充电的情况。主要问题不在于切换后最终电压的计算，而在于如何向用户呈现无限值信号。该算法完美地管理模拟步骤，以确定结果的准确性。
通常，在 SPICE 仿真器中，用户仅指定最大步长，仿真器可以在必要时减小步长以达到所需的精度。由于多种原因，这种方法非常值得怀疑。通常不需要为模拟的所有周期设置相同的绝对精度。在NL5中，模拟步骤的管理非常简单，用户决定步骤的类型。首先根据电路预期、所需精度、仿真速度等设置最大间距。
NL5 可以自动降低音高的原因只有三个，并且始终要征得用户的同意：
跟踪信号的快速波形。
准确检测开关点。
确保交换过程的可靠收敛。
通过选择步长值，用户有更好的机会了解电路的操作并预测可能的限制。
图 2：振荡器的接线图以及输出电压图
与其他模拟工具一样，模拟发生得非常快且即时。虽然其他工具可能实现快速仿真，但 NL5 和类似工具以其在处理复杂开关点和瞬态行为方面的可靠性而闻名。在某些情况下，其他模拟器可能会在切换点遇到速度减慢或问题，从而可能导致错误的结果。因此，NL5 的优势不仅在于速度，还在于其模拟的鲁棒性和准确性，特别是在处理复杂的模拟和混合信号设计时。这种可靠性对于确保仿真结果准确代表现实世界的性能至关重要，这对于为其项目寻求可靠结果的工程师和设计师来说尤其重要。
为了进行实验，设计人员可能会尝试添加一个与 T1 并联的非常低值的电容器，以实现更真实的模拟，但他会发现 NL5 的本机模拟是完美的。切换机制对于所有模拟器来说都是极其关键的领域，NL5 出色地解决了这个问题。
结论
NL5 最初是为开关电源仿真而设计的，但事实证明，它是所有其他类型电子电路（从传输线到高功率射频发生器、精密工具和数字信号处理）的出色仿真工具。NL5 完全适合所有用户的需求，无论他们的经验、兴趣和期望如何。它是初学者和电子专业学生的理想软件。它非常容易使用，并且具有电子模拟器的基本经验就足够了。由于 SPICE 典型的收敛问题不再存在，经验丰富的工程师可以利用极其快速且稳健的算法来模拟非常大的系统。由于 NL5 中使用的理想元件具有非常基本的性质，因此其范围不仅限于电子领域。
值得注意的是，NL5 不支持 SPICE 模型，例如制造商为“真实”电子元件提供的模型。对于仿真，NL5 主要依赖于自己的一组“理想”组件。尽管这些光学元件坚固耐用且适应性强，但它们并不旨在直接整合制造商特定的模型。用户应该意识到，NL5 专注于理想组件和分段线性建模，如下所述。”
NL5 使用简化的分段线性 (PWL) 表示法，可以灵活地对 NL5 的“理想”组件无法提供的非线性进行建模，例如指数二极管特性。用户可以创建自己的 PWL 模型来准确表示设备的行为。这种方法使用户能够控制电路模型的精度和细节水平，从而允许他们修改模拟以匹配现实世界的特性。NL5 对 PWL 建模的支持使用户能够管理各种非线性行为，而不会影响仿真速度或精度。
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