電子回路設計

電子回路設計は、電子回路の分析と合成で構成されます。

アナログまたはデジタルの電気回路を設計するには、電気技術者は回路内のすべての場所の電圧と電流を予測できなければなりません。^[1] 線形回路、つまり出力が入力に線形に依存する回路は、複素解析を使用して手作業で解析できます。単純な非線形回路もこの方法で解析できます。手作業で解析するには複雑すぎる、または非線形すぎる回路を解析するための専用ソフトウェアが作成されています。

回路シミュレーション ソフトウェアを使用すると、エンジニアは回路をより効率的に設計でき、回路プロトタイプの構築にかかる時間コストとエラーのリスクを削減できます。これらの一部は、VHDLやVerilogなどのハードウェア記述言語を使用します。

より複雑な回路は、 SPICEやEMTPなどの回路シミュレーション ソフトウェアを使用して解析されます。

新しい回路に直面すると、ソフトウェアはまず、すべてのノードがキルヒホッフの電流法則に準拠し、回路の各要素にかかる電圧とその要素を通過する電圧がその要素を支配する電圧/電流方程式に準拠する定常状態のソリューションを見つけようとします。

定常状態の解が見つかると、ソフトウェアは区分近似、調和バランス、またはその他の方法を使用して摂動に対する応答を分析できます。

SimulinkのPLECSインターフェースなどのソフトウェアは、回路要素を制御する方程式の区分線形近似を使用します。回路は、理想ダイオードの完全な線形ネットワークとして扱われます。ダイオードがオンからオフに、またはその逆に切り替わるたびに、線形ネットワークの構成が変わります。方程式の近似に詳細を追加すると、シミュレーションの精度が向上しますが、実行時間も長くなります。

単純な回路は、集積回路などの多数の要素または機能ブロックを接続することによって設計できます。

より複雑なデジタル回路は、通常、コンピュータソフトウェアの助けを借りて設計されます。論理回路（場合によっては混合モード回路）は、多くの場合、HDL、VHDL、Verilogなどのハードウェア記述言語で記述され、その後、論理合成エンジンを使用して合成されます。^[2]

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