Matlab与PSpice接口技术的研究(2)
1.1 研究背景与发展情况
科技飞速发展的二十一世纪，电子线路设计的方方面面都已经被计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）技术全面渗透，加上各种电子CAD软件的推出和不断改善以及更好地电子兼容性，这些优越的条件都为CAD技术的全面发展普及扫清了道路。各种因素的综合结果使得设计验证周期大大缩短，设计成功率迅速提高[20]。以下三个阶段可以用来描述电子技术的发展历程：
（1）人工设计方法：即一种传统设计方法，人工完成方案的提出、验证、修改和完善。采用连接实验电路进行各个参数测试的方式对电路准确性进行验证，存在不能设计复杂电路、低效率的不足。
（2）计算机辅助设计：即一种工作人员与计算机辅助共同完成电子线路设计的方法，具有人工方法无法比拟的快速度、高效率完成设计的优点，同时可以完成对电路的模拟仿真、设计检验和后处理工作，更好地应用于生产。
（3）CAD技术：即一种通用技术，被广泛应用在各行各业，而且以惊人的速度发展进步着，像在实现电子自动化方面取得了突破性进展。由计算机完成大量工作，甚至由计算机完成从设计到成品的整个过程。一些广泛被使用电子电路设计与仿真软件包含PSpice、Quartus、Matlab等。
1.1.1 PSpice软件
PSpice由Spice发展而来，是一种以图形或文件的方式输入的通用电路分析程序，主要工作是对各种含模拟或者数字电路的整体设计进行分析。主要功能是绘制电路原理图、模型参数提取、数据后处理以及统计分析等。在工程应用上具有以下优点：
（1）提高了电路设计者的工作效率；
（2）节省了各种仪器设备；
（3）生产产品的高一致性好、强可靠性；
（4）能快速将新产品投入市场，更新换代迅速。
Cadence/PSpice软件不仅在已有模块部分存在的不足进行了针对性改善，而且在Cadence/PSpice 10.5版本中增加了SLPS（SL代表Simulink、PS代表PSpice）模块， 可以使MATLAB/Simulink和PSpice能够同时被调用用于电路系统的联合模拟仿真，协同仿真不仅没有降低单独调用PSpice进行电路仿真的精度，而且使得整个系统的仿真时间远低于单独调用PSpice时的时间消耗，效率大幅度提升。
1.1.2 Matlab软件
Matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，它的数值分析、矩阵运算和系统设计功能为用户提供了一个使用方便、界面有好的编程环境，主要分为Matlab和Simulink两大部分。
Simulink作为Matlab一个举足轻重的附加组件，为系统的建模与仿真提供了一个友好的平台，可以用来模拟几乎所有可能遇到的动态系统。建模的过程中，在它提供的图形用户界面上，通过简单的鼠标拖拉操作后就可以构造出用户需要的复杂的仿真模型。每个最终完成的电路由若干方块图形组成，而且一大特点是采用分层结构。具有以下功能：
（1）只需要正确描述、绘制方框图；
（2）仿真的建立和运行是智能化的；
（3）信号产生方式的多元化。
Simulink模型能让用户清晰地了解各元器件与各系统以及相互间的信息交换与影响，设计出更加合理的电路。对我们实际应用意义巨大。由于是系统级别的仿真，Matlab让我们可以及时发现我们的设计理念的可实现性，为设计者节省宝贵的时间来想出更好地设计。
1.2 研究目的与意义
电子电路技术的进步，使得设计师们可以设计出功能越来越复杂的电路的同时，生产出的电路板的体积也不断微小化，因此通过软件仿真验证电路是整个生产周期的一个必不可少的部分。面对各种功能相近的仿真软件，但在面对复杂电路时造成的仿真时间过长仍然是一个不可回避的问题[11]。