El diseño de circuitos electrónicos comprende el análisis y síntesis de circuitos electrónicos.
Métodos
Para diseñar cualquier circuito eléctrico, ya sea analógico o digital , los ingenieros eléctricos deben poder predecir los voltajes y corrientes en todos los lugares dentro del circuito. Los circuitos lineales , es decir, los circuitos en los que las salidas dependen linealmente de las entradas, se pueden analizar manualmente mediante un análisis complejo . Los circuitos no lineales simples también se pueden analizar de esta manera. Se ha creado un software especializado para analizar circuitos que son demasiado complicados o no lineales para analizarlos a mano.
El software de simulación de circuitos permite a los ingenieros diseñar circuitos de manera más eficiente, reduciendo el costo de tiempo y el riesgo de error involucrado en la construcción de prototipos de circuitos. Algunos de estos utilizan lenguajes de descripción de hardware como VHDL o Verilog .
Software de simulación de red
Los circuitos más complejos se analizan con software de simulación de circuitos como SPICE y EMTP .
Linealización alrededor del punto de operación
Cuando se enfrenta a un nuevo circuito, el software primero intenta encontrar una solución de estado estacionario en la que todos los nodos se ajusten a la Ley de Corriente de Kirchhoff y los voltajes a través y a través de cada elemento del circuito se ajusten a las ecuaciones de voltaje / corriente que rigen ese elemento.
Una vez que se encuentra la solución de estado estacionario, el software puede analizar la respuesta a las perturbaciones utilizando la aproximación por partes, el equilibrio armónico u otros métodos.
Aproximación lineal por partes
El software como la interfaz PLECS para Simulink utiliza una aproximación lineal por partes de las ecuaciones que gobiernan los elementos de un circuito. El circuito se trata como una red completamente lineal de diodos ideales . Cada vez que un diodo cambia de encendido a apagado o viceversa, la configuración de la red lineal cambia. Agregar más detalles a la aproximación de ecuaciones aumenta la precisión de la simulación, pero también aumenta su tiempo de ejecución.
Síntesis
Los circuitos simples pueden diseñarse conectando varios elementos o bloques funcionales, como circuitos integrados.
Los circuitos digitales más complejos generalmente se diseñan con la ayuda de software de computadora. Los circuitos lógicos (y en ocasiones los circuitos de modo mixto) a menudo se describen en lenguajes de descripción de hardware como HDL , VHDL o Verilog , y luego se sintetizan mediante un motor de síntesis lógica .