En este artículo de Mark Patrick, director de marketing técnico para EMEA en Mouser Electronics, veremos algunas de las herramientas del proceso de diseño y calculo que hay en Internet, y describiremos las características de algunas herramientas populares para la simulación de circuitos.
Los diseñadores deben llevar a cabo distintos cálculos al crear un circuito.
Hay herramientas para todo: desde una simple selección de componentes, hasta el diseño de filtros analógicos y circuitos de radiofrecuencia (RF).
Herramientas de cálculo
A pesar de que un gran número de fabricantes facilitan circuitos de aplicación y diseños de referencia, los cálculos siguen siendo una parte muy importante del trabajo de un diseñador. Algunos de estos cálculos son sencillos, como utilizar la ley de Ohm, pero otros son más complejos, sobre todo cuando hablamos del diseño analógico en filtros, sistemas de potencia, proyectos de RF, etc.
Hasta en los cálculos más simples se pueden cometer errores y los más complejos pueden llegar a consumir mucho tiempo. Además, hay que tener en cuenta los efectos de la implementación real, como los elementos de circuito parásito, que añaden una gran complejidad, sobre todo cuando necesitamos niveles de precisión muy altos.
Afortunadamente, en Internet hay cuantiosos recursos (muchos de ellos, gratuitos) para ayudar a los diseñadores. Por ejemplo, la calculadora para ingenieros de sistemas analógicos de Texas Instruments (imagen 1) es una calculadora básica para Windows con la que se pueden hacer muchos cálculos comunes, como el uso de componentes pasivos, la ganancia de los AO o la estimación de los efectos parásitos en una PCI. También resulta útil a la hora de diseñar convertidores analógico-digital (CAD) y digital-analógico (CDA), así como sensores.
Los plazos de los proyectos son cada vez más estresantes y el coste de un rediseño es muy alto, así que cometer errores no es una opción. Podemos encontrar simuladores digitales y analógicos. Si las usamos correctamente, estas herramientas de simulación nos garantizan que estamos muy cerca de tener una solución real que funcione antes de gastar nada en componentes.
La herramienta estándar del sector es SPICE (cuyas siglas en inglés significan «programa de simulación con énfasis en circuitos integrados») que lleva más de cincuenta años empleándose. Numerosos fabricantes suministran modelos SPICE de sus componentes. Por ejemplo, Analog Devices ofrece su propia herramienta de simulación, LTspice (imagen 2), que incluye sus propios modelos SPICE.
Cuando un diseñador introduce su esquema y señales de entrada, el programa ofrece una simulación detallada, además de otros análisis de sistema. La mayoría de técnicas analógicas, como la RF y los sistemas de audio de potencia, se pueden simular.
Actualmente, se pueden incluso usar dispositivos móviles para la simulación. Aunque no es tan sofisticada como las opciones para ordenador (y carece de algunos modelos comerciales), EveryCircuit es una buena herramienta para aprender y experimentar. Hay una prueba gratuita disponible.
La realidad es que existen numerosas calculadoras disponibles, y se puede acceder a muchas de ellas directamente desde la página Calculadoras de conversión de Mouser Electronics. Muchas herramientas son genéricas, pero algunas están pensadas para campos específicos, como el diseño analógico, la RF o la potencia.
