NL5 的原始組件非常簡(jiǎn)單。它們是電阻器、電容器、電感器、電壓源和電流源。它們是理想元件（見圖 1），沒有寄生元件或其他隱藏參數(shù)。所有組件參數(shù)都是可見的并且可以由用戶更改。每個(gè)組件參數(shù)都可以設(shè)置為任何值，包括負(fù)值、零值，甚至無限值。這使得創(chuàng)建現(xiàn)實(shí)生活中不存在的、堪稱理想的組件成為可能。例如，可以創(chuàng)建電阻為零或無窮大的電阻器。盡管這樣的理想組件在現(xiàn)實(shí)生活中并不存在，但它們?cè)谀M中很有用。
    首先，使用理想組件??似乎是有利的，因?yàn)樗鼈兊暮?jiǎn)單性將有利于計(jì)算算法。然而，在某些情況下，需要評(píng)估組件的真實(shí)行為，例如通過近乎理想的開關(guān)對(duì)電容器進(jìn)行瞬時(shí)充電的情況。主要問題不在于切換后最終電壓的計(jì)算，而在于如何向用戶呈現(xiàn)無限值信號(hào)。該算法完美地管理模擬步驟，以確定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
    通常，在 SPICE 仿真器中，用戶僅指定最大步長(zhǎng)，仿真器可以在必要時(shí)減小步長(zhǎng)以達(dá)到所需的精度。由于多種原因，這種方法非常值得懷疑。通常不需要為模擬的所有周期設(shè)置相同的絕對(duì)精度。在NL5中，模擬步驟的管理非常簡(jiǎn)單，用戶決定步驟的類型。首先根據(jù)電路預(yù)期、所需精度、仿真速度等設(shè)置最大間距。
    NL5 可以自動(dòng)降低音高的原因只有三個(gè)，并且始終要征得用戶的同意：
    跟蹤信號(hào)的快速波形。
    準(zhǔn)確檢測(cè)開關(guān)點(diǎn)。
    確保交換過程的可靠收斂。
    通過選擇步長(zhǎng)值，用戶有更好的機(jī)會(huì)了解電路的操作并預(yù)測(cè)可能的限制。
  

  

     圖 1：理想組件（NL5）

    NL5 的版本
    為了向所有用戶提供可操作性，NL5 提供了多個(gè)版本：
    NL5 標(biāo)準(zhǔn)全功能版：這是標(biāo)準(zhǔn)且完整的版本，包括許多高級(jí)功能和工具?？梢再徺I包含所有組件的版本，并且許可證可供個(gè)人和企業(yè)使用。
    NL5 Lite：這是該軟件的免費(fèi)簡(jiǎn)化版。它可以打開與標(biāo)準(zhǔn) NL5 相同的原理圖文件并使用相同的仿真算法，但它不支持 NL5 的大部分功能和工具，并且具有更簡(jiǎn)化的用戶界面和基本功能。它是免費(fèi)的，無需許可證即可使用無限數(shù)量的組件運(yùn)行模擬。NL5 lite 是創(chuàng)建新項(xiàng)目并獲得第一批結(jié)果的最佳工具。如果需要，設(shè)計(jì)人員可以稍后升級(jí)到完整版本，以便使用特定工具進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
    NL5 DLL：原理圖創(chuàng)建過程通常在 Windows 環(huán)境中使用 NL5 或 NL5 Lite 完成，然后可以使用 NL5 DLL 在 Windows、Linux 或 macOS 中執(zhí)行仿真。這種靈活性允許用戶選擇自己喜歡的仿真平臺(tái)，同時(shí)仍然受益于 NL5 的功能。此外，對(duì)于想要自動(dòng)化模擬模擬并將其集成到更大的工作流程中的用戶來說，通過 MATLAB、Python 或其他編程語言控制 NL5 模擬的能力是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。此外，強(qiáng)調(diào)與數(shù)字仿真器（例如運(yùn)行 SystemVerilog 的仿真器）的聯(lián)合仿真能力對(duì)于設(shè)計(jì)驗(yàn)證確實(shí)至關(guān)重要。此功能可以將數(shù)字仿真器的強(qiáng)大功能與 NL5 DLL 提供的可靠模擬仿真相結(jié)合，
    NL5不使用SPICE進(jìn)行模擬，而是采用其他非常高效和快速的算法。簡(jiǎn)而言之，SPICE 和 NL5 之間存在一些差異：
    香料：
    復(fù)雜的數(shù)值算法可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果
    切換點(diǎn)收斂
    錯(cuò)誤結(jié)果很難被發(fā)現(xiàn)
    通常需要添加小組件才能使數(shù)值算法發(fā)揮作用
    一些內(nèi)在特征沒有記錄。
    NL5：
    簡(jiǎn)單的積分算法
    沒有收斂問題
    結(jié)果可以輕松驗(yàn)證
    無需添加額外組件
    對(duì)于理想的組件，無需輸入非常大或非常小的值。
    示例項(xiàng)目
    圖 2 顯示了開關(guān)電路的通用圖（NL5 本機(jī)示例使用）。顏色已更改，以使它們?cè)诔霭嫖镏懈黠@。默認(rèn)情況下，電路圖和波形圖的背景實(shí)際上是黑色的。接線圖由以下電子元件組成：
    V1：脈沖電壓源
    L1：1H的理想電感
    T1：電子開關(guān)
    D1：理想二極管
    C1：1μF電容
    R1：1歐姆的電阻負(fù)載。    

   圖 2：振蕩器的接線圖以及輸出電壓圖

    與其他模擬工具一樣，模擬發(fā)生得非?？烨壹磿r(shí)。雖然其他工具可能實(shí)現(xiàn)快速仿真，但 NL5 和類似工具以其在處理復(fù)雜開關(guān)點(diǎn)和瞬態(tài)行為方面的可靠性而聞名。在某些情況下，其他模擬器可能會(huì)在切換點(diǎn)遇到速度減慢或問題，從而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。
    因此，NL5 的優(yōu)勢(shì)不僅在于速度，還在于其模擬的魯棒性和準(zhǔn)確性，特別是在處理復(fù)雜的模擬和混合信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)。這種可靠性對(duì)于確保仿真結(jié)果準(zhǔn)確代表現(xiàn)實(shí)世界的性能至關(guān)重要，這對(duì)于為其項(xiàng)目尋求可靠結(jié)果的工程師和設(shè)計(jì)師來說尤其重要。
    為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員可能會(huì)嘗試添加一個(gè)與 T1 并聯(lián)的非常低值的電容器，以實(shí)現(xiàn)更真實(shí)的模擬，但他會(huì)發(fā)現(xiàn) NL5 的本機(jī)模擬是完美的。切換機(jī)制對(duì)于所有模擬器來說都是極其關(guān)鍵的領(lǐng)域，NL5 出色地解決了這個(gè)問題。
    結(jié)論
    NL5 最初是為開關(guān)電源仿真而設(shè)計(jì)的，但事實(shí)證明，它是所有其他類型電子電路（從傳輸線到高功率射頻發(fā)生器、精密工具和數(shù)字信號(hào)處理）的出色仿真工具。NL5 完全適合所有用戶的需求，無論他們的經(jīng)驗(yàn)、興趣和期望如何。它是初學(xué)者和電子專業(yè)學(xué)生的理想軟件。它非常容易使用，并且具有電子模擬器的基本經(jīng)驗(yàn)就足夠了。由于 SPICE 典型的收斂問題不再存在，經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師可以利用極其快速且穩(wěn)健的算法來模擬非常大的系統(tǒng)。由于 NL5 中使用的理想元件具有非常基本的性質(zhì)，因此其范圍不僅限于電子領(lǐng)域。
    值得注意的是，NL5 不支持 SPICE 模型，例如制造商為“真實(shí)”電子元件提供的模型。對(duì)于仿真，NL5 主要依賴于自己的一組“理想”組件。盡管這些光學(xué)元件堅(jiān)固耐用且適應(yīng)性強(qiáng)，但它們并不旨在直接整合制造商特定的模型。用戶應(yīng)該意識(shí)到，NL5 專注于理想組件和分段線性建模，如下所述?！?br>    NL5 使用簡(jiǎn)化的分段線性 (PWL) 表示法，可以靈活地對(duì) NL5 的“理想”組件無法提供的非線性進(jìn)行建模，例如指數(shù)二極管特性。用戶可以創(chuàng)建自己的 PWL 模型來準(zhǔn)確表示設(shè)備的行為。這種方法使用戶能夠控制電路模型的精度和細(xì)節(jié)水平，從而允許他們修改模擬以匹配現(xiàn)實(shí)世界的特性。NL5 對(duì) PWL 建模的支持使用戶能夠管理各種非線性行為，而不會(huì)影響仿真速度或精度。