第1部分： 从桌面LTspice到云端VHDL-AMS
规划工程师评价新的电子仿真东西时，应尽或许紧记以下关键：
-树立更好的描绘性乃至猜测模型
-更有用地预备实践试验
-在合理时刻范围内取得解决方案
-尽或许降低本钱
现在最著名、运用最广的模仿电路仿真东西仍是SPICE。
“星球模仿”（Planet Analog）博客已宣布很多文章，专门介绍Vishay非线性无源器材，咱们无疑现已证明，关于Vishay非线性电阻，LTspice核算能够精确再现元件及其运用中观察到的试验成果。LTspice速度极快，可将模仿器材以外的条件轻松导入SPICE模型。这是电子仿真东西最重要的质量之一。
负温度系数 （NTC） 热敏电阻1和正温度系数 （PTC） 热敏电阻建模时2，许多电气特性与温度相关，因而，考虑热量是非常重要的 （如自热或传热推迟），但能够运用一些技巧来处理。例如，能够运用RC 电路3标明热敏电阻的热时刻常数。物体温度自身变成电压，原样模仿各种行为发生的自热4。
可是，假如规划师想将一侧的电效应与另一侧的热效应结合呢？ 这时，他们能够运用SABER RD，这是一种适当盛行的软件，或运用SLPS （PSpice与MATLAB Simulink组合渠道）。
假如考虑本钱，一种能够替代SPICE建模进行多学科仿真的办法，是选用IEEE 规范 VHDL-AMS （超高速模仿和混合信号IC 硬件描绘言语）。这种SystemVision® Cloud东西是明导（Mentor） 推出的一种根据云的仿真东西，惯例用户免费运用。
VHDL-AMS 言语 （也能够运用 VERILOG-AMS） 完好体系建模特别风趣的一个比如是安全气囊体系，从电容传感器开端，通过信号处理，最终以化学反应完毕5。
回到热敏电阻—SPICE和VHDL-AMS树立组件模型的办法略有不同，并且有不同的程序选项—选用SPICE和VHDL-AMS软件时，验证相同类型仿真成果一致性是十分重要的。例如，图1仿真电路中，PTC 开关在不同环境温度条件下的体现。因为SystemVision® Cloud没有参数扫描功用，咱们重复PTC元件四次，每次取一个环境温度，这在LTspice中不容易完成。所以，咱们得到图2仿真成果。从图 3 和图 4的图形能够看出，成果类似。重复这种仿真和定量分析标明，电流振幅的细小不同与LTspice布置的蒙特卡罗公役有关，SystemVision®Cloud不支持这种状况。
图1： LTspice仿真电路
图2： SystemVision® Cloud仿真电路
图3： LTspice仿真成果
图4： SystemVision® Cloud仿真成果
图5： PTC内部温度
SystemVision® Cloud仿真过程中，咱们能够看到图 5 每种仿真状况下，PTC元件的温度改变，图中显现温度从环境温度上升到160 °C。LTspice没有完成这种内部温度可视化，部分原因是影响仿真速度，并且PTC符号需求添加难以处理的“只读”虚拟输出脚。
图 5 中的图表清楚地显现，作为多学科技能，VHDL-AMS言语不只触及模仿电子技能，并且触及热规划特性，能够直接把握元件到达的内部温度。一般来说，这些规划的性质能够是数字、机械、电磁、液压或辐射。
现在，咱们在简化 （且实际） 的浪涌电流约束运用中测验PTC VHDL模型，咱们选用已知根本SMPS电路 （图6，也可检查https://www.systemvision.com），平稳的三相AC整流电源电压，经二极管和大电容 （3 mF 或更大） 生成恒定电流加到负载。PTC 网络必须在电容充电期间约束浪涌电流。电容器电压到达界说电压后，两个开关闭合。 因而，PTC 网络断开，电流引进负载过程中处于冷却状况。
图 6： SystemVision® Cloud正常作业条件下SMPS电路仿真
例如，在这个仿真电路中，将电容并联电阻r13的阻值 （一般为 100 MΩ） 降为0 Ω，能够彻底直观地显现电容短路时的状况。成果如图 7 所示。PTC 网络每个并联电阻，其间一个PTC （上部分支最高值 u66） 热量高于开关温度。这时，整个电压为开关元件电压。PTC 网络阻值全面提高，使浪涌电流在不到 0.5 秒内降到零，然后维护整个电路。
图7： SystemVision® Cloud电容短路条件下SMPS电路仿真
电路的许多其他参数能够调整，即环境温度、PTC 元件公役和容值。理论上，这样可在试验之前校准 PTC 网络，并验证整个环境温度范围内是否有用维护。
总归，咱们能够说，欢迎为促进这种永无休止的元件仿真作业添砖加瓦，而SystemVision® Cloud、VHDL-AMS程序模块正是这样的东西。树立多学科模型乃至能够激起SPICE 的创意。不过，作为一般完毕一篇文章的悬念，咱们将在第二部分评论这方面的内容。
参考书目
1）https://www.vishay.com/doc？29174
2）https://www.sensorsmag.com/components/design-your-ptc-current-limiting-protecTIon-device-ltspice
3）https://www.planetanalog.com/author.asp？secTIon_id=3356&doc_id=564455
4）https://www.planetanalog.com/author.asp？secTIon_id=3356&doc_id=564755&
5）François Pêcheux， Christophe Lallement， Alain Vachoux. VHDL-AMS and Verilog-AMS as alternaTIve hardware description languages for efficient modeling of multidiscipline systems. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems， IEEE， 2005， 24 （2）， pp.204-225. 〈10.1109/TCAD.2004.841071〉。 〈hal-01195872〉
