Бесплатная программа для создания электрических схем Micro-Cap

Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap

Micro-Cap — это мощное приложение, с помощью которого можно легко эмулировать и создавать электрические схемы. Программа предлагает аналоговый / цифровой симулятор и встроенный редактор схем, который поможет настроить схему.

Micro-Cap имеет графическое и интуитивно понятное расположение, которое можно легко освоить и использовать.

Программа поставляется с рядом алгоритмических улучшений, оптимизированным кодом и хорошо интегрированным интерфейсом аналогового / цифрового моделирования, обеспечивающим повышенную скорость и эффективность.

Micro-Cap сочетает в себе интуитивно понятный современный интерфейс с несколькими мощными числовыми алгоритмами, чтобы обеспечить повышенную мощность моделирования и беспрецедентную простоту использования.

Алгоритм работы включает в себя создание электрической цепи в графическом редакторе, задание параметров анализа и изучение полученных данных. Программа самостоятельно составляет уравнения цепи и проводит моментальный расчёт. Любое изменение схемы или параметров элементов приводит к автоматическому обновлению результатов.

Графический редактор опирается на библиотеки электронных компонентов, которые можно пополнять на основе экспериментальных или справочных данных с помощью встроенного модуля Shape Editor. Все номиналы и параметры элементов могут быть как неизменными, так и зависящими от температуры, времени, частоты, состояния схемы, параметров других компонентов.

Анимированные детали (светодиоды, реле, семисегментные индикаторы и некоторые другие элементы) изменяют состояние в соответствии с поступающими на них сигналами. Моделирование включает в себя целый набор различных анализов: переходных процессов, передаточных характеристик по постоянному току, малосигнальных частотных характеристик, чувствительностей по постоянному току, нелинейных искажений, метода Монте-Карло и многих других.

Опытные пользователи могут создавать свои макромодели, которые облегчают имитационное моделирование без потерь информации. Допускается одновременно использовать различные стандарты элементов схемы. Полная поддержка SPICE-моделей позволяет применять проекты из других программ (DesignLab, OrCAD, P-CAD).

Утилита объединяет более 500 предупреждений и сообщений, которые помогут вам преодолеть любые трудности и исправить различные проблемы при возникновении ошибок. может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся или изучающих электронику.

Эту программу можно рекомендовать инженерам-электронщикам, студентам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и разработчикам радиоэлектронных схем.

Пример схемы

Ниже, пример схемы — стабилизатора с контролем напряжения по входу и выходу. Вольтметры могут быть как цифровые, так и аналоговые.

Ниже, пример схемы генератора, собранный на МС NE555. На выходе транзистор со светодиодом в нагрузке.

Теперь включаем выключатель и подаем питание на схему.

Зажигаются светодиоды — контроль питания (желтый) и контроль генерации (красный):

Программа позволяет просматривать напряжения и осциллограммы в любом участке схемы:

С помощью бесплатной программы Micro-Cap можно анализировать цифровые и аналоговые устройства. Кроме того пользователю предоставляется возможность смешанного моделирования представленного описываемого оборудования.

К функциональным особенностям программного продукта относится широкий набор вспомогательных элементов, позволяющих повысить наглядность моделируемого объекта. То есть, при необходимости пользователь может добавлять различные измерители уровня, светодиодные лампочки, реле, индикаторы, переключатели и прочее.

Особенности программы

• Возможность размещения на поле принципиальной схемы;
• Поиск компонентов в библиотеке и по принципиальной схеме;
• Выбор отображаемых атрибутов электрических схем;
• Предусмотрено изменение шрифтовых и цветовых отображений;
• Предусмотрено нанесения текстовых надписей.

 

Бесплатно программу Micro-Cap ver.9 на русском можно скачать с Яндекс диска по этой ссылке.

Метки: [ soft free ]

ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:

• Программа для расчета трансформаторов

Бесплатная простая программа для расчета намотки трансформаторов EvTrans V 2.

1 alpha

Трансформатор — это масса разных нюансов. В погоне за идеальными параметрами и улучшением одного из параметров ведёт к ухудшению нескольких других. Излишнее количество секций, например, увеличивает межобмоточную ёмкость; излишнее число витков — индуктивность рассеяния и активное сопротивление и т.п. При расчете трансформаторов более удобно воспользоваться специальной простой программкой — 

EvTrans. Это более модернизированная версия программы для расчета трансформаторов питания — Transfor.

Подробнее…

• Бесплатная программа для создания сайтов

CMS X-FS Free — Это бесплатная система для управления Вашим сайтом.

Тем, кто хочет создать свой первый сайт бесплатно. Данная система предназначена быстрого и легкого создания сайта для новичков!

Подходит для разработки, как персональных сайтов, так и для создания сайта визитки о фирме или организации. Благодаря подробной инструкции и подсказкам, с установкой и работой справиться даже самый неподготовленный пользователь.

Подробнее…

• Ускоряем свой компьютер кэшем

Существуют некоторые программы, например eBoostr, ReadyBoost® и т.п., которые используют специальную технологию для увеличения скорости загрузки OC Windows XP и его приложений. Их принцип основывается на сборке статистики использования программ и наполнения вспомогательного кэша, размещая его на отдельных жестких дисках или USB-накопителях. Такие программы необходимы для владельцев старых или перегруженных компьютеров и ноутбуков, которые модернизировать аппаратно проблематично или даже невозможно.

Подробнее…

Популярность: 659 просм.

Программа схемотехнического моделирования Multisim — презентация онлайн

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Системы менеджмента качества требования. Развитие стандарта ISO 9001

Операционная система. Назначение и основные функции

Adobe Photoshop

AutoCAD история и возможности

Microsoft Excel

Облачные технологии

Корпорация Microsoft и ее особенности

Веб-дизайн

Тема 2. Пакеты прикладных программ

1. Презентация на тему

Федеральное агентство по
образованию
ГОУ ВПО «Финансовотехнологическая академия»
Информационнотехнологический факультет
Кафедра информационных
технологий и управляющих
систем
Презентация
на тему
Программа
схемотехнического
моделирования
Multisim
Выполнил :
Студент Группы ИО-02
Чевордаев Игорь
Королёв, 2014

2. Введение

Multisim-это единственный в мире
эмулятор схем, который позволяет
вам создавать лучшие продукты за
минимальное время. Он включает в себя
версию Multicap, что делает его
универсальным средством для
программного описания и немедленного
последующего тестирования схем.

3. Возможности

NI Multisim 10.0 позволяет объединить процессы
разработки
электронных устройств и тестирования на основе
технологии виртуальных
приборов для учебных и производственных целей
Подразделение
Electronics Workbench Group компании National
Instruments анонсировало
выпуск Multisim 10. 0 и Ultiboard 10.0, самых последних
версий
программного обеспечения для интерактивного
SPICE-моделирования и
анализа электрических цепей, используемых в
схемотехнике, проектировании печатных плат и
комплексном тестировании.

4. Среда Multisim

5. От разработчиков

Можно использовать Multisim 10.0 для интерактивного создания
принципиальных электрических схем и моделирования их режимов
работы.
«Multisim 10.0 составляет основу платформы для обучения
электротехнике
компании National Instruments, включающей в себя прототип рабочей
станции NI ELVIS и NI LabVIEW. Он дает возможность студентам
получить всесторонний практический опыт на всем протяжении
полного
цикла проектирования электронного оборудования», — заявил Рей
Алмгрен,
вице-президент компании National Instruments по академическим
связям.
«При помощи этой платформы студенты могут с легкостью перейти от
теории к практике, создавая опытные образцы и углубляя свои знания в
основах проектирования схем», — отметил он.

6. В Multisim есть базы данных трех уровней:

Базы Данных
В Multisim есть базы данных
трех уровней:
Из Главной базы данных ( Master Database) можно
только считывать
информацию, в ней находятся все компоненты;
Пользовательская база данных ( User Database)
соответствует
текущему пользователю компьютера. Она
предназначена для хранения
компонентов, которые нежелательно предоставлять в
общий доступ;
Корпоративная база данных (Corporate Database).
Предназначена для
тех компонентов, которые должны быть доступны
другим пользователям по
сети.
Базы Данных
Средства управления базами данных
позволяют перемещать
компоненты, объединять две базы в одну и
редактировать их. Все базы
данных разделяются на группы, а они, в
свою очередь., на семейства. Когда
пользователь выбирает компонент и
помещает его в схему, создается новая
копия, Все изменения с ней никак не
затрагивают информацию,
хранящуюся в базе данных.
Базы Данных
База данных компонентов включает более 1200 SPICEмоделей
элементов от ведущих производителей, таких как Analog
Devices, Linear
Technology и Texas Instruments, а также более 100 новых
моделей
импульсных источников питания. Помимо этого, в новой
версии
программного обеспечения появился помошник
Convergence Assistant,
который автоматически корректирует параметры SPICE,
исправляя ошибки
моделирования. Добавлена поддержка моделей МОПтранзисторов
стандарта BSIM4, а также расширены возможности
отображения и анализа
данных, включая новый пробник для значений тока и
обновленные
статические пробники для дифференциальных измерений

9. Анализ

В Multisim предусмотрено множество режимов анализа данных
эмуляции, от простых до самых сложных, в том числе и вложенных.
Основные виды анализа:
1) DC – анализ цепи на постоянном токе.
Анализ цепей на постоянном токе осуществляется для резистивных
схем. Это правило следует напрямую из теории электрических цепей; при
анализе на постоянном токе конденсаторы заменяют разрывом, катушки
индуктивности – коротким замыканием, нелинейные компоненты, такие как
диоды и транзисторы, заменяют их сопротивлением постоянному току в
рабочей точке. Анализ цепи на постоянном токе выявляет узловые
потенциалы исследуемой схемы
2) AC – анализ цепи на переменном токе.
Анализ цепей на переменном токе заключается в построении
частотных характеристик.
3) Transient – анализ переходных процессов
Анализ переходных процессов в цепях позволяет определить форму
выходного сигнала, то есть построить график сигнала как функции
времени.
Чтобы начать анализ, выберите пункт меню Simulate\ Analyses и
выберите требуемый режим.

10. Список всех функций Multisim

Кроме встроенных функций
анализа есть возможность
определить свою функцию с
помощью команд SPICE.
При подготовке к анализу
необходимо настроить его
параметры, например, диапазон
частот для анализатора
переменного тока (AC analysis).
Необходимо также выбрать
выходные каналы (traces).
Плоттер (Grapher) – основной
инструмент просмотра результатов
эмуляции. Он открывается из меню
View/Grapher и автоматически при
работе эмуляции.
Множество настроек плоттера
находятся в окне свойств.
Например, можно изменять
масштабы, диапазоны, заголовки,
стили линий осей.

11. Общие правила моделирования

Любая схема должна обязательно содержать хотя
бы один символ заземления
Любые два конца проводника либо контакта
устройства, встречающихся в точке, всегда
считаются соединенными. При соединении трех
концов (Т-соединение) необходимо использовать
символ соединения (узел). Те же правила
применяются при соединении четырех и более
контактов.
В схемах должны присутствовать источники сигнала
(тока или напряжения), обеспечивающие входной
сигнал, и не менее одной контрольной точки (за
исключением анализа схем постоянного тока).

12.

Топология схемВ
схеме не должны присутствовать контуры из
катушек индуктивности и источников напряжения.
Источники тока не должны соединяться
последовательно
Не должно присутствовать короткозамкнутых
катушек
Источник напряжения должен соединяться с
катушкой индуктивности и трансформатором
через последовательно включенный резистор. К
конденсатору, подключенному к источнику тока,
обязательно должен быть параллельно
присоединен резистор.

13. Пример моделирования схемы

Для примера рассмотрим усилительный каскад на
биполярном транзисторе, включенным в схему с
общим эмиттером. Построим графики зависимости
выходного и входного напряжений от времени,
передаточную характеристику, амплитудно-частотную
и фазо-частотную характеристики.
1) Соберем исследуемую схему в среде Multisim
Примечание:
-двойное нажатие левой кнопкой мыши на элемент
позволяет изменить его параметры
-для удобства при работе можно изменять цвет
проводов (выделяем провод правой кнопкой мыши и в
появившемся контекстном меню выбираем Change
Color)
Запускаем
схему, осциллограф
автоматически строит графики зависимости
входного и выходного напряжений от времени
(для того, чтобы их посмотреть, достаточно
нажать левой кнопкой мыши на
осциллографе).
В активном окне Oscilloscope-XSC1 можно
увеличивать и уменьшать масштаб, сдвигать
графики по осям ординат и абсцисс, с
помощью курсора смотреть параметры в
каждой точке графика ( здесь- значение
напряжения), с помощью кнопки Save можно
сохранить данные осциллографа в виде
таблице в текстовом файле.

16. Примеры собранных схем

Исследование транзисторного источника
тока
Зависимость входного и выходного
напряжений от времени
( красное-входное напряжение,
синее-выхожное)
Передаточная характеристика эмиттерного повторителя

19. Спасибо за Внимание!

Добавить про ДУ и Лин У
Что не только относится к
Электронике

English     Русский Правила

Моделирование печатной платы: Как моделировать дизайн печатной платы | Приступая к работе

Каждая печатная плата должна пройти определенный уровень оценки, прежде чем ее можно будет запустить в серийное производство. Конструкции, как правило, проходят электрические испытания во время изготовления и сборки, но есть некоторые специализированные области механического и электрического поведения, которые трудно количественно оценить во время испытаний после сборки платы. Вместо того, чтобы тестировать каждый аспект проекта, можно использовать программное обеспечение для моделирования электрических цепей для расчета электрических характеристик вашей печатной платы перед производством.

Зачем использовать средства моделирования проектирования печатных плат вместо того, чтобы все тестировать? Часто бывает так, что некоторые электрические характеристики трудно проверить без создания специализированных испытательных плат и приспособлений или без использования какой-либо программы для проверки цепей. Некоторые аспекты дизайна просто слишком дороги для тестирования для некоторых дизайнеров. Например, инструменты, необходимые для всестороннего измерения поведения сигнала в высокоскоростной линии передачи, могут стоить 250 000 долларов и более. Инструменты моделирования проектирования позволяют разработчикам рассчитать то же поведение сигнала, которое им может потребоваться для измерения в проекте, и часто в реалистичных условиях с данными непосредственно из топологии печатной платы.

В этом обзоре мы рассмотрим некоторые важные моменты, связанные с созданием и запуском моделирования печатных плат как в вашей программе проектирования печатных плат, так и во внешних приложениях.

• Интерфейсное моделирование и оценка
• Расчет импеданса при проектировании стека печатных плат
• Моделирование во время компоновки и трассировки печатной платы
• Моделирование после макета
• Более продвинутое моделирование печатных плат

Испытайте лучшее программное обеспечение для проектирования и моделирования печатных плат с помощью Altium Designer.

Моделирование печатных плат начинается на этапе создания схемы проектного проекта, где моделирование SPICE используется как часть проектирования схемы. Моделирование SPICE важно для оценки электрического поведения на уровне системы, но оно также полезно для оптимизации схемы как части процесса проектирования. Программное обеспечение для создания схем со встроенным пакетом моделирования SPICE может помочь вам оставаться продуктивным, пока вы работаете с некоторыми базовыми моделями, необходимыми для оценки электрических характеристик.

Пакеты SPICE, которые используются для предварительного проектирования и моделирования, предназначены для выполнения определенного набора анализов:

• Развертка постоянного тока , где входное напряжение постоянного тока прогоняется по ряду значений, а напряжение и ток — по ряду значений. узлы контролируются
• Анализ переходных процессов или моделирование смешанных сигналов во временной области; это фундаментальное моделирование во временной области
• Развертки переменного тока или развертки по частоте, когда частота сигнала переменного тока изменяется во времени
• Развертка параметров , где определенный набор параметров компонента просматривается в диапазоне значений
• Анализ полюса-нуля , при котором условия стабильности и частоты переходных колебаний могут быть визуализированы на одном графике

Некоторые программы для создания схем со встроенным механизмом SPICE можно использовать с более сложными моделями, такими как анализ шума и тепловой анализ.

• Узнайте больше об основах моделирования SPICE и о том, как они работают

Большинство разработчиков, вероятно, знакомы с использованием SPICE для анализа основных линейных или нелинейных схем, но их также можно использовать для исследования реальных компонентов, если для компонента доступна модель подсхемы SPICE. Модели SPICE могут быть специально написаны для компонентов на основе их отношений ввода-вывода и логических условий на входах компонентов. Эти модели могут быть предоставлены производителями компонентов, чтобы разработчик мог правильно моделировать поведение компонента вместе с другими элементами схемы.

Моделирование SPICE можно использовать на нескольких этапах процесса проектирования для оценки электрических характеристик важных цепей. После настройки моделирования SPICE его можно запускать несколько раз на разных этапах процесса проектирования. После завершения моделирования SPICE данные можно отобразить в виде графиков для дальнейшего изучения и анализа.

Электрическое поведение, которое может привести к проблемам с целостностью сигнала, часто можно определить на этом этапе, что дает возможность изменить конструкцию, прежде чем переходить к разводке печатной платы.

Эти результаты SPICE-моделирования импульсного преобразователя показывают наличие сбоев при работе в режиме прерывистой проводимости.  

Хотя SPICE чаще всего используется для внешнего моделирования во время создания схемы, для моделирования электрических цепей, компонентов и даже целых систем можно использовать другие интерфейсные инструменты в программном обеспечении для моделирования электрических цепей, такие как модели IBIS и модели Multisim. После того, как первоначальный проект завершен и оценен, его можно перенести на новую компоновку печатной платы и провести дальнейшую оценку.

После того, как первоначальный набор схем создан, смоделирован и оценен, пришло время создать стек для голой платы и определить импеданс. Импеданс высокоскоростных цепей в стеке вашей печатной платы должен быть точно определен, часто с точностью более 95%.

Цель здесь состоит в том, чтобы взять предложенный вами стек и использовать его для определения ширины трассы, необходимой для обеспечения требуемого целевого импеданса межсоединения. Хотя существуют формулы, которые можно использовать для определения размера трасс требуемой ширины, эти формулы могут быть неточными, и потребуется более сложное моделирование для определения импеданса несимметричных трасс и дифференциальных пар на разных уровнях сигнала.

Усовершенствованные калькуляторы стека печатных плат будут использовать метод граничных элементов, методы моментов или метод конечных элементов для определения импеданса дорожки на определенных частотах. Эти численные расчеты автоматизируют процесс определения ширины дорожки, необходимой для конкретного импеданса; большинство калькуляторов заставляют вас использовать устаревшую формулу из IPC-2141 или требуют, чтобы вы вручную перебирали значения ширины трассы, пока не достигнете целевого значения импеданса.

Ширину трасс можно рассчитать с помощью численного метода, встроенного в лучшие утилиты редактирования стека слоев платы.

Есть несколько важных параметров, которые ваш редактор стека должен использовать для определения импеданса на высоких частотах:

• Шероховатость меди: Этот параметр специфичен для производственного процесса и эффективно увеличивает импеданс скин-эффекта в трассе. .
• Диэлектрическая дисперсия: Этот параметр говорит вам, как скорость света и потери изменяются в подложке печатной платы.

Лучшие утилиты для расчета импеданса печатных плат, входящие в состав средств моделирования проектирования печатных плат, будут включать эти эффекты, что позволяет определять импеданс с очень высокой точностью. Как только ширина дорожки, необходимая для конкретных цепей, чтобы иметь целевое сопротивление (обычно 50 Ом), определена, ее можно установить в качестве правила проектирования в утилитах разводки печатных плат.

После окончательного размещения компонентов и готовности схемы к трассировке могут возникнуть проблемы с целостностью сигнала, если схема не оценивается на этапе компоновки в какой-либо программе тестера цепей. Хотя вы можете следовать передовым методам маршрутизации, все же возможно, что решение о размещении или решение о маршрутизации вызовет некоторые непредвиденные проблемы с целостностью сигнала. Эти потенциальные проблемы необходимо выявлять и устранять на этапе маршрутизации, а не по завершении проектирования. Ожидание завершения проектирования для запуска моделирования целостности сигнала создает риск того, что потребуется выполнить большое количество повторных маршрутов, но этого можно избежать с помощью некоторых простых моделей моделирования на основе правил проектирования в топологии печатной платы.

Лучшее программное обеспечение для компоновки и трассировки печатных плат будет включать в себя механизм целостности сигналов, который позволит вам проверять выбросы и недорегулирования в ваших сигналах по мере их трассировки, а не использовать более продвинутый полевой решатель в конце проекта. Это важно, так как многие аспекты реальной схемы, которые могут влиять на поведение сигнала, а именно паразитные характеристики и отсутствие согласования, не могут быть определены количественно при моделировании SPICE. Лучшие инструменты моделирования проектирования трассировки позволяют вам определять требования к целостности сигнала как часть ваших инструментов трассировки, а ваше программное обеспечение для проектирования может автоматически проверять соответствие при создании топологии печатной платы.

Моделирование целостности сигнала можно использовать для выявления нежелательных сбоев (выбросов/недостатков) в группах на этапе маршрутизации.

Некоторыми другими важными показателями моделирования, которые необходимо изучить при моделировании проектирования электрических цепей на этапе компоновки, являются отражения и перекрестные помехи. Оба они могут быть оценены с помощью облегченного 2D-решателя в редакторе печатных плат, а результаты могут быть визуализированы на графике во временной области. Эти функции отлично подходят для быстрого определения помех в критических сетях (моделирование перекрестных помех) или для быстрого определения необходимости оконечной нагрузки в межсоединении. Одной из важных функций SPICE, которая также появляется при моделировании топологии печатных плат, является возможность использовать развертку параметров для перебора возможных значений оконечной нагрузки. Эти результаты могут быть отображены на серии наложенных кривых для сравнения.

Результаты моделирования, показывающие, как различные согласующие резисторы влияют на время нарастания, задержку, перерегулирование и недорегулирование высокоскоростного сигнала.

После очистки проекта и обеспечения того, чтобы поведение сигнала соответствовало показателям производительности, необходимо выполнить моделирование после компоновки, чтобы выявить дефекты проектирования на уровне системы в топологии печатной платы.

После того, как разводка печатной платы завершена, пришло время снова оценить проект с помощью моделирования после разводки. Эти симуляции выполняются внутри готовой разводки печатной платы, чтобы убедиться, что законченный проект соответствует исходным метрикам оценки. Это может быть так же просто, как повторный запуск предыдущего набора симуляций, использованных при компоновке и трассировке, в то время как дополнительные симуляции могут использоваться для количественной оценки потенциальных проблем с температурой и питанием постоянного тока. Существуют и другие модели моделирования после компоновки, которые могут потребоваться для полной оценки проекта, но их можно решить с помощью приложений полевого решателя (см. ниже).

Одними из важных показателей, которые необходимо оценить после компоновки, являются показатели целостности сигнала, которые закодированы в ваших правилах проектирования и инструментах трассировки, если вы используете правильное программное обеспечение для проектирования печатных плат. В рамках окончательной проверки правил проектирования проект можно отсканировать в последний раз, чтобы убедиться, что во время финального спринта для завершения макета не возникло проблем с целостностью сигнала (в частности, превышения/недостатка). Моделирование формы сигнала с критическими цепями также должно быть выполнено, чтобы убедиться, что проект будет иметь низкие перекрестные помехи и минимальные отражения от цепей с регулируемым импедансом.

Одно простое, но важное моделирование, которое должно быть выполнено в готовой разводке печатной платы, — это анализ целостности питания постоянного тока в PDN вашего проекта. Целостность питания постоянного тока направлена ​​на обеспечение того, чтобы мощность подавалась по всей конструкции без резистивных потерь. Чрезмерные резистивные потери приводят к сильному рассеиванию тепла, поэтому области конструкции, в которых наблюдается высокая плотность тока и падение напряжения, могут быть изменены. Типичное решение состоит в том, чтобы добавить больше меди, либо сделав медную фольгу толще, либо увеличив ширину полигонов и дорожек.

Результаты целостности питания постоянного тока для топологии печатной платы.

Тепловая карта, показанная на изображении выше, отображает распределение плотности тока в силовых цепях на плате. Эти сети несут разные уровни плотности тока, и области с высоким током могут указывать на области, где в макете может выделяться большое количество тепла. Эти области, возможно, потребуется изменить, прежде чем проект будет отправлен на окончательную оценку и утверждение. Этот тип моделирования и другие позволяют быстро выявить и исправить любую из оставшихся проблем в разводке печатной платы.

• Узнайте больше об анализе целостности электропитания.
• Узнайте больше об анализаторе PDN в Altium Designer .

Все задачи моделирования, описанные выше, могут выполняться в программном обеспечении для моделирования проектирования электрических цепей. Все эти задачи включают в себя обеспечение того, чтобы проект можно было оценить и квалифицировать в максимально возможной степени до его завершения. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что любые ошибки обнаружены до того, как проект будет отправлен на утверждение, и особенно до того, как проект будет запущен в производство.

Несмотря на то, что перед производством рекомендуется полностью смоделировать проект в программе тестера цепей или другом симуляторе печатных плат, некоторые моменты проекта зависят от конструкции всей системы, и их нельзя смоделировать, пока проект не будет завершен. Некоторые из наиболее ярких примеров включают целостность питания, электромагнитные помехи / электромагнитную совместимость, механическую надежность и управление температурным режимом. Эти области проектных характеристик необходимо моделировать с помощью более продвинутого приложения, называемого решателем поля, которое может решать дифференциальные уравнения, управляющие этим физическим явлением. В сложных системах несколько физических явлений взаимосвязаны, и их необходимо моделировать вместе как мультифизические задачи. Усовершенствованное программное обеспечение для проектирования печатных плат будет включать в себя утилиты, которые позволяют импортировать проект в эти более продвинутые приложения для моделирования, чтобы можно было оценивать и количественно определять физические явления на уровне системы.

Некоторые из важных симуляций, которые можно запускать с помощью приложения для расчета полей, включают:

Моделирование параметров сети с учетом паразитных составляющих

Моделирование электромагнитных помех в ближней и дальней зоне

Тепловыделение и транспорт в печатной плате, в том числе в корпусе

Моделирование CFD для расчета и визуализации воздушного потока через печатную плату и ее корпус

Моделирование механических вибраций и усталости для определенных компонентов и межсоединений.

Пример результатов совместного электротермического моделирования. Эти тепловые карты показывают, как температура и плотность тока в печатной плате приближаются к установившемуся состоянию во время работы от постоянного тока.

Лучшие полевые решатели будут работать с реалистичной моделью топологии вашей печатной платы, которую вы можете экспортировать из инструментов проектирования печатных плат. Чтобы увидеть некоторые примеры моделирования, которые вы можете выполнить, и что вы можете узнать из моделирования полевого решателя, ознакомьтесь со статьями ниже.

• Узнайте больше о моделировании импеданса внутри топологии печатной платы
• Узнайте больше о моделировании ЭМП/ЭМС ближнего поля
• Узнайте больше о моделировании перекрестных помех с использованием групп цепей

Создание компонентов печатных плат, поиск поставщиков, управление и многое другое становится проще благодаря полному набору функций проектирования в Altium Designer ^® . Каждый пользователь Altium Designer имеет доступ к выделенному рабочему пространству на облачной платформе Altium 365 ^™ , где можно хранить проекты, данные о компонентах, производственные данные и любую другую проектную документацию и делиться ею с соавторами. Altium Designer также интегрируется с популярными приложениями MCAD и моделирования, что дает вам возможность подходить к проектированию систем с учетом механических ограничений вашего корпуса и компонентов. Это лучшее программное обеспечение для моделирования электрических цепей, которое вы можете найти.

Мы лишь немного коснулись возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.

программирование — Создание имитации схемы

спросил 4 года, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 3 месяца назад

Просмотрено 9k раз

\$\начало группы\$

Интересно, может ли кто-нибудь мне помочь. Как можно создать простой симулятор схемы? Подобно Multisim, только намного проще!

По сути, мне нужны только резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и источники напряжения.

Есть ли учебник, которому я могу следовать, чтобы создать это с помощью C# и Visual Studio?

• моделирование
• программирование

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Я написал механизм моделирования, на котором работает CircuitLab, с нуля: от библиотеки разреженных матриц до моделей компонентов и режимов моделирования. Мой соучредитель написал интерфейс. В итоге получился невероятно масштабный проект по программированию, но я им очень горжусь. Если вы готовы принять вызов, написание симулятора схемы может стать одним из самых полезных проектов по программированию, за которые вы когда-либо брались.

На высоком уровне вам просто нужно:

1. Превратить сеть компонентов в систему уравнений (нелинейные дифференциальные уравнения).
2. Численно решить систему уравнений (используя методы разреженных матриц).

Я не знаю об онлайн-учебнике, но я пытался задокументировать многое из этого, когда пишу учебник «Совершенная электроника», особенно в главе 2. Есть также ряд книг эпохи 1990-х годов по тема моделирования цепей, хотя у меня их нет под рукой в ​​данный момент.

Я бы посоветовал начать только с источников напряжения и резисторов и продолжить сборку оттуда. Удачи.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Я написал симулятор схемы на основе Spice для . NET и Mono под названием Spice#. Основные отличия от большинства симуляторов, которые вы обнаружите, это:

• Это с открытым исходным кодом .
• Это библиотека , а не отдельный исполняемый файл.
• Разработан для настройки и расширения.

В проекте также есть документация, содержащая некоторую информацию о том, как симулятор (например, Spice) выполняет Модифицированный узловой анализ (MNA) . Поэтому я думаю, что эта тема может быть вам интересна.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Сомневаюсь, что есть онлайн-уроки, потому что это что-то довольно специфичное.

Однако одним из источников информации, который вы определенно можете использовать, является открытый исходный код. Один из них, о котором я знаю, это SpicePy — он написан на Python, но очень хорошо документирован, хотя сам по себе язык Python очень нагляден. Вы можете использовать такую ​​библиотеку в своем коде Python или через Telegram Bot.

Вам понадобится способ описания топологии вашей схемы. Одним из распространенных подходов является использование списков соединений, которые по сути представляют собой текст, описывающий каждый компонент в схеме и то, как он соединяется с другими (например, через номера узлов). Вы можете использовать эту стратегию или любую другую, которая кажется вам более легкой; разобрать и сделать фактический график (т.е. имеет ли он смысл?) из него может занять некоторое время.

После этого одним из распространенных способов анализа цепей в симуляторах является узловой анализ; затем прибегнуть к какой-нибудь библиотеке линейной алгебры для решения системы уравнений (которая наверняка будет линейной), такой как Math.Net.

\$\конечная группа\$

0

\$\начало группы\$

Я написал инструмент на основе Python, который может имитировать сигналы и шум переменного тока с помощью решателей разреженных матриц, предоставляемых SciPy. Это проект с открытым исходным кодом, основанный на инструменте с закрытым исходным кодом в сообществе гравитационных волн под названием LISO.

Я структурировал код таким образом, что вы можете создавать разные библиотеки решений или создавать разные анализы, использующие одно и то же определение схемы. Оба типа анализа, существующие на момент написания (анализ сигналов и шумов), строят матрицу из компонентов схемы, а затем решают ее для заданного возбуждения, например. вход в заданном диапазоне частот.

Это похоже на то, как работают SPICE и другие симуляторы схемы узлового анализа. Я надеюсь, что код относительно прост для понимания.

Здесь есть базовая документация, но она все еще находится в разработке. Дайте мне знать, если вы в конечном итоге используете его и у вас есть вопросы о том, как это работает.

Вот пример синтаксиса LISO, который он поддерживает (но вы также можете определять схемы исключительно в Python). Это немного похоже на список соединений SPICE:

 r r1 100 nin nsum
r r3 1.