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准 EE 或在职 EE 必备的软件是什么?

面向电气(或电子)工程师的技术工程软件种类繁多,可满足各种功能需求。针对同一功能的不同品牌之间的差异,主要体现在产品所捆绑的功能上。就像去杂货店购物一样,提前想清楚自己真正需要什么、不需要什么,通常是个好习惯。此外,还要考虑你或你的公司能负担得起什么。我们在此为你指明所需要的软件包。

合适的软件工具能为你做什么?

与消耗时间的消费类应用不同,工程软件是一种主要用于让你的工作生活更轻松、并(在你学会使用之后)为你节省大量时间的工具。因此,在寻找你 认为 自己需要的软件时,最好也听取一些关于你实际 需要什么的建议。   

作为工程师,做到这一点的过程比听起来要简单一些。只需想想在做电气工程工作时,哪些事情最耗费你的时间——即数学计算、电路设计、测试与验证,以及文档编写。现在,你可以针对每一项功能去搜索软件解决方案,也可以去问问在职工程师他们认为你需要什么,而这正是我们为你做的事情。  

我们的调研结果表明你会需要什么  

我们与电气工程师交流了他们在日常工作中最常使用的软件工具,几款广受欢迎且经过验证的软件包被反复提及。因此,以下是我们对一些你会想要学习并投入使用、以节省时间、提升设计成果并整理工作的最佳软件工具的看法。

 

 

LTspice

SPICE 是 Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis(集成电路重点仿真程序)的缩写。它是一款用于电路设计的图形化仿真程序,可减少或消除使用你的电路设计进行搭板试验或制作硬连线电路板的需求。随着电路设计日益复杂,SPICE 程序(最早发布于 1970 年代)已在设计周期中节省了无数工时。   

LTspice 是市场上分布最广的 SPICE 仿真版本,也是行业标准。LT 代表 Linear Technology,即最初开发该产品的公司,该公司后来被 Analog Devices 收购。

使用该程序,你可以对模拟或数字电路进行建模、修改、测试并在板卡制造前进行验证。这使你能够在真正构建设计之前,轻松直观地了解电路响应。在实际工作中,使用 LTspice 可实现以下功能: 

  • 瞬态分析,用于研究电路的行为 
  • 交流分析,用于研究电路中单个元件的行为 
  • 直流扫描,用于研究电路在一系列参数下的性能 
  • 噪声分析,用于降低电路噪声 
  • 蒙特卡洛分析,用于研究关键元件的公差。 

最棒的是,该程序可从现所有者 Analog Devices 处免费下载,并可在 Windows 和 Mac 平台上运行。我们在 CircuitBread.com 的朋友也提供了一份关于 LT Spice 的视频教程,帮助你学习使用。你可以通过以下链接访问: LTspice 入门指南

 

ALTIUM DESIGNER

Altium Designer 是目前全球使用最广泛、功能最强大的印刷电路板(PCB)设计软件工具之一。它提供了一个覆盖整个 PCB 设计流程的设计环境,从原理图到 PCB 布局,再到线束设计,直至最终的制造文档。

这款专业软件解决方案将 CAD 库、规则与约束、物料清单(BOM)、供应链管理、工程变更单及其他工具整合到一个程序中。正如你所料,这款高端软件产品并非免费,价格相对较高。不过,该软件包提供免费试用版供你评估。 

Altium Designer 可在 Windows 和 Mac 平台上运行,为设计师及其所在公司带来以下益处:

  • 高速 PCB 设计、布局与布线
  • 3D CAD 功能,可直观呈现元件布局与布线
  • 设计并验证高级原理图的能力
  • 轻松完成原理图捕获
  • 面向制造的专业 PCB 文档
  • 直接访问制造商元件规格
  • 实时 BOM 管理与元件可用性信息 

正如你所料,这种功能强大的软件也存在一定的学习曲线,但能为企业在新产品上市时间方面带来可观的节省。 

 

 

MATLAB

MATLAB 是 matrix laboratory(矩阵实验室) 的缩写,是一种用于数值计算、可视化和编程的高级编程语言及交互式环境。简而言之,它可以完成数值运算、将结果可视化,并生成代码以重现你的工作成果。这正是我们之前提到的、在工程工作中最耗时的数学部分。

MATLAB 由 MathWorks 开发,支持矩阵运算、函数与数据绘图、算法的开发与实现、用户界面的创建、数据分析,以及模型与应用程序的创建。内置命令可帮助你完成数学计算、生成图表并解决数值问题。

MATLAB 被广泛用作工程与科学领域的计算工具,在线性代数、绘图与图形、非线性函数、统计、数据分析、微积分、变换以及曲线拟合等方面提供了强大的实用功能。其部分其他特性包括:

  • 庞大的数学函数库
  • 用于数据可视化和自定义绘图的内置图形功能
  • 用于构建具有自定义图形界面的应用程序的内置工具
  • 用于与外部应用程序(C、Java、Microsoft Excel)集成的函数

虽然 MATLAB 并非免费软件,但其费用并不算高昂。定价模式包括学术版(学生)、年度订阅版以及永久授权版。 

 

 

LABVIEW

LabVIEW 这个名字是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench(实验室虚拟仪器工程工作台)的缩写,这个全称相当准确地描述了这款软件工具。该软件最初由 National Instruments 开发,作为通过通用接口总线(GPIB)控制测试仪器的虚拟工作台。此后,其应用范围已扩展到系统设计与运行的广泛领域。

LabVIEW 本质上是一种可视化编程语言及环境,可用于开发各种形式的系统。它采用图形化界面,使不同元素能够相互连接,从而在系统中实现所需的流程。该软件内置了庞大的分析函数库,并配有可自定义的交互式显示功能,以及用于仪器和数据采集硬件自动化的驱动程序。

如今,大多数工程师使用 LabVIEW 来完成数据采集任务、操作系统自动化以及仪器和设备控制。它也被用于工业领域,以运行测试和仿真,或监控机器性能与工业设备。除其他功能外,该软件的功能可以帮助工程师:

  • 监控测试系统并与之交互
  • 采集数据并控制仪器
  • 实现一系列测试的自动化
  • 使用行业协议进行通信
  • 远程访问测试系统
  • 从数据中获取洞见
  • 对现场可编程门阵列(FPGA)进行编程,以构建高速测量与控制系统

LabVIEW 软件可在 Windows、Apple 和 Linux 平台上运行。软件包分为三种不同版本,按订阅方式定价,并提供免费试用。

通信类软件包又如何呢?

在讲了这么多关于工程软件工具及其如何让你的工作生活更轻松之后,如果不提一下通信方面的内容,那就是我们的疏漏了。如果你不使用高效的通信软件让同事了解你的工作进展以及他们可以如何帮助改进,那么你出色的电路设计也难以发挥应有的价值。

我们讨论过的一些软件包本身就提供与其他用户互动的功能,而你所在的公司可能也有自己的通信协议。除此之外,以下这些软件包和在线协作资源,可以为你的工作增添不同程度的便利性,包括发布问题并获得解答的能力。其中有些你可能非常熟悉,但有些你可能并不了解。以下按无特定顺序列出:

  • Google Workspace
  • Microsoft Teams
  • Discord
  • Zoom
  • Stack Overflow
  • GitHub
  • Slack
  • Jira Cloud
  • Backlog

结语

正如我们在本文开头所提到的,电气工程师可以使用种类繁多的软件工具,来帮助整理、管理、改进并交流他们的工作。你自己的调研还会发现更多的选择。其中一些需要付费,另一些则是免费的。 

然而,值得强调的一点是,如果你不善用这些现有的智能且专业的软件工具,你可能会在时间和金钱上都有所损失。  

如果你喜欢阅读这篇文章,我们建议你也去看看这篇博客在 CircuitBread上发布的另一版本。 

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