Qucs - CAD open-source pentru modelare circuite electronice
- CAD/CAM
În prezent, nu există prea mult CAD open-source. Cu toate acestea, printre CAD pentru electronice (EDA) există produse foarte demne. Acest post va fi dedicat simulatorului de circuit electronic open source. cod sursa. Qucs este scris în C++ folosind cadrul Qt4. Qucs este multiplatformă și este lansat pentru Linux, Windows și MacOS.
Dezvoltarea acestui sistem CAD a fost începută în 2004 de nemții Michael Margraf și Stefan Jahn (în prezent neactivi). Acum Qucs este dezvoltat de o echipă internațională, care mă include pe mine. Liderii proiectului sunt Frans Schreuder și Guilherme Torri. Sub tăietură, vom vorbi despre caracteristicile cheie ale simulatorului nostru de circuit, avantajele și dezavantajele sale în comparație cu analogii.
Fereastra principală a programului este afișată în captură de ecran. Acolo, se modelează un amplificator rezonant pe un tranzistor cu efect de câmp și se obțin forme de undă ale tensiunii de intrare și de ieșire și, de asemenea, răspunsul în frecvență.
După cum puteți vedea, interfața este intuitivă. Partea centrală a ferestrei este ocupată de circuitul care se modelează. Componentele sunt plasate pe schemă prin glisare și plasare din partea stângă a ferestrei. Modelarea vederilor și ecuațiilor sunt, de asemenea, componente speciale. Mai multe detalii despre principiile schemelor de editare sunt descrise în documentația programului.
Formatul de fișier schema Qucs este bazat pe XML și vine cu documentație. Prin urmare, circuitul Qucs poate fi generat cu ușurință programe de la terți. Acest lucru vă permite să creați software de sinteză a circuitelor, care este o extensie a Qucs. Software-ul proprietar utilizează de obicei formate binare.
Enumerăm principalele componente disponibile în Qucs:
- Componente RCL pasive
- Diode
- Tranzistoare bipolare
- Tranzistoare cu efect de câmp (JFET, MOSFET, MESFET și tranzistoare cu microunde)
- Amplificatoare operaționale ideale
- Linii coaxiale și microbande
- Componente bibliotecă: tranzistori, diode și circuite integrate
- Componente fișiere: subcircuite, subcircuite condimente, componente Verilog
Biblioteca de componente folosește propriul format bazat pe XML. Dar este posibil să importați biblioteci de componente existente bazate pe Spice (furnizate în fișele de date pentru componentele electronice).
Sunt acceptate următoarele tipuri de simulare:
- Simularea punctului de operare DC
- Modelare în domeniul frecvenței pe curent alternativ
- Simularea procesului tranzitoriu în domeniul timpului
- Modelarea parametrilor S
- Analiza parametrica
Rezultatele simulării pot fi exportate în Octave/Matlab și post-procesate acolo.
Qucs se bazează pe un motor de simulare a circuitelor nou dezvoltat. O caracteristică distinctivă a acestui motor este capacitatea încorporată de a simula parametrii S și SWR, care este importantă pentru analiza circuitelor RF. Qucs poate converti parametrii S în parametrii Y și Z.
Capturile de ecran arată un exemplu de modelare a parametrilor S ai unui amplificator de bandă largă de înaltă frecvență.
Deci, o trăsătură distinctivă a Qucs este capacitatea de a analiza răspunsuri complexe în frecvență (CFC), trasând pe planul complex și diagrame Smith, analizând impedanțe complexe și parametrii S. Aceste caracteristici nu sunt disponibile în sistemele MicroCAP și MultiSim proprietare, iar aici Qucs chiar depășește software-ul comercial și vă permite să obțineți rezultate de neatins pentru simulatoarele de circuite electronice bazate pe Spice.
Dezavantajul Qucs este numărul mic de componente ale bibliotecii. Dar acest dezavantaj nu este un obstacol în utilizare, întrucât Qucs este compatibil cu formatul Spice în care sunt date modele. componente electroniceîn fișele tehnice. Modelatorul este, de asemenea, mai lent decât modelele similare compatibile cu Spice (de exemplu, MicroCAP (proprietar) sau Ngspice (open-source)).
În prezent lucrăm la capacitatea de a oferi utilizatorului o alegere de motor pentru simularea circuitului. Va fi posibil să utilizați motorul Qucs încorporat, Ngspice (simulator de consolă compatibil cu condimente similar cu PSpice) sau Xyce (simulator cu suport pentru calcul paralel prin OpenMPI)
Acum să ne uităm la lista de inovații din recenta lansare a Qucs 0.0.18 domenii promițătoare în dezvoltarea Qucs:
- Compatibilitate îmbunătățită cu Verilog
- Portarea interfeței la Qt4 continuă
- Lista implementată de recente documente deschiseîn meniul principal.
- Export implementat de grafice, diagrame în formate raster și vectoriale: PNG, JPEG, PDF, EPS, SVG, PDF+LaTeX. Această caracteristică este utilă atunci când pregătiți articole și rapoarte care conțin rezultate de simulare.
- Abilitatea de a deschide un document schematic dintr-o versiune viitoare a programului.
- S-au remediat erori legate de blocarea modelatorului în anumite condiții.
- Un sistem de sinteză a filtrelor active pentru Qucs este în curs de dezvoltare (așteptată în versiunea 0.0.19)
- Dezvoltarea interfeței cu alte motoare open-source pentru modelarea circuitelor electronice este în curs de desfășurare (
Program pentru circuite electrice este un instrument folosit de ingineri pentru a crea circuite electronice cu scopul de a calcula și testa produse în etapele de proiectare, producție și exploatare. Afișarea exactă a parametrilor se face cu ajutorul scalei. Fiecare element are propria sa denumire sub formă de simboluri corespunzătoare GOST.
Software pentru schema electrică: de ce am nevoie de el?
Cu ajutorul programului pentru circuite electrice, puteți crea desene precise și apoi le puteți salva în în format electronic sau tipăriți.
IMPORTANT! Aproape toate programele pentru desenarea diagramelor au elemente gata făcute în bibliotecă, deci nu trebuie să le desenați manual.
Astfel de programe sunt plătite și gratuite. Primele sunt caracterizate de o funcționalitate deosebită, capabilitățile lor sunt mult mai largi. Există chiar întregi sisteme automatizate Design CAD, care sunt utilizate cu succes de inginerii din întreaga lume. Cu ajutorul programelor pentru desenarea diagramelor, munca nu este doar complet automatizată, ci și extrem de precisă.
Programele gratuite sunt inferioare în ceea ce privește funcţionalitate software plătit, însă, cu ajutorul lor, puteți implementa proiecte de complexitate inițială și medie.
Software-ul vă face munca mai ușoară și mai eficientă. Am pregătit o listă de programe populare de creare de circuite utilizate de profesioniști din întreaga lume. Dar mai întâi, să ne dăm seama ce scheme sunt și ce tipuri sunt.
Programe: pentru ce scheme sunt destinate?
Schema este un document de proiectare de tip grafic. Este plasat în formă simboluri componentele constitutive ale dispozitivului și conexiunile dintre acestea.
Schemele fac parte din setul de documentație de proiectare. Acestea contin datele necesare proiectarii, productiei, asamblarii, reglementarii, utilizarii dispozitivului.
Când sunt necesare diagramele?
- Proces de design. Acestea vă permit să determinați structura produsului în curs de dezvoltare.
- Proces de producție. Oferă o oportunitate de a demonstra designul. Pe baza acestora se dezvoltă un proces tehnologic, o metodă de instalare și control.
- Procesul de operare. Cu ajutorul diagramelor, puteți determina cauza defecțiunii, repararea și întreținerea corectă.
Tipuri de scheme conform GOST:
- cinematic;
- gaz;
- energie;
- pneumatic;
- hidraulic;
- electric;
- combinate;
- optic;
- diviziuni;
- vid.
Care este cel mai bun program cu care să lucrezi?
Există un număr mare de plătite și programe gratuite pentru elaborarea desenelor electrice. Funcționalitatea este aceeași pentru toată lumea, cu excepția funcțiilor avansate pentru cele plătite.
Visio
QElectro Tech
sPlan
Visio
Avantajele QElectro Tech
- export în format png, jpg, bmp sau svg;
- verificarea performantei circuitelor electrice;
- este ușor să creați diagrame de cablare, datorită prezenței unei biblioteci extinse; complet în rusă.
Contra QElectro Tech
- funcționalitatea este limitată;
- realizarea unei diagrame de reţea de complexitate iniţială şi medie.
- Etapele muncii
Interfață simplă. Colecția de figuri pentru asamblarea circuitelor electrice este situată în stânga în fereastra principală. ÎN partea dreapta se află spațiul de lucru.
- Creați un document nou.
- Trageți și plasați cu mouse-ul în spațiul de lucru numărul necesar de elemente pentru a crea și simula rezultatul dorit.
- Conectați piesele împreună. Conexiunile sunt convertite automat în linii orizontale și verticale.
- Salvați fișierul cu extensia qet.
Există o funcție de a construi propriile elemente și de a salva în bibliotecă. Formele pot fi folosite în alte proiecte. Software în limba rusă. Programul este potrivit pentru Linux și Windows.
sPlan
Program pentru construirea de circuite electronice și electrice, desen plăci de circuite. Când transferați elemente din bibliotecă, acestea pot fi fixate într-o grilă de coordonate. Software-ul este simplu, dar vă permite să creați desene și desene de complexitate diferită.
Foto 3 - Procesul de întocmire a unei diagrame în sPlan
Misiunea sPlan este de a proiecta și dezvolta electronice scheme de circuite. Pentru a simplifica munca, dezvoltatorul a oferit o bibliotecă extinsă cu spații geometrice pentru denumirile elementelor electronice. Există o funcție de a crea elemente și de a le salva în bibliotecă.
Etape de lucru:
- Creați un document nou.
- Trageți elementele necesare din biblioteca de elemente. Formele pot fi grupate, rotite, copiate, tăiate, lipite și șterse.
- Salva.
Pentru proiectare și testare circuite simple trebuie doar să luați o placă și să începeți să plasați componentele de interes pe ea, cu capacitatea de a înlocui rapid unul sau altul. Placile de breadboard facilitează verificarea circuitului pentru erori înainte de a lipi produsul finit. Dar dacă aveți un circuit mai complex sau dacă trebuie să rulați niște simulări destul de complexe ale fluxului de semnal pe proiect înainte de a începe să construiți dispozitivul final, veți avea nevoie software pentru modelarea circuitelor sau pur și simplu un simulator.
Principalele cerințe pe care majoritatea oamenilor (în special cei începători în electronică) le au pentru simulatoarele de circuite sunt ușurința în utilizare și un preț cât mai mic posibil, în mod ideal gratuit. Funcționalitatea este, de asemenea, foarte importantă.
Deși este ușor de obținut versiune de încercare ceva de genul OrCAD PSpice, acest software nu are toate caracteristicile disponibile, cu excepția cazului în care doriți să le obțineți, desigur. Din fericire, există un software complet gratuit de simulare a circuitelor electronice, numit Qucs (Quite Universal Circuit Simulator), lansat sub licență GPL. Qucs oferă o alternativă demnă la alte simulatoare de circuite plătite. Qucs rulează propriul software separat de SPICE, deoarece SPICE nu are licență pentru reutilizare.
Qucs are cele mai multe componente de care veți avea nevoie pentru modelarea aproape profesională, iar acest software are o cantitate imensă de diverse modele tranzistoare. Programul în sine poate fi găsit la http://qucs.sourceforge.net/. Pentru mai mult informatii detaliate Pagina Wikipedia Qucs (https://en.wikipedia.org/wiki/Quite_Universal_Circuit_Simulator) listează toate caracteristicile disponibile și are, de asemenea, o pagină de întrebări frecvente.
Potrivit dezvoltatorilor, Qucs nu este încă complet terminat și, cel mai probabil, funcții vor fi adăugate din când în când, așa că s-ar putea să nu existe o versiune finală, totuși, astăzi Qucs este deja un instrument foarte funcțional pentru modelarea circuitelor electronice. GUI utilizatorul Qucs este bine dezvoltat și vă permite să personalizați circuitele și să prezentați rezultatele simulării în tipuri variate diagrame. Capturile de ecran de mai jos confirmă acest lucru.
