Программа Симулятор Схем

Программа Симулятор Схем На Российских Деталях

В статье представлена легковесная САПР Qucs с открытым исходным кодом (open- source) для моделирования электронных схем. Она разрабатывается международным коллективом специалистов, в который входит и автор. Приведены ключевые характеристики САПР, ее преимущества и недостатки по сравнению с аналогами. Qucs распространяется бесплатно с открытым исходным кодом и по большинству характеристик не уступает коммерческим программным продуктам, а кроме того, отличается возможностью анализа S‑параметров, КСВ, комплексных импедансов и комплексных частотных характеристик. Рассмотрены основы моделирования электронных схем с использованием Qucs, новые функции, добавленные в недавнем выпуске Qucs, и перспективные направления в создании этой системы автоматизированного проектирования. Введение. На современных предприятиях все чаще используется свободное программное обеспечение (СПО) с открытым исходным кодом (open- source software — OSS). В основном это серверные операционные системы (ОС), серверное программное обеспечение, системы управления базами данных (СУБД) и тому подобное программное обеспечение (ПО).

По качеству и уровню техподдержки СПО не уступает проприетарным аналогам. Его применение способствует получению значительного экономического эффекта за счет сокращения расходов при закупке лицензий. Также достигается независимость от транснациональных корпораций, поскольку исходный код СПО контролируется пользователями, что особенно актуально в условиях санкций.

Но переход на СПО возможен не для всех классов ПО. Среди систем автоматизированного проектирования (САПР), как правило, доминируют проприетарные программные продукты.

Однако в последние годы у них появились альтернативы. В статье рассматривается open- source- симулятор электронных схем Qucs [1, 2], его ключевые возможности и методика применения. Последнюю полнофункциональную версию Qucs- 0. ОС можно бесплатно загрузить на сайте разработчика [1]. В настоящее время существует не так уж много САПР open- source. Обычно по функциональным характеристикам они уступают проприетарным аналогам, тем не менее среди САПР для электроники (EDA) есть весьма достойные продукты.

• – хорошая программа для создания одно-двусторонних плат с автоматической трассировкой. – симулятор электронных схем + учебник на русском..
• Нормальные бесплатные симуляторы схем для электронщиков Программа для симуляции радиотехнических цепей, с наглядной демонстрацией.

Нормальные бесплатные симуляторы схем для электронщиков. Программа для симуляции радиотехнических цепей, с наглядной демонстрацией&nbsp.

Программа для создания электронных схем. Хороший удобный симулятор электронных схем. В нём очень легко рисовать радиосхемы - интерфейс организован наипростейшим.. Этот пост будет посвящён моделировщику электронных схем с. У Qucs симулятор выполнен в виде отдельной программы qucsator.

К ним относится и симулятор электронных схем Qucs. Название данной САПР — это сокращение от Quite Universal Circuit Simulator (почти универсальный симулятор электронных схем). Как правило, для моделирования электронных схем используется такое проприетарное ПО, как Micro. CAP, Multi. Sim, Or. CAD и т. п. Это сложные программные комплексы, стоимость которых превышает несколько тысяч долларов, а Qucs является доступной альтернативой данным программным продуктам. К ее аналогам среди СПО относятся консольные симуляторы электронных схем Ngspice [3], Xyce [4] и Gnucap. В 2. 00. 4 году сотрудники Берлинского института высокочастотной техники Michael Margraf и Stefan Jahn [5] начали разработку Qucs.

Сейчас к проекту, которым в настоящее время руководят Frans Schreuder и Guilherme Torri [2], подключилась интернациональная команда специалистов. Qucs написан на С++ с использованием фреймворка Qt. ОС Linux, Windows и Mac.

Анализ и содержал модели, необходимые для разработки интегральных схем того времени. Список бесплатных программ моделирования электронной цепи онлайн. вы можете найти и использовать множество проектов и электронных схем,&nbsp. KTechLab - это бесплатная программа для разработки и проверки электронных схем. Лицензия: GNU GPL (ознакомится с лицензионным соглашением.

OS. Для достижения наилучших результатов рекомендуется использовать ОС Linux. Текущейверсией проекта является 0. Ведется подготовка к релизу версии 0. Все желающие могут предложить изменения для исходного кода программы, сообщить об ошибках, запросить реализацию новой функции [2]. Возможности Qucs. Qucs предназначен для моделирования цифровых и аналоговых схем во временной и частотной областях от постоянного тока до СВЧ- частот. В противоположность многим современным симуляторам схем, базирующимся на ядре моделирования SPICE, Qucs основан на ядре qucsator оригинальной разработки [5].

Недостатком этого ядра является то, что используется формат списка цепей (netlist), отличный от SPICE. Данный недостаток удается преодолеть при помощи встроенной утилиты конвертирования файлов списка цепей. Ну а преимущество в том, что предусмотрена встроенная возможность моделирования S- параметров и гармонического баланса. Перечислим доступные виды моделирования: Моделирование рабочей точки на постоянном токе (DC analysis).

Моделирование в частотной области на переменном токе (AC analysis) с возможностью расчета шумовых напряжений. Моделирование переходного процесса во временной области (Transient analysis). Моделирование S- , Z- , Y- , A- параметров (S- parameter analysis) и КСВ с возможностью расчета шумовых напряжений.

Моделирование цифровых схем — временные диаграммы и таблицы истинности. Гармонический баланс. Спектральный анализ. Параметрический анализ (Parameter sweep).

Поддерживаются следующие классы электронных компонентов: Пассивные RCL- компоненты. Источники постоянного тока и напряжения, переменного синусоидального напряжения, импульсного напряжения, напряжения произвольной формы, шумового напряжения, управляемые источники напряжения и тока, модулированные источники. Диоды, диоды Зенера, тиристоры, туннельные диоды.

Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы (JFET, MOSFET, MESFET и СВЧ- транзисторы). Фотодиоды, фототранзисторы. Идеальные ОУ. СВЧ- компоненты: коаксиальные и микро- полосковые линии. Библиотечные компоненты: транзисторы, диоды и аналоговые микросхемы.

Цифровые компоненты — логические элементы, триггеры, счетчики, регистры, сумматоры, шифраторы, дешифраторы, VHDL- компоненты. Файловые компоненты: подсхемы, spice- подсхемы, компоненты Verilog, файлы S- параметров. Виртуальные датчики тока и напряжения.

Математические уравнения. Рассмотрим интерфейс программы. Главное окно программы показано на рис. 1. В качестве примера смоделирован резонансный усилитель радиочастоты на полевом транзисторе с p- n- переходом (JFET). Рис. 1. Главное окно Qucs и пример моделирования схемы. В программе применен графический интерфейс пользователя со вкладками.

Центральную часть окна занимают вкладки, на которых отображаются моделируемые схемы. Возможно одновременно открывать несколько схем, каждая из которых будет расположена на своей вкладке. Компоненты размещаются на схеме методом перетаскивания из левой части окна. Математические уравнения и виды моделирования и уравнения также являются особыми компонентами. Более подробно принципы редактирования схем описаны в документации к программе.

Проприетарными аналогами Qucs являются такие широко известные САПР, как Micro. CAP, Multi. Sim, LTSpice и Proteus. По количеству видов моделирования и возможностям постобработки результатов моделирования с применением математического ПО (Matlab, Octave, Python) Qucs не уступает проприетарным аналогам и даже по отельным характеристикам превосходит их, так как в нем реализована возможность моделирования S- параметров, недоступная аналогам. Для использования в академических целях имеется важная функция экспорта схемы и результатов моделирования в растровые и векторные графические форматы. Но в Qucs отсутствуют такие возможности проприетарных САПР, как моделирование микроконтроллеров и интерактивное моделирование схем в реальном времени.

Лидерами в этих областях являются САПР Multi. Sim и Proteus. На наш взгляд, включение этих возможностей в Qucs не оправдано, поскольку приводит к бесполезному потреблению вычислительных ресурсов персонального компьютера. В настоящее время данные задачи можно решать при помощи внутрисхемных средств отладки без применения моделирования. Таким образом, отсутствующие функции не становятся препятствием к использованию Qucs. Серьезным ограничением Qucs остается отсутствие возможности цифро- аналогового моделирования.

Здесь Qucs уступает лидеру в этой области — Micro. CAP. В настоящее время мы работаем над реализацией такой возможности. Qucs имеет следующие возможности по визуализации данных: Декартовские диаграммы (2. D и 3. D). Диаграммы в полярных координатах. Диаграммы на комплексной плоскости. Диаграммы Смита для сопротивлений и проводимостей.

Табличная форма. Имеется возможность использования маркеров на диаграммах, чтобы получить значение параметра в конкретной точке. Результаты моделирования можно экспортировать в Matlab- совместимую систему численной математики и выполнить там постобработку данных. Рекомендуется применять открытую Matlab- совместимую среду Octave. Возможен экспорт данных в виде CSV (comma separated values).

Формат схемного файла, основанный на XML, позволяет легко создавать утилиты для синтеза схем. В комплекте с Qucs поставляются утилиты для синтеза пассивных фильтров, аттенюаторов, согласованных схем, расчета микрополосковых, коаксиальных линий и волноводов.

Qucs основан на вновь разработанном движке схемотехнического моделирования, особенностью которого является встроенная возможность моделирования S- параметров и КСВ, что важно для анализа ВЧ- схем. Qucs может пересчитывать S- параметры в Y- и Z- параметры. На рис. 2 и 3 показан пример моделирования S- параметров широкополосного усилителя высокой частоты и построения диаграммы Смита.

Использование диаграмм Смита позволяет анализировать параметры в частотной области, степень согласованности схем и устойчивость активных схем. Это особенно важно при проектировании СВЧ- устройств. Рис. 2. Модель широкополосного усилителя высокой частоты в Qucs. Рис. 3. Пример различных способов визуализации данных в Qucs: декартовская диаграмма и диаграмма Смита.

Пример моделирования с помощью спектрального анализа показан на рис. 4. Смоделирован кольцевой диодный балансный смеситель.

Рис. 4. Моделирование спектра напряжения на выходе кольцевого диодного смесителя. Для этого вида моделирования приведем краткое пояснение.

Qucs не имеет специального вида моделирования спектра (Fourier Analysis). Вместо этого следует сначала провести моделирование переходного процесса, а затем рассчитать спектр напряжения при помощи математической функции Time. Freq (компонент «Уравнение» на рис. 4).

Данная функция выполняет преобразование Фурье и нормировку его результата. К недостаткам Qucs следует отнести малое количество библиотечных компонентов. Но этот недостаток не становится препятствием к использованию, поскольку Qucs совместим с форматом Spice, в котором приводятся модели электронных компонентов в дата- шитах.