Этой статьей начинаю освещать одну из интереснейших тем это тема компьютерного, еще говорят, схемотехнического моделирования схем различных электронных устройств .

Вообще термин моделирование электронных схем имеет много синонимов, это и эмуляция электронных схем, симуляция электронных схем и т. д. Я буду придерживаться термина «компьютерное моделирование» или моделирование схем на компьютере, не суть важно.

Итак, поехали.

На сегодняшний день существуем множество компьютерных программ, которые предназначены в первую очередь для разработки различных электронных устройств и в таких программах существует одна из важных функций – эмуляция электрических схем.

Перечислю только самые известные из них:

LTSpice и множестов других программ.

Сегодня я хочу вас познакомить с программой компании National Instruments – это эмулятор схем Multisim.

Бесплатную программу Multisim с ограничениями на 50 элементов в схеме можно скачать с сайта производителя по ссылке https://lumen.ni.com/nicif/confirmation.xhtml, там же на сайте можно найти версию для учебных заведений, более расширенную по сравнению с предидущей, но тоже имеющую свои ограничения https://lumen.ni.com/nicif/us/academicevalmultisim/content.xhtml

Начнем с изучения интерфейса программы.

Основные функциональные панели программы показаны на следующем рисунке.

Отдельный интерес представляет панель компонентов. С помощью панели компонентов осуществляется доступ к базе компонентов. При нажатии на любую из выбранных пиктограмм компонентов схем открывается окно Выбор компонента . В левой части окна осуществляется выбор необходимого компонента.

Вся база данных компонентов разделена на разделы (пассивные элементы, диоды, транзисторы, микросхемы и т. д.), а разделы на семейства (например, для диодов – это сами диоды, стабилитроны, светодиоды, тиристоры и т. д.). Надеюсь идея понятна.

Так же в окне выбора компонента можно посмотреть обозначение выбранного компонента, описание его функции, выбрать тип корпуса.

Моделирование схем в программе Multisim.

Теперь переходим непосредственно к практике. Давайте соберем простую схему в программе Multisim и заставим ее работать!

Я скачал из интернета схему мультивибратора на двух транзисторах, где в качестве нагрузки используются светодиоды.

Можем воспользоваться измерительными приборами, например виртуальным осциллографом и посмотреть сигналы в различных точках схемы.

Мы убедились, что схема работает, на этом знакомство с программой Multisim заканчиваю, если вас заинтересовала тема моделирования схем, пишите свои вопросы в комментариях, отвечу с удовольствием.

Ну и на последок, по традиции представляю вам подробное видео по моделированию схем в программе Multisim.

Если вы еще не подписались на новые выпуски интернет журнала «Электрон», то заполняйте форму внизу страницы и получайте новые выпуски на электронную почту в формате PDF.

Proteus Professional представляет собой систему схемотехнического моделирования, базирующуюся на основе моделей электронных компонентов принятых в PSpice. Отличительной чертой пакета Proteus Professional является возможность моделирования работы программируемых устройств: микроконтроллеров, микропроцессоров, DSP и прочее. Дополнительно в пакет Proteus Professional входит система проектирования печатных плат. Proteus Professional может симулировать работу следующих микроконтроллеров: 8051, ARM7, AVR, Motorola, PIC, Basic Stamp.

Electronic Lab v2.2 (Three Phase Chains) Программа для расчета трёхфазных электрических цепей

Electronic Lab (Three phase chains) - Программа для расчета трёхфазных электрических цепей символическим методом, имеет удобный интуитивно понятный интерфейс. Производит расчет трёхфазной электрической цепи, как с нормальным, так и с аварийными режимами работы: при соединении нагрузки звездой - короткое замыкание фазы (КЗ), обрыв линейного провода; при соединении нагрузки треугольником - обрыв фазы нагрузки, обрыв линейного провода. Electronic Lab (Three phase chains) -

CadSoft Eagle 5.6.0

Cadsoft EAGLE - отличное комплексное средство для полного цикла разработки печатной платы, начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. Pro-версия программы позволяет разрабатывать печатные платы размером до 1600x1600 мм (16 слоёв) с разрешением до 1/10000 мм. Для этого в программе реализованы три модуля: Schematic Module, Layout Editor, Autorouter. Кроме этого программа имеет довольно большую библиотеку, которая содержит большое количество стандартных и довольно распространённых компонентов, к примеру микроконтроллеры, то есть теперь нет необходимости самому отрисовывать изображение нужного компонента на принципиальной схеме и создавать футпринт для печатной платы.

D-Navigator v 0.0.106 программа для подбора аксессуаров к сотовому телефону.

С помощью этой программы вы сможете узнать подходящие к вашему телефону аксессуары, а также посмотреть новинки. Программа обновляет базы автоматически (Online) через интернет, вы всегда будете в курсе последних новинок! Программа имеет удобное русское меню с иконками, гибкое меню настроек, систему определения. Скачать - D-Navigator v 0.0.106 программа для подбора аксессуаров к сотовому телефону. D-Navigator v 0.0.106 программа для подбора аксессуаров к сотовому телефону. Пример подбора совместимых аксессуаров для Nokia 6230i.

Electronics Workbench Multisim - одна из наиболее популярных в мире программ конструирования электронных схем, характеризуется сочетанием профессиональных возможностей и простоты, расширяемостью функций от простой настольной системы до сетевой корпоративной системы. Это объясняет широкое использование этой замечательной программы как для учебных целей так и для промышленного производства сложных электронных устройств. Архив содержит Professionals версию, русские модели ОУ, транзисторов, микросхем.

Electronics Workbench Multisim v8.2.12.SP1 скачать бесплатно.

Возможности Electronics Workbench Multisim v8.2.12 Electronics Workbench Multisim v8.2.12.SP1 -электронная лаборатория на компьютере у Вас под рукой! Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench Multisim v8.2.12 предназначена для моделирования и анализа электрических схем. Программа Electronics Workbench позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов.

Электронный справочник по биполярным транзисторам Tranzistors v 1.2

Электронный справочник по биполярным транзисторам с русскими буквенными индексами (2089 шт.) и их зарубежные аналоги. Рисунки расположения выводов; сортировка по разным параметрам; сохранение в файле и печать параметров выбранного прибора; возможность редактирования и добавления в справочник новых транзисторов. При каждом запуске программы создаётся резервная копия файла базы данных, которая будет использована при потере или повреждении основного файла БД. Сжатие (дефрагментация) файла БД, размер которого может неоправданно вырасти после работ, связанных с записью/удалением данных.

Cadsoft EAGLE 4.11 - программа для разработки печатных плат и схем.

Cadsoft EAGLE - это комплексное средство для разработки печатных плат, начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. Pro-версия позволяет разрабатывать печатные платы размером до 1600x1600 мм (16 слоёв) с разрешением до 1/10000 мм. Для этого в программе реализованы три модуля: Schematic Module, Layout Editor, Autorouter. Кроме этого программа EAGLE имеет довольно большую библиотеку, содержащую множество стандартных и достаточно распространённых электронных компонентов, например микроконтроллеры, таким образом, не нужно будет самому рисовать изображение компонента на схеме и создавать футпринт для печатной платы.

Библиотеки для Splan и Sprint-Layot

Скачать >>>>> Библиотека для Splan_5.0 Скачать >>>>> Библиотека для Splan_4.0 и Splan_4.0_plus Скачать >>>>> Библиотека для Splan_3.0 Скачать >>>>> Библиотека для Sprint-Layot

sPlan 6.0.0.2 Full (rus) - черчение схем. Инструмент для черчения электронных и электрических схем.

Обновился простой и удобный инструмент для черчения электронных и электрических схем sPlan 6.0.02. Программа позволяет легко переносить символы из библиотеки элементов на схему и привязывать их к координатной сетке. В sPlan есть много инструментов для черчения и редактирования, которые делают разработку схем удобной и эффективной, такие как автонумерация элементов, составление списков элементов и другие. sPlan содержит столько удобных и разнообразных функций, что их использование ограничено только вашими желаниями и потребностями, вы можете создавать самые различные чертежи и схемы!

Навигация по дискам со скоростью мысли. Explorer Lista

Иной раз на обычные и привычные вещи можно взглянуть под иным углом зрения, и получить совершенно неожиданные результаты. Программе Проводник Windows уже пошёл второй десяток лет. Казалось бы что в ней может быть нового? Оказывается можно за пару минут сделать Проводник многократно удобнее и быстрее. Объектом нашего внимания сегодня будет программка Explorer Lista, разработанная для Windows XP/2000/2003. Скачать её можно здесь. После установки и запуска в Проводнике появляется навигационная панель.

Бесплатная, не требующая инсталляции на диск, облачная система автоматизированного проектирования электроники (EDA).

Она была разработана для того, чтобы дать инженерам-электронщикам, радиолюбителям, преподавателям и студентам инженерных специальностей удобный инструмент проектирования электронных схем, печатных плат и отладки схем в симуляторе.

Рис. 1. EasyEDA - проектирование электронных схем, печатных плат и симуляция.

EasyEDA является простым в использовании облачным редактором принципиальных схем, симулятором электронных цепей, а также продуманным программным обеспечением для проектирования печатных плат. Все части программы могут быть запущены прямо в вашем браузере, на персональном компьютере, ноутбуке или планшете.

Возможности программной среды EasyEDA:

• Удобный редактор схем - позволяет быстро нарисовать электронную схему в браузере, используя быблиотеку готовых шаблонов для множества электронных компонентов.
• Симулятор цепей - дает возможность выполнять проверку аналоговых, цифровых и смешанных схем с использованием spice-моделей и подсхем.
• Разработка печатных плат онлайн - быстрая и легкая разработка как однослойных, так и многослойных печатных плат с сотнями и тысячами контактных площадок.

Рис. 2. Проектирование печатной платы в EasyEDA.

Система является достаточно стабильной и надежной, легка в освоении и работе. Пользовательский интерфейс системы EasyEDA очень приятный и отзывчивый. Система имеет обширную библиотеку, которая состоит из нескольких тысяч электронных компонентов для принципиальных схем, печатных плат и spice-моделирования. В системе доступны десятки тысяч примеров различных схем, которые можно смело использовать в своих проектах!

Рис. 3. Симуляция схем в EasyEDA.

Любой, кто пользуется EasyEDA может не только использовать библиотеку, но и расширять её, добавляя свои компоненты и схемы. Так же присутствует возможность импортировать уже существующие проекты из таких программ как: Altium, Eagle и KiCad, а затем выполнить их редактирование и сохранение в EasyEDA.

Стоит отметить еще одну немаловажную особенность системы - это то что пользователи имеют доступ к большой коллекции , которые были разработаны тысячами инженеров-электронщиков, вы также можете их использовать в своих разработках.

Рис. 4. Open Source набор свободно доступных модулей для EasyEDA - seeedstudio.

Также присутствует неплохой учебник , в котором разъяснены основные возможности инструментов и элементов программы. Разобраться с программой симуляции электронных схем вам поможет руководство по симуляции , в котором описаны принципы работы и симуляции электронных цепей в EasyEDA с использованием ngspice.

В следующем видео кратко показаны основные возможности инструментов система автоматизированного проектирования электроники EasyEDA.

Простая в использовании облачная среда проектирования электроники EasyEDA поможет нарисовать схему, исследовать ее в симуляторе, а также сделать разводку печатной платы прямо в браузере, на любом устройстве где есть интернет.

Программа для моделирования электронных цепей . Она дает вам возможность установить схему с графическим пользовательским интерфейсом и моделировать поведение большого сигнала, малого сигнала и шума цепи. Qucs поддерживает растущий список аналоговых и цифровых компонентов, а также SPICE подсхемы. Переведен на русский язык.

Типы анализа

Типы анализа включают S-параметр (включая шум), AC (включая шум), DC, Анализ переходных процессов, Гармонический Баланс (еще не законченный), Цифровое моделирование (VHDL и Verilog-HDL).

Особенности Qucs

Qucs имеет графический интерфейс для ввода схемы. Данные моделирования могут быть представлены в различных типах схем, в том числе Диаграмму Смита, Декартову, Табличную, Полярную, сочетание Смит-Полярной, 3D-декартову, Кривая Местоположения, Временная диаграмма и Таблица истинности.

Документация предлагает много полезных учебных руководств (WorkBook), отчетов (ReportBook) и технических описаний средств моделирования.

Другие функции включают в себя калькулятор линии электропередач, фильтр синтеза, инструмент Смит-диаграммы для питания и согласования шума, синтез аттенюатора, модель устройства и менеджер библиотек подсхемы, оптимизатор для аналоговых проектов, интерфейс Verilog-A, поддержка нескольких языков (GUI и внутренняя справочная система), подсхемы (в том числе параметры) иерархия, мощная пост-обработка данных возможно с использованием уравнения и символически определенные нелинейные и линейные устройства.

Набор инструментов

Qucs состоит из нескольких самостоятельных программ, взаимодействующих друг с другом через GUI.

GUI используется для создания схемы, настройки моделирования, отображения результатов моделирования, написания кода VHDL и т.д.

Аналоговое средство моделирования - программа командной строки, которая выполнена с GUI, чтобы моделировать схему. Она берет нетлист, проверяет его на ошибки, выполняет требуемые действия моделирования, и наконец производит набор данных.

Текстовый редактор используется, чтобы вывести на экран нетлисты и информацию о журналировании моделирования, и отредактировать файлы, включенные определенными компонентами.

Приложение синтеза фильтров может использоваться, чтобы проектировать различные типы фильтров.

Калькулятор линии передачи может использоваться, чтобы проектировать и анализировать различные типы линий передач (например, микрополосковые линии, коаксиальные кабели).

Компонент менеджер библиотеки содержит модели для реальных устройств (например, транзисторы, диоды, мосты, ОУ). Это может быть расширено пользователем.

Приложение синтеза аттенюатора может использоваться, чтобы проектировать различные типы пассивных аттенюаторов.

Компоненты

• Смешанные компоненты (R, L, C, усилитель, фазовращатель, и т.д.);
• Источники;
• Зонды;
• Линии передачи;
• Нелинейные компоненты (диоды, транзисторы и т.д.);
• Цифровые компоненты;
• Файлы-контейнеры (массивы данных S-параметров);
• Картины;
• Существует также библиотека компонентов, которая включает в себя различные стандартные компоненты, доступные на рынке (мосты, диоды, варисторы, светодиоды, МОП-ТРАНЗИСТОРЫ, и т.д.).

Модели Транзисторов

Qucs предоставляет множество моделей транзисторов. Они включают в себя:

• FBH-HBT;
• HICUM L0 v1.12;
• HICUM L0 v1.2;
• HICUM L2 v2.1;
• HICUM L2 v2.22;
• HICUM L2 v2.23;
• MESFET;
• MOSFET;
• JFET;
• EPFL-EKV MOSFET v2.6.

Краткое описание математических функций

Следующие операции и функции могут быть применены в уравнениях Qucs:

• max(х,у) возвращает большее из значений х и у;
• min(х,у) возвращает наименьшее из значений х и у;
• RMS(х) среднеквадратичное вектора;
• sum(х) сумма значений в векторе;
• Prod(х) произведение значений вектора;
• Diff(y,x) отличает вектор у по отношению к х;
• Diff(y,x,n) отличает вектор у по х п раз;
• integrate(х,h) интегрирует вектор x численно принимающий постоянный неродной размер h;
• real(х) действительная часть комплексного числа;
• imag(х) мнимая часть комплексного числа;
• abs(x) абсолютное значение, величина комплексного числа;
• mag(х) так же, как ABS (х);
• norm(х) квадрат MAG (х);
• Conj(х) комплексно сопряженное;
• phase(х) фаза в степени;
• angle(х) фаза в радианах;
• Arg(х) так же, как angle(х);
• deg2rad(х) преобразует градусы в радианы;
• rad2deg(х) преобразует радианы в градусы;
• dB(х) напряжение децибел;
• dbm(х) преобразовывают напряжение в питание в дБ;
• dbm2w(х) конвертировать власть в дБм к питанию в ваттах;
• w2dbm(х) конвертировать власть в ваттах к питанию в дБм;
• sqr(х) квадрат (х к власти два);
• sqrt(x) квадратный корень;
• ехр(х) экспоненциальная функция базиса е;
• ln(x) натуральный логарифм;
• log10(х) десятичный логарифм;
• log2(х) двоичный логарифм;
• sin(х) синус;
• cos(х) косинус;
• tan(х) тангенс;
• sinh(х) синус hyperbolicus;
• cosh(х) косинус hyperbolicus;
• tanh(х) касательной hyperbolicus;
• arcsin(х) Arcus синус;
• arccos(х) Arcus косинус;
• arctan(x[,y]) Arcus тангенс;
• arccot(х) Arcus котангенс;
• coth(х) котангенс hyperbolicus;
• ceil(х) округляется до ближайшего целого числа;
• fix(х) обрезает десятичные места из действительного числа;
• floor(х) округляется до ближайшего меньшего целого;
• round(х) округляется до ближайшего целого числа;
• sign(х) вычисляет функцию сигнум;
• sinc(х) возвращает sin(х) / х и один при х = 0;
• fft(х) вычисляет быстрое преобразование Фурье (FFT) вектора x;
• ifft(х) вычисляет обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) вектора x.