Elektronische Schaltung Simulation Sofware:I. Was ist Elektronische Schaltung Simulation .Elektronische Schaltungssimulation verwendet mathematische Modelle, um das Verhalten eines tatsächlichen elektronischen Geräts oder Schaltkreises zu replizieren. Simulationssoftware ermöglicht die Modellierung des Schaltungsbetriebs und ist ein unschätzbares Analysetool. Aufgrund seiner hochgenauen Modellierungsfähigkeit verwenden viele Hochschulen und Universitäten diese Art von Software für den Unterricht von Elektroniker-und Elektroniktechnikprogrammen., Die Elektroniksimulationssoftware greift den Benutzer an, indem sie ihn in die Lernerfahrung integriert.Das Simulieren des Verhaltens einer Schaltung, bevor sie tatsächlich erstellt wird, kann die Konstruktionseffizienz erheblich verbessern, indem fehlerhafte Designs als solche bekannt gemacht werden und Einblicke in das Verhalten von Elektronikschaltungs-Designs gewährt werden. Insbesondere fürintegrierte Schaltungen sind die Werkzeuge (Fotomasken) teuer, Breadboards sind unpraktisch und die Untersuchung des Verhaltens interner Signale ist äußerst schwierig. Daher ist fast das gesamte IC-Design stark auf Simulation angewiesen.,Einige Elektroniksimulatoren integrieren einen Schaltplaneditor, eine Simulations-Engine und Wellenformen auf dem Bildschirm und machen „Was-Wäre-Wenn“ – Szenarien einfach und sofort. Sie enthalten typischerweise auch umfangreiche Modell-und Gerätebibliotheken. Diese Modelle umfassen typischerweise IC-spezifische Transistormodelle wie BSIM, generische Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten und Transformatoren, benutzerdefinierte Modelle (z. B. gesteuerte Strom-und Spannungsquellen oder Modelle in Verilog-Aor VHDL-AMS).II. Einführung einiger elektronischer Schaltungssimulationstoole1.,EasyedaEasyeda ist eine web-basierte Schematc capture , Spice-simulation und PCB-layout-Tools, die bietet one-stop-shop für Elektronik-Projekte. Sie können Schaltpläne im Easyeda-Editor bearbeiten und Dateien auf dem Cloud-Server speichern.
Easyeda ist ein webbasiertes Simulationstool mit ngspice .Weitere Informationen zur Simulation von Easyeda finden Sie im Simulations-Ebook von Easyedahttps: / / easyeda. com / Doc/Simulation-eBook / introduction.,htm#WhatthisbookisnotforFür jede simulierte Schaltung konvertiert EasyEDA das Schema in eine Textbeschreibung der Schaltung, die dann an den Simulator übergeben wird.Diese textuelle Beschreibung der Schaltung wird Spice Netlist genannt.Notice1: Kondensatoren (es sei denn, sie verwenden die fortgeschritteneren Optionen in ngspice) sind ideal: Sie haben keinen parasitären (Leckage -) Gleichstromwiderstand parallel zu ihnen., Aus diesem Grund müssen beide Enden eines Kondensators entweder über die externe Schaltung oder explizit durch Hinzufügen eines Widerstands einen Gleichstrompfad zur Masse haben;Hinweis 2: Spannungsquellen (einschließlich unabhängiger V-und abhängiger B-und E-Spannungsquellen) haben das gegenteilige Problem. Sie sind ideal, so dass sie keinen Widerstand haben. Gleiches gilt für einfache Induktivitäten. Wenn Sie Spannungsquellen direkt parallel anschließen, löst ngspice einen Fehler aus, auch wenn die Spannungsquellen auf denselben Wert eingestellt sind (wenn nicht, würde ein unendlicher Strom fließen und das würde dann einen anderen Fehler auslösen)., Das gleiche Problem tritt auf, wenn Sie eine Spannungsquelle direkt parallel zu einer einfachen, idealen Induktivität anschließen, da die Spannungsquelle versucht, einen unendlichen Strom durch die Induktivität anzutreiben.Auf Easyeda können Sie benutzerdefinierte Modelle erstellen .https://easyeda.com/Doc/Simulation-eBook/Custom-modelling.htm#CustommodellingWe kann eine Simulation auf dem IC durchführen, indem ein Modell dafür erstellt wird, das dem Datenblatt von LM56EE entspricht.Unten ist das Schema eines Dual-Output-Low-Power-Thermostat LM56EE.
—Ein Simulationsschema mit dem Modell LM56EE
–Das Wellenformdiagramm des Schaltplans .,Sie können auch zum Link des Beispiels gehen und einen Online-Test durchführen lassen :https://easyeda.com/editor#Easyeda enthält viele Beispiele für Schaltungen und Erklärungstexte, die beim Verständnis der Elektronik hilfreich sind.Weitere Informationen über die Website von easyeda finden Sie unter https://easyeda.com/2.MultisimNI Multisim (ehemals MultiSIM) ist ein elektronisches Schaltplanerfassungs-und Simulationsprogramm, das zusammen mit NI Ultiboard Teil einer Reihe von Schaltungsdesignprogrammen ist. Multisim ist eines der wenigen Schaltungsdesign-Programme, das die ursprüngliche Berkeley SPICE-basierte Software-Simulation verwendet., Multisim wurde ursprünglich von einer Firma namens Electronics Workbench gegründet, die heute eine Abteilung von National Instruments ist. Multisim umfasst die Mikrocontrollersimulation (früher MultiMCU genannt) sowie integrierte Import-und Exportfunktionen für die Leiterplattenlayout-Software in der Suite NI Ultiboard.Multisim ist weit verbreitet in wissenschaft und industrie für schaltungen bildung, elektronische schematische design und simulation.3.,CircuitLogixFast, genaue Simulation von elektronischen Schaltungen ist wichtig, weil es die Informationen benötigt, um eine genaue Analyse des Schaltungsverhaltens durchzuführen. SPICE-Simulatoren werden verwendet, um zu überprüfen, ob analoge und gemischte Signalschaltungen die erwarteten Ausgänge liefern. Eine schematische Netzlistendatei und Schaltungseingabewerte werden der SPICE-Software zugeführt, die das Verhalten der Schaltung für eine bestimmte Zeitdauer simuliert. CircuitLogix ermöglicht die Beobachtung von Spannungs – und Strompegeln an jedem Schaltungsknoten, wenn sie sich mit Frequenz und Zeit ändern., Es ermöglicht genaue Ergebnisse zu erhalten, selbst wenn komplexe Schaltungen simuliert werden, in denen hierarchische Blöcke wiederverwendet werden. Die CircuitLogix-Simulations-Engine basiert auf Berkeley SPICE und enthält eine GUI, um das Schaltungsdesign einfacher und effizienter zu gestalten.Die CircuitLogix 32-Bit-SPICE-Engine ist interaktiv, sodass beispielsweise die Frequenz der Quellen geändert, Potentiometer eingestellt und Schalter während der Simulation ausgelöst werden können. Die SPICE-Engine ist vollständig in die Schematic Capture-und Waveform-Tools integriert; CircuitLogix übergibt schematische Änderungen während der Ausführung automatisch an den Simulator., Komponenten wie Sicherungen, LEDs und gesteuerte Schalter werden während der Simulation automatisch im Schaltplan aktualisiert.
CircuitLogix simuliert analoge, digitale und gemischte Analog-Digital-Schaltungen. Der Simulator teilt zuerst die Schaltung in analoge und digitale Teile. Die analoge Schaltung wird mit der zeitschrittgetriebenen SPICE-Engine simuliert, während die digitalen Teile separat mit einer ereignisgetriebenen Simulations-Engine simuliert werden. Die CircuitLogix Digital Engine wurde direkt in. NET entwickelt, schneller als SPICE Makros., Da der Simulator automatisch eine Signalumwandlung durchführt, ist es möglich, jedes analoge oder digitale Teil an jedes andere anzuschließen. Die Modellbibliothek des Systems enthält Hybridteile für die Analog-Digital-und Digital-Analog-Wandlung.4.PowersimPSIM ist ein Softwarepaket zur Simulation elektronischer Schaltungen, das speziell für den Einsatz in Leistungselektronik-und Motorantriebssimulationen entwickelt wurde, jedoch zur Simulation jeder elektronischen Schaltung verwendet werden kann. PSIM wurde von Powersim entwickelt und verwendet die Knotenanalyse und die trapezförmige Regelintegration als Grundlage seines Simulationsalgorithmus., PSIM bietet eine schematische Capture-Schnittstelle und einen Wellenform-Viewer Simview. PSIM verfügt über mehrere Module, die seine Funktionalität auf bestimmte Bereiche der Schaltungssimulation und-konstruktion erweitern, darunter: Steuerungstheorie, Elektromotoren, Photovoltaik und Windturbinen PSIM wird von der Industrie für Forschung und Produktentwicklung verwendet und von Bildungseinrichtungen für Forschung und Lehre verwendet.5.LTSpiceLTSpice – ist eine Simulationssoftware von Linear. Schematische Entwicklung, spice-simulation, Wellenform-Zuschauer und viele andere Eigenschaften.6.,Ngspice Ngspice ist eine Mixed Level, Mixed Signal Circuit Simulation Engine, basierend auf Spice, Cider und XSpice. Es funktioniert auf Linux-und FreeBSD-Systemen. Das Programm wird unter der GNU General Public License veröffentlicht.7.Macspice Dies ist eine Mac-Version des SPICE Circuit Simulator . Es funktioniert sowohl auf Intel-Macs als auch auf älteren PowerPC-Macs., Sie stellen eine Liste der Komponenten und der Knoten bereit, mit denen diese Komponenten verbunden sind (als „Netzwerkliste“ oder „Netzliste“ bezeichnet), indem Sie entweder einen Texteditor oder eine schematische Erfassungsanwendung verwenden, den Befehlsinterpreter ausführen und MacSpice erstellt ein numerisches Modell der Schaltung und analysiert es. Das Programm scheint nur für nichtkommerzielle Zwecke kostenlos zu sein (das heißt, obwohl es Spice3 verwendet, das Open Source ist, scheint der gesamte Mac-Port eine restriktivere Lizenz zu haben).8.SpiceSPICE ist wahrscheinlich einer der bekanntesten Schaltungssimulatoren. Es unterstützt nichtlineare DC – und transiente sowie lineare AC-Analysen., Um aus der Dokumentation zu zitieren, können Ihre Schaltungen „Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, gegenseitige Induktivitäten, unabhängige Spannungs-und Stromquellen, vier Arten von abhängigen Quellen, verlustfreie und verlustbehaftete Übertragungsleitungen (zwei separate Implementierungen), Schalter, gleichmäßig verteilte RC-Leitungen und die fünf gebräuchlichsten Halbleiterbauelemente enthalten: Dioden, BJTs, JFETs, MESFETs und MOSFETs“. Das Programm besteht aus zwei Teilen: dem Back-End-Simulator und einer Front-End-Benutzeroberfläche namens Muskatnuss, die Informationen für die Datenanalyse und das Plotten anzeigt., Spice3 wird unter der BSD-Lizenz („Lizenz“) veröffentlicht. KSPICE, auch auf der obigen Seite verfügbar, basiert auf einer Version von SPICE3 und verfügt über eine „verbesserte transiente Analyse verlustbehafteter Übertragungsleitungen“. JSPICE ist ein Simulator für Supraleiter – und Halbleiterschaltungen und enthält das Josephson Junction-Modell. Beachten Sie, dass alle Programme in Quellcodeform veröffentlicht werden. Sie benötigen einen Compiler, um die ausführbaren Dateien für die Ausführung auf Ihrem System zu erstellen. Für Spice3 benötigen Sie einen C-Compiler, der&RC kompilieren kann, nicht ANSI C. Der GNU gcc funktioniert anscheinend., Das Programm funktioniert auf Unix-Systemen und MSDOS.9.Qucs: Ziemlich universeller Schaltungssimulator (Windows, Mac OS X, Linux, FreeBSD, Solaris, NetBSD)Qucs ist ein integrierter Schaltungssimulator mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Sie können die Schaltung grundsätzlich über die GUI einrichten, und das Backend-Programm nimmt Ihre Netzwerkliste auf und simuliert das Signal-und Rauschverhalten der Schaltung. Die Datenausgabe, die Simulationsergebnisse, können dann angezeigt werden. Das Programm wird unter der GNU General Public License in Quellcodeform veröffentlicht, daher müssen Sie es selbst kompilieren, bevor Sie es ausführen können.10.,Cider (Unix-basierte Systeme)CIDER ist ein Mixed-Level-Schaltung und Gerätesimulator. Geräte werden mit Technologieparametern oder kompakten Modellen von SPICE beschrieben. Es wird in Quellcodeform veröffentlicht und Sie benötigen einen C-Compiler, um die ausführbare Datei zu erstellen, bevor Sie sie verwenden können. Es wurde unter Ultrix, SunOS, AIX und Unix getestet, obwohl die Autoren erwarten, dass das Programm unter anderen Unix-Systemen kompilieren sollte. Beachten Sie, dass Cider in Ngspice integriert wurde, das an anderer Stelle auf dieser Seite aufgeführt ist und unter Linux ausgeführt wird.11.,XSPICE (Unix-basierte Systeme)XSPICE ist eine Erweiterung von SPICE, die die Möglichkeit beinhaltet, Codemodellierung („Modellierung“) zu verwenden sowie digitale Komponenten durch einen eingebetteten ereignisgesteuerten Algorithmus zu simulieren. Die Codemodellbibliothek umfasst Funktionsblöcke wie Multiplikatoren, Sensoren, Integratoren, Magnetikmodelle, Begrenzer, S-Domain-Übertragungsfunktionen, digitale Tore usw. Das Programm wird in Quellcodeform bereitgestellt und ist gemeinfrei.12.PSPICE-ist ein gemischtes Signal, Industrie-Standard-Schaltung Simulator., Diese Software wird von vielen Fachleuten für das Design und die Entwicklung elektronischer Systeme verwendet. Orcad, die Leiterplatte (PCB) Design-Software wird von der gleichen Firma entwickelt, Cadence.13.TopSpice – dies ist eine demo-version circuit simulator von Penzar. Dieses elektronische Simulationstool ist nur auf die Arbeit mit Windows zugeschnitten und für Windows XP/Vista/7 kompatibel. TopSpice ist eine mixed mode mixed-signal digital -, analog -, Verhaltens-simulation-software. Es bietet sowohl Pspice-als auch Hspice-kompatible Simulation von Schaltungen.,
- XSpice-wird als Erweiterung zu Spice 3 vom Georgia Institute of Technology entwickelt. Es verfügt über eine Code-Modellierungsfunktion, mit der Benutzer neue Modelle hinzufügen können.15.SiMetrix – ist ein Schaltungssimulationstool mit erweiterten Funktionen, das speziell für professionelle Elektronikingenieure entwickelt wurde. Sie haben andere Produkte wie Simplis, Micron VX, DVM usw. Es ist ein analoges, Mixed-Signal und Leistungsschaltung Simulatorso weit haben wir einige elektronische Schaltungen Simulationssoftware mit einfachen Beschreibungen aufgeführt .,Einige software sind open-source, web-basierte, verwendet für analog schaltung simulation ,digitale schaltung simulation , mixed-signal schaltung simulation , spice-kompatibel, linear schaltungen und so weiter . Sie können den Unterschied beurteilen und die richtige Simulationssoftware auswählen .