Моделирование схем онлайн: Нужен хороший и понятный онлайн/оффлайн симулятор простых электрических схем (аналоговых и цифровых)? — Хабр Q&A — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Роберт Хайнеманн — Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE читать онлайн

12 3 4 5 6 7 …73

Роберт Хайнеман

Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

Все нужно делать как можно проще, но и не упрощать.

Альберт Эйнштейн

Предисловие

За всю историю развития электронной техники не было изобретения, которое оказало бы большее влияние на работу специалистов, чем программа PSPICE. С появлением PSPICE достаточно иметь под рукой стандартный персональный компьютер, чтобы смоделировать работу сложнейших электронных схем. При этом результаты в большинстве случаев оказываются точнее полученных в лабораторных условиях, хотя бы потому, что PSPICE не допускает погрешностей в измерениях.

Программы-имитаторы стали незаменимым инструментом в работе профессиональных электронщиков. В настоящее время существует целый ряд моделирующих программ, и практически все они созданы на основе SPICE, которая была разработана специалистами университета Беркли. PSPICE считается образцом имитатора и используется электронщиками во всем мире чаще, чем все остальные моделирующие программы вместе взятые.

Полная версия программы PSPICE стоит очень дорого и практически недоступна для отдельных частных лиц. Поэтому трудно переоценить значение ее бесплатной демоверсии для предприятий, школ и вузов, готовящих специалистов в области электроники. Демоверсия отличается от полной лишь тем, что объем моделируемых схем ограничен 50-ю деталями, среди которых может быть 10 транзисторов. Этого достаточно, чтобы использовать программу в образовательных целях. Все примеры в настоящей книге рассчитаны на демоверсию, но материал изложен так, что по сути является вводным курсом в полную версию PSPICE.

Для того чтобы имитатором могли пользоваться европейские потребители, с разрешения изготовителей в оригинальную американскую демоверсию PSPICE были внесены некоторые изменения: вместо распространенных в США включены схемные обозначения, соответствующие стандартам IEC, и используемые в Европе транзисторы.

Прилагаемый к книге компакт-диск содержит как оригинальную американскую демоверсию PSPICE, так и ее измененный европейский вариант.

Автор книги попытался достичь невозможного: совместить под одной обложкой учебный курс для новичков, солидное подспорье для опытных пользователей и справочник как для первой, так и для второй категории читателей. Реализации намеченных целей призвана служить следующая структура книги:

• часть I адресована, главным образом, новичкам. Сведения об основах работы с программой PSPICE объединены в пять уроков. После тщательной изучения этого вводного курса вы овладеете важнейшими видами анализа, что является непременным условием для работы с PSPICE. Для успешного освоения материала первой части необходимо иметь базовые знания о характеристиках поведения резисторов, конденсаторов и катушек в цепях постоянного и переменного тока;

• информация, содержащаяся в части II, имеет более специализированный характер и предназначается для опытных пользователей программы PSPICE, то есть для тех, кто уже изучил материал первой части и успел применить полученные знания на практике.

Пять уроков этой части можно прорабатывать в любой последовательности;

• в конце каждого урока вы найдете руководство к действию. Приведенные в нем рецепты в краткой форме содержат указания относительно последовательности выполнения важнейших операций. Это сделано для того, чтобы читатель, если он вдруг упустил отдельные моменты при изучении материала, смог быстро сориентироваться;

• часть III рассказывает о перспективах работы с программой PSPICE. Среди прочего здесь говорится об использовании PSPICE в таких областях, как техника связи и регулирования, силовая полупроводниковая техника.

Внимательно и последовательно проштудируйте первую часть книги. Овладев изложенным там материалом, вы будете готовы к тому, чтобы с успехом применять программу PSPICE для изучения основных схем полупроводниковой электроники. Материал же второй части можете осваивать постепенно, по мере необходимости.

Данный учебный курс был неоднократно апробирован и претерпел немало изменений, прежде чем приобрел тот вид, который имеет в книге.

Хотелось бы выразить искреннюю признательность всем коллегам, учащимся и студентам, способствовавшим его созданию. Отдельные слова благодарности адресованы фирме OrCad, выпустившей бесплатную демоверсию PSPICE, в результате чего стало возможным использование этой уникальной программы в сфере профессионального образования.

Автор книги предлагает своим читателям бесплатные электронные консультации. В сети Internet есть страничка http://www.spicelab.de, где он публикует последние новости по программе PSPICE и, кроме того, отвечает на наиболее часто задаваемые вопросы, которые ему присылают по электронной почте: [email protected].

Роберт Хайнеман Брауншвейг

Предисловие ко второму изданию

Многочисленные читательские отклики на первое издание книги подтвердили правильность выбранной концепции. Поэтому уже менее чем через год возникла необходимость ее повторного выпуска.

В январе 1999 года, сразу после объединения компаний MicroSim и OrCAD, появилась версия PSPICE 9. 0, в которой редактор проектирования электронных схем MicroSim-SCHEMATICS был заменен редактором OrCAD-CAPTURE. В отличие от предыдущей версии 9.0 была создана, как мне представляется, несколько поспешно и имела некоторые недостатки (так, например, нельзя было непосредственно на схеме указывать токи и напряжения в рабочей точке аналоговых микросхем, а также двоичные состояния в цифровых микросхемах, что чрезвычайно удобно при проектировании). Все недочеты были устранены в версии 9.1. Кроме того, версия 9.1 позволяет чертить схему как в редакторе MicroSim-SCHEMATICS, так и в OrCAD-CAPTURE. Но это возможно только в полной версии PSPICE 9.1. Демоверсия, к сожалению, не содержит ни опции для указания данных в рабочей точке непосредственно на чертеже, ни возможности выборочного использования SCHEMATICS и CAPTURE при проектировании схемы. Что касается указания данных в рабочей точке, то компания CADENCE (недавно фирма OrCAD вошла в компанию CADENCE, что сделало последнюю крупнейшей корпорацией, предлагающей свое программное обеспечение и услуги на рынке электронных цифровых анализаторов) уже объявила о намерении внести необходимые дополнения в следующую демоверсию.

В связи с появлением новой версии программы текст книги перед повторным изданием был доработан. Я избрал концепцию, которая, надеюсь, удовлетворит как тех читателей, кто работает с демоверсией и для кого важно иметь характеристики рабочей точки на схеме, так и тех, кто предпочитает пользоваться новейшей версией 9.1. С учетом этого к прежнему варианту книги о версии 8.0 были добавлены две главы (четвертая часть), где рассказывается о версии 9.1. Материал дополнительных глав излагается в виде учебного курса и подается с таким расчетом, чтобы читатель, знакомый с версией 8.0, мог без труда освоить версию 9.1. Прилагаемый к книге компакт-диск содержит обе демоверсии PSPICE 8.0 и 9.1, а также их европеизированные варианты. При одновременной работе версии не конфликтуют друг с другом, так что вы можете установить на своем компьютере оба варианта и в случае необходимости заглянуть в версию 9.1, не отказываясь при этом от использования версии 8.0.

12 3 4 5 6 7 .

..73

Создание схемы IDEF0 — Служба поддержки Майкрософт

IDEF0 обозначает определение интеграции для моделирования процессов — методологию создания общедоступных доменов, которая используется для моделирования предприятий и их процессов, чтобы их можно было понять и улучшить. Это тип схемы.

Схемы IDEF0 обычно включают следующие компоненты:

Контекстная схема — самая верхняя схема в модели IDEF0.
Иерархия декомпозиции IDEF0 с использованием родительских и детских связей.

Дерева узлов — структуры узлов в виде дерева, корневые на выбранном узле и используемые для представления полного декомпозиции IDEF0 в одной схеме.

Создание контекстной схемы

Откройте Visio.

В Visio 2013 и более новых версиях: щелкните категорию «Диаграммы», выберите IDEF0 Diagram (Схема IDEF0) и нажмите кнопку Create (Создать).

In Visio 2010: Under Template Categories, click Flowchart > IDEF0 Diagram > Create.

В Office Visio 2007: в меню Файл найдите пункты Новые ,Навести указатель мыши на пункт«Схема» и выберите пункт Схема IDEF0.
org/ListItem»>
Добавьте блок заголовка, чтобы уложить имя узла, заголовок и номер для схемы.
1. Перетащите фигуру Блок заголовка из фигур схемы IDEF0на страницу.
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите имя узла, например A-0 (минус ноль) или более полное имя, например QA/A-0, где qa — это сокращение имени модели. Вы также можете ввести название и номер схемы.
  
  Выберите расстояние от внешнего края страницы до границы блока заголовка и нажмите кнопку ОК.
org/ListItem»>
Добавьте на схему поля действий (также известные как поля функций).
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите фигуру «Действие» внутри блока заголовка.
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите имя процесса. В качестве ИД процессаиспользуйте по умолчанию A0, чтобы представить процесс верхнего уровня. В качестве ИД под-схемывведите ИД схемы декомпозиции, если этот процесс является декомпозицией.
Добавление стрелок внешнего интерфейса (или ограничений).
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите на страницу схемы одну разборную фигуру соединителевой схемы и перетащите конечные точки к точкам соединения в полях действий.
2. Чтобы добавить текст с описанием соединителю, вы выберите ее и введите текст.
Добавляйте заявления о цели и заявлениях о цели.
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите фигуру Блок текста 8 пт на страницу документа внутри блока заголовка.
2. Перетащите боковой лад, чтобы растянуть блок текста по ширине блока заголовка.
3. Выделив фигуру, введите текст, чтобы описать, для какой модели она предназначена.

Создание родительской или детской схемы

Откройте Visio.
В Visio 2013 и более новых версиях: щелкните категорию «Диаграммы», выберите IDEF0 Diagram (Схема IDEF0) и нажмите кнопку Create (Создать).

In Visio 2010: Under Template Categories, click Flowchart > IDEF0 Diagram > Create.

В Visio 2007: в меню Файл найдите пункты Новые ,Навести указатель мыши на пункт«Схема» и выберите пункт Схема IDEF0.
Добавьте блок заголовка, чтобы уложить имя узла, заголовок и номер для схемы.
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите фигуру Блок заголовка на страницу.
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите имя узла, например A0 (для самой верхней родительской схемы), или номер узла родительской функции (например, A3 или A112), если родительская схема также является родительской схемой. Вы также можете ввести заголовок и номер.
  
  Выберите расстояние от внешнего края страницы до границы блока заголовка и нажмите кнопку ОК.
Добавьте на схему поле действия (также известное как поле функции).
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите фигуру «Действие» в блок заголовка.
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите имя процесса, который представляет поле. (Имя должно быть активным глаголом или глагольным словосочетанием.)
  
  Введите ИД процесса (число от 1 до 6) и подстраховую схему. В под-схеме (также известной как выражение подробных ссылок или DRE) находится номер подчиненной схемы этого окна действия, если он будет иметь такой. В под-схеме может быть номер узла, например A42, либо номер страницы или имя подчиненной схемы.
3. Продолжайте перетаскивание, присвоение имен и нумингу полей, пока в блоке заголовка не будет от трех до шести полей.
Добавьте стрелки ограничений и измените их нужным образом. Используйте фигуру IDEF0 для:

Создание стрелок для окна
1. org/ListItem»>
  Из фигур схемы IDEF0перетащите соединителон IDEF0 на страницу, а затем перетащите его конечные точки к точкам соединения в полях действий. Когда конечные точки поворачиваться красным цветом, фигуры соединены.
2. Перетащите второй соединителка IDEF0 на страницу и перетащите его точки к точке соединения в другом поле действия.
3. Поместите стрелку второго соединитела непосредственно на стрелку первого соединитела, чтобы две стрелки были соединены друг с другом.
Создание стрелок для висячай
1. Из фигур схемы IDEF0перетащите соединителон IDEF0 на страницу, а затем перетащите его конечные точки к точкам соединения в полях действий. Когда конечные точки поворачиваться красным цветом, фигуры соединены.
2. Перетащите на страницу второй соединителся IDEF0 и выровняте его точки с первой.
3. Перетащите конечную вверх или вниз, пока стрелки не разорвятся нужным образом.
4. Повторяйте шаги 1—3, пока не у вас будет нужное количество вилок.
Создание стрелок, которые раздувайте в ветви
1. Перетащите соединителку IDEF0 на страницу, а затем перетащите точки к точке соединения в поле действия. Когда начальная точка становится красной, фигуры соединены.
2. Перетаскивать стрелку, пока соединитектор не будет изгибаться нужным образом.
3. Выбрав соединитель, перетащите копию соединителя в то место, куда нужно ввести первую ветвь, удерживая на клавише CTRL.
4. Нажмите клавишу F4, чтобы создать нужное количество дополнительных ветвей.
5. Подключение конечные точки в соответствующие поля действий.
  
  Совет: Чтобы лучше выровнять ветви, соедините точки начала дубликаты ветвей с точки начала исходной ветви. Если ваши ветви имеют два изгиба, можно также использовать для положение центрального отгона соединителения.
Создание стрелок для этого канала
1. org/ListItem»>
  Из фигур схемы IDEF0перетащите соединителон IDEF0 на страницу, а затем перетащите его конечные точки к точкам соединения соответствующим полям действий. Когда конечные точки поворачиваться красным цветом, фигуры соединены.
2. Чтобы добавить канал, щелкните соединителю правой кнопкой мыши и выберите Tunnel В или Tunnel Выход.
  
  Чтобы удалить соединителку, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите Tunnel В или Tunnel выход, чтобы снять его.
  
  Примечание: Используйте фигуру соединителю с разборкой в виде разборки, чтобы добавить стрелки прямой линии на схему IDEF0.
Чтобы добавить текст с описанием соединителю, вы выберите ее и введите текст.

Создание дерева узлов

Откройте Visio.
В Visio 2013 и более новых версиях: щелкните категорию «Диаграммы», выберите IDEF0 Diagram (Схема IDEF0) и нажмите кнопку Create (Создать).

In Visio 2010: Under Template Categories, click Flowchart > IDEF0 Diagram > Create.

В Visio 2007: в меню Файл найдите пункты Новые ,Навести указатель мыши на пункт«Схема» и выберите пункт Схема IDEF0.
Добавьте узел на схему.
1. Перетащите фигуру Узел на страницу чертежа.
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите A0 либо номер узла или имя узла, для которого нужно корневое дерево, и нажмите кнопку ОК.
3. Чтобы добавить текстовую метку на узел, перетащите на страницу документа фигуру Блок текста 8 пт. Выбирая блок текста, введите метку.
Перетащите на страницу рисунка сплошную соединитечную фигуру. Приклейте одну конечную точку к точке в центре узла. Перетащите другую конечную точку, пока соединитетелем не будет нужна нужная длина, и укажет в нужном направлении.
Повторяйте шаг 3, пока не добавим все ветви, необходимые для узлов, которые будут подключены к верхнему узлу.
Перетащите другие фигуры Node на страницу чертежа и приклейте их центры к свободным концам соединителов.
Работайте с деревом, повторяя шаги 3, 4 и 5, пока не добавите все необходимые узлы и соединители.
org/ListItem»>
Назначение чисел узлам.
1. На схеме дерева узла IDEF0 щелкните правой кнопкой мыши узел, который вы хотите изменить,и выберите установить номер узла .
2. В диалоговом окне Данные фигуры введите нужное число и нажмите кнопку ОК.
3. Чтобы изменить положение номера узла, перетащите связанный с ним лад.

Совет: Если вы хотите прямо с узла перейти к подробной схеме, в которую он входит, добавьте гиперссылки на узел, а затем привяжете ее на страницу схемы, содержаную подробную схему.

Симулятор цепи WRspice

WRspice Симулятор цепи
Whiteley Research Inc., wrcad.com

Нажмите здесь, чтобы просмотреть онлайн-руководство для WRspice .
Нажмите здесь, чтобы войти в интерактивную справку WRspice система.

WRSpice является мощным и гибким инструментом моделирования и анализа цепей. В то время как WRspice разрабатывается для включения новых функции, он будет продолжать поддерживать эти возможности и режимы которые по-прежнему широко используются с Berkeley Spice2 и Spice3. программы. Он также имеет расширения для совместимости с другими коммерческие симуляторы SPICE (имеется в виду HSPICE).

WRspice доступен для Linux, Apple OS X и Microsoft Windows.

В отличие от традиционного пакетного режима SPICE, WRspice делает широкое использование входной графики и метафоры «укажи и щелкни» для программный контроль. Доступно около десятка различных панелей управления с панели инструментов для управления различными аспектами работы тренажера. Пользователь может открыть выбор панелей управления и расположить их согласно предпочтениям. Команда «обновить» сохраняет расположение на будущее WRspice сеансов. WRspice делает не содержат внутреннего интерфейса захвата схемы. Вместо этого это предназначен для работы в сочетании с мощным графическим редактором Xic .

Конечно, WRspice очень эффективен в пакетном режиме. а также неграфические приложения.

WRspice включает в себя несколько уникальных функций, включая встроенный парсер Verilog и языковые расширения для смешанного режима (аналоговое/цифровое) моделирование и случайные источники шума.

Контекстно-зависимая помощь предоставляется повсюду. HTML-справка система работает как веб-браузер (хотя совместима только с HTML-3.2, поэтому неправильно отображают большинство веб-страниц), что делает интернет-ресурсы удобно доступны. База данных справки может быть легко дополнена информация о конкретном сайте.

WRspice без проблем работает с Xic программа графического редактора, обеспечивающая иллюзию единого приложение пользователю. Xic обеспечивает графическое фреймворк для генерации входных данных из схемы, инициирующий запуск симуляции и построение вывода. WRspice также очень эффективен в качестве автономного приложения, куда подается ввод в файлах ASCII с использованием надмножества стандартного синтаксиса SPICE.

Мощное графическое средство для построения графиков доступно для построения графиков. результаты симуляции с поддержкой бумажных копий для Postscript (моно и цвет), HP PCL, HPGL и другие.

Предоставляется мощный язык сценариев и интерпретатор, так что можно использовать автоматизированное моделирование и обработку данных. используемый синтаксис является эффективным, но простым в освоении C-подобным сценарием язык, представляющий расширенный набор возможностей сценариев язык, используемый в Berkeley Spice3.

Команды существуют для определенных типов повторяющихся анализов, таких как метод Монте. Карло и анализ рабочего диапазона. Команда «loop» анализирует схема, изменяя параметры схемы, создавая многомерные выходные векторы. WRspice имеет возможность посылки переносить задачи на другие машины в сети, что значительно сокращает время требуется для работы с несколькими анализами.

WRspice обеспечивает следующие основные типы анализа:

Рабочая точка постоянного тока
Развертка постоянным током (два измерения)
АС
Шум
Искажение
Передаточная функция
Чувствительность
Переходный период
Рабочий диапазон
Монте-Карло

Переменный ток, шум, передаточная функция и анализ переходных процессов могут выполняется в каждой точке развертки постоянного тока с использованием режима анализа «контур».

WRspice включает синтаксический анализатор Verilog и поддержку «блоки Verilog», встроенные в описания схем. Это облегчает моделирование в смешанном режиме и инструментарий для стохастического анализа.

Библиотека моделей устройств предоставляет следующие устройства:

Конденсатор
Резистор
Переключатель (управляемый по току и по напряжению)
Зависимые и независимые источники тока и напряжения
Линии передачи (без потерь, модель свертки с потерями, Pade с потерями аппроксимационная модель, URC-модель с сосредоточенными элементами)
Биполярный транзистор (стандартные модели и модели VBIC)
Соединительный диод
JFET
Джозефсон-Джанкшен
МЕСФЕТ
МОП-транзистор
Загружаемые во время выполнения модели устройств/Verilog-A теперь поддерживаются.

Электронная документация предоставляет актуальную информацию о текущих доступные встроенные модели устройств. В частности, встроенный МОП модели, включенные в настоящее время, перечислены здесь.

Некоторые дополнительные функции WRspice

Установка

WRspice имеет встроенную возможность автоматического проверка наличия обновлений, а также фактической загрузки и установка обновлений по запросу пользователя. После установки для первый раз, 9Для включения этих функции.

Совместимость

Было внесено множество изменений для обеспечения прямой поддержки IBM и TSMC. литейные модели PDK, которые широко используют специфичные для HSPICE конструкции и особенности. Обработка ключевых слов и комментариев была расширен для поддержки синтаксиса, используемого другими симуляторами.

Гибкий синтаксис выражения

Синтаксис, принятый синтаксическим анализатором выражений, является более гибким и C-подобный, но на 100% обратно совместим со Spice3/Jspice3 и ранее WRspice ввод. Парсер понимает троичный условные и другие сложные конструкции, встречающиеся в выражениях модели PDK, а также наличие встроенных математических функций и случайных генераторы, совместимые с HSPICE.