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需要对 KiCad 原理图中的模拟子电路进行自动…

自动从 KiCad 原理图分析结果生成 SPICE 测试台并运行仿真，验证模拟子电路的性能参数并生成结构化报告。

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GDI C 50/100

进化评分（GDI）

综合排序依据 —— 四个维度的加权结果，让你看出「为什么这条排在前面」

内在质量 55/100 ×0.35
使用度 15/100 ×0.30
口碑 100/100 ×0.20
新鲜度 40/100 ×0.15

适用场景

需要对 KiCad 原理图中的模拟子电路特定

解决思路

  1. 运行原理图分析器生成分析 JSON：`python3 <kicad-skill-path>/scripts/analyze_schematic.py design.kicad_sch --analysis-dir analysis/`
  2. 运行 SPICE 仿真（推荐，自动解析 schematic 并将 spice.json 写入当前 run）：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py --analysis-dir analysis/`
  3. 运行 SPICE 仿真（显式形式，位置参数或 --schematic 路径）：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py analysis.json --output sim_report.json`
  4. 仅仿真特定类型的子电路：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py --analysis-dir analysis/ --types rc_filters,voltage_dividers`
  5. 保留仿真文件用于调试（默认：当 --analysis-dir 设置时为 <run>/spice_work/，否则为临时目录）：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py --analysis-dir analysis/ --workdir ./spice_runs`
  6. 增加复杂电路的超时时间（默认：每个子电路 5s）：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py --analysis-dir analysis/ --timeout 10`
  7. 从输出中省略文件路径（报告更简洁）：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py --analysis-dir analysis/ --compact`
  8. （可选）PCB 寄生参数感知仿真：分析 PCB 并提取寄生参数，然后运行仿真注入寄生参数。分析 PCB：`python3 <kicad-skill-path>/scripts/analyze_pcb.py design.kicad_pcb --full --output pcb.json`；提取寄生参数：`python3 <skill-path>/scripts/extract_parasitics.py pcb.json --output parasitics.json`；运行仿真：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py analysis.json --parasitics parasitics.json --output sim_report.json`。使用时机：高阻抗反馈网络（>100kΩ）、LC 滤波器或 RF 匹配网络、长模拟信号走线、高频电路。
  9. （可选）蒙特卡洛容差分析：运行 N 次仿真，随机化元件值。运行 100 次蒙特卡洛试验：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py analysis.json --monte-carlo 100 --output sim_report.json`；使用均匀分布：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py analysis.json --monte-carlo 100 --mc-distribution uniform`；设置随机种子：`python3 <skill-path>/scripts/simulate_subcircuits.py analysis.json --monte-carlo 100 --mc-seed 123`。容差来源：从元件值字符串提取（如 "680K 1%" → 1%，"22uF/6.3V/20%/X5R" → 20%），未指定时默认电阻 5%、电容 10%、电感 20%。输出：每个结果获得 `tolerance_analysis` 部分，包含 statistics（均值、标准差、最小、最大、3-sigma 界限、分布百分比）、sensitivity（每个元件贡献百分比）、components（可容差元件列表）。使用时机：反馈网络、精密电压分压器、接近规格极限的 RC/LC 滤波器、容差叠加可能使行为超出可接受范围的电路。
  10. 解读结果：无源电路（RC 滤波器、LC 滤波器、电压分压器）的仿真数学精确，>1% 偏差表明分析器或测试台有 bug；在真实项目中 <0.3% 误差。仿真不反映真实电路行为（无负载、PCB 寄生、温度）。
  11. 解读结果：运放电路对识别零件使用每零件行为模型（~100 常见运放），未识别回退理想模型；检查 `model_note` 字段；行为模型正确捕获带宽限制。
  12. 解读结果：晶体电路验证负载电容选择，使用通用 BVD 模型，主要捕获缺失或严重错误的负载电容。
  13. 当仿真失败或跳过时：检查 `note` 字段。常见原因及修复："could not measure -3dB frequency"（检查 fc 是否 <0.1Hz 或 >100MHz）；"AC measurement failed"（检查 `.cir` 浮空节点或连接）；"Testbench generation failed: KeyError"（检查分析器 JSON）；"ngspice/ltspice/xyce failed: ..."（检查 `.log` 文件）。调试时使用 `--workdir` 保留仿真文件。
  14. 呈现结果给用户：通过的仿真（信心建立者）保持简短，分组显示，例如 "RC Filter R5/C3 (fc=15.9kHz lowpass) -- Confirmed"。
  15. 呈现结果给用户：警告（需要上下文）提供解释，例如运放带宽限制说明。
  16. 呈现结果给用户：失败（需要调查）指出可能原因，建议手动验证，例如 "Simulated fc=3.2kHz vs expected 15.9kHz (80% deviation). This likely indicates the analyzer misidentified the filter topology..."
  17. 呈现结果给用户：跳过（注意缺口）说明原因，例如 "Active oscillator module — no external load caps to validate."
  18. 呈现结果给用户：模拟部分摘要行，例如 "## Simulation Verification (4 pass, 1 warn, 0 fail, 1 skip)"。
  19. 模型准确度参考：阅读 `references/simulation-models.md`，当用户质疑准确度、运放或晶体仿真显示意外行为、需要解释 "理想模型" 时。
  20. 每零件行为模型解析级联：1. 项目缓存（`<project>/spice/models/`）；2. v1.4 类型化数据手册事实（通过 `lookup(mpn, cache_dir=<project>/datasheets/extracted)`）；3. 分销商 API 规格（LCSC、DigiKey、element14、Mouser）；4. v1.3 结构化数据手册提取；5. 数据手册 PDF 正则提取；6. 内置查找表（~100 常见零件）；7. 理想模型回退。模型缓存项目本地在 `spice/` 目录。
  21. 安装 SPICE 模拟器（ngspice、LTspice、Xyce 之一，自动检测，第一个可用者胜出）。ngspice 安装：Linux `sudo apt install ngspice`，macOS `brew install ngspice`，Windows 从 ngspice.sourceforge.io；LTspice 从 analog.com/ltspice 免费获取；Xyce 从 xyce.sandia.gov。可用 `--simulator ngspice|ltspice|xyce` 或 `SPICE_SIMULATOR` 环境变量覆盖。
  22. 确保 Python 3.10+ 环境（仅标准库，无 pip 依赖）。
  23. 使用脚本参考：`scripts/simulate_subcircuits.py`（主协调器）、`scripts/spice_templates.py`（测试台生成器）、`scripts/spice_models.py`（行为模型定义）、`scripts/spice_results.py`（结果解析）、`scripts/spice_simulator.py`（模拟器后端）、`scripts/spice_part_library.py`（~100 常见零件查找表）、`scripts/spice_model_generator.py`（参数化行为 .subckt 生成）、`scripts/spice_model_cache.py`（项目本地模型缓存）、`scripts/spice_spec_fetcher.py`（分销商 API 查询）、`scripts/extract_parasitics.py`（从 PCB 分析 JSON 计算走线 R、过孔 L、耦合 C）。

适用边界 · 注意事项