El diseño de circuitos electrónicos comprende el análisis y síntesis de circuitos electrónicos.
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. [1] Los circuitos lineales , es decir, circuitos en los que las salidas dependen linealmente de las entradas, se pueden analizar manualmente mediante un análisis complejo . De esta forma también se pueden analizar circuitos no lineales simples. Se ha creado software especializado para analizar circuitos que son demasiado complicados o demasiado no lineales para analizarlos manualmente.
El software de simulación de circuitos permite a los ingenieros diseñar circuitos de manera más eficiente, reduciendo el tiempo, el costo y el riesgo de error involucrados en la construcción de prototipos de circuitos. Algunos de ellos utilizan lenguajes de descripción de hardware como VHDL o Verilog .
Los circuitos más complejos se analizan con software de simulación de circuitos como SPICE y EMTP .
Cuando se enfrenta a un nuevo circuito, el software primero intenta encontrar una solución de estado estable en la que todos los nodos se ajusten a la ley de corriente de Kirchhoff y los voltajes a través de cada elemento del circuito se ajusten a las ecuaciones de voltaje/corriente que gobiernan ese elemento.
Una vez que se encuentra la solución de estado estacionario, el software puede analizar la respuesta a las perturbaciones mediante aproximación por partes, equilibrio armónico u otros métodos.
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.
Se pueden diseñar circuitos simples conectando varios elementos o bloques funcionales, como circuitos integrados.
Los circuitos digitales más complejos suelen diseñarse con la ayuda de software de computadora. Los circuitos lógicos (y a veces los circuitos de modo mixto) a menudo se describen en lenguajes de descripción de hardware como HDL , VHDL o Verilog y luego se sintetizan utilizando un motor de síntesis lógica . [2]