Отправлено: 06.12.12 03:35. Заголовок: Программы для моделирования поведения схем

Вот маленький списочек компаний, занятых в этой области:
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_EDA_companies
Вот список собственно программ:
http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Electronic_circuit_simulators

Решил посмотреть, что из них подходит на роль симулятора на дискретных элементах.
Основная задача - найти подходящее, удобное и бесплатное ПО.
Здесь всё то-же самое, только с картинками (которые почти ничего не значат - просто так красивше) http://www.tornadoacoustics.ru/forum/19-363-1

TinyCAD - ОпенСорсная программа под Виндовс для рисования электронных схем и экспорта нет-листов в программы разводки печатных плат.
официальный сайт http://sourceforge.net/apps/mediawiki/tinycad/index.php?title=TinyCAD
скачивать, мануалы, ... - там-же. Последняя версия на 04.12.2012 2.80.03.514 от 2010-12-25 - не слишком свежая :-)
Должен быть конвертер нет-листов в формат KiCad: Netconv - A TinyCAD net list to KiCAD pcbnew converter.
должен быть здесь http://beischer.com/opencad/ , да нету вот "ниточка"
http://tech.groups.yahoo.com/group/kicad-users/message/2053 зовут разработчика Magnus Beischer
Судя по всему, он-же - основной разработчик ТиниКада.
Steve's parts library (http://steves-wiki.wikispaces.com/Parts_Library) тоже отсутствует ...
Да ... странный проэкт ... даже не знаю, заниматься ли им ...

Kicad. Сайт программы: http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/ ... но там тоже ничего нет.
Есть здесь:
http://www.kicad-pcb.org
http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/kicad/index.html
На сайте написано, что это EDA программа, бояться этого не стоит - это всего лишь Electronic design automation (EDA or ECAD)
Т.е. программа для разработки электронных схем и печатных плат.
Работает под Windows, Linux and Apple OS X
Распространяется под GNU GPL v2.
Последняя версия - от 19.01.2012 Довольно свежая :-).
KiCad состоит из 5 основных инструментов:
kicad - менеджер проэктов.
eeschema - рисовалка схем.
cvpcb - выбор компонентов для схемы.
pcbnew - разводка печатной платы.
gerbview - the Gerber (photoplotter documents) viewer. /но коммент/
Схемы судя по всему она не симулирует

Open Circuit Design Software
http://opencircuitdesign.com/
программа разработана под Unix, но работает под Windows под Cygwin
http://sourceware.org/cygwin/
еще необходимо установить TCL http://www.tcl.tk/ http://www.activestate.com/activetcl
Инсталляция под Виндовс достаточно подробно описана здесь:
http://opencircuitdesign.com/cygwin/xcircuit.html
"Комплект" состоит из:
Magic - VLSI layout editor, extraction, and DRC tool.
XCircuit - рисовалка схем.
IRSIM - логический симулятор (на уровне ключей).
Netgen, the circuit netlist comparison (LVS) and netlist conversion tool.
Qrouter, the over-the-cell (sea-of-gates) detail router.
Digital Flow, an assortment of scripts and pointers to other open-source software and open-source standard cell libraried comprising a complete digital design flow.
PCB - разводка печатных плат.
как я понимаю, для наших целей сей "комплект" не годен т.к. нет возможности использовать и симулировать нужные нам дискретные элементы (лампы, транзисторы, ... ).

Qucs (Quite Universal Circuit Simulator - Целиком Универсальный Симулятор Цепей) с графическим QT интерфейсом.
Программа позволяет "настраивать" схемы, симулировать сильные и малые сигналы, анализирует шумы и гармоники. Поддерживает SPICE и Verilog. Переведён на русский язык.
Распространяется под лицензией GPL, т.е. свободно для свободных программеров и юзеров :-)
разработана под Linux, успешно перекомпилирована под Solaris, NetBSD, FreeBSD, MacOS, Windows&Cygwin... но видимо не без проблем.
Программа еще в стадии разработки, последний релиз от 11 декабря 2011г
Видимо, это "то, что для нас надо" ... с одной оговоркой - она изначально под Линукс. Пользователи Виндовс видимо могут воспользоваться инструкцией от XCircuit
Здесь - образцы схем и симуляций:
http://qucs.sourceforge.net/examples.html

gplEDA
http://www.gpleda.org/
Судя по всему - сборный проэкт, состоящий из описанных выше KiCad, Qucs, XCircuit
Еще есть некий Fritzing http://www.fritzing.org/
Что он делает я так и не понял, написано немного, но довольно пафосно и общё.
Последняя версия - 0.7.10b от 16 октября 2012г (совсем свежачок)
есть под Виндовс, Линукс 32 и 64бит, Mac OS X 10.5 и доступна в виде Source tarball (для компиляции).
Распространяется под GPL v2 v3
Функции симуляции как я понял, в нем нет.

K-Logik
http://www.a-rostin.de/ программа для создания и симуляции цифровых схем (нам не пойдетъ - рассматривать не буду)

KTechLab
сайт программы: http://ktechlab.org/ не рабочий, переехал на
http://sourceforge.net/projects/ktechlab/
почитать о ней можно здесь:
http://vgololobov.narod.ru/content/ktechlab/intro_ktech.html
хорошо описана здесь: http://pro-spo.ru/information-required-to-install/1478-ktechlab
как поставить под Ubuntu описано здесь
http://askubuntu.com/questions/116851/how-to-install-ktechlab
под Федору: https://admin.fedoraproject.org/pkgdb/acls/name/ktechlab
судя по всему, неплохая программка. Но будет ли она жить???

Да и вообще много полезной информации по программам и электронике здесь:
http://vgololobov.narod.ru/
в частности - переводы мануалов для ic.sidelinesoft.com , ISIS_ru Proteus_VSM_ru , KTechLab , Qucs , NL5 , Multisim 10 , Flowcode, Spice , KiCad , Gpsim , gputils , Gambas
Этот сайт сильно расширил горизонты и появилось еще несколько программ...

Proteus от Labcenter Electronics http://www.labcenter.com
подходит скорее для моделирования цифровых устройств. В частности может "эмулировать" их с выводом на реальный ком-порт или УСБ.
Ценник от 150$ до 6000$

ISIS Intelligent Schematic Input System от Labcenter Electronics http://www.labcenter.com
часть проэкта "Proteus PCB Design Packages"
как и ARES PCB layout и ProSPICE Simulator

Micro-Cap от Spectrum Software http://www.spectrum-soft.com
стоит 4500$, впрочем есть "эвалюэйшн" версия с вполне подходящими нам ограничениями:
- ограничение до 50 компонентов (все слои)
- медленнее в 4 раза чем проф. версия
- ограниченная библиоьека компонентов
- недоступны некоторые дополнительные функции
о сроках ничего не сказано. Будем надеяться, симуляция не отключена и лампы/транзисторы тоже есть.

idealCircuit
http://ic.sidelinesoft.com/
симулятор аналоговых схем на "идеальных компонентах". Используют тот-же алгоритм, что и NL5 Circuit Simulator. Всё упрощено до предела. Как я понимаю, смещение "идеального диода" - всё-таки 0.6В, а не 0 :-) ВАХ представлена 2мя прямыми отрезками.
Пишут, что "свободный".
тем не менее думаю, данный вид симулятора нам подойдет.

NL5 Circuit Simulator
http://nl5.sidelinesoft.com/
Писано что "самое то" для первичного моделирования, студентов, новичков, ... .
денег стоит от 0 (для студентов и "триал") до 500$

Flowcode как я понимаю, является язык программирования для симуляции микроконтроллеров, работает например с открытым проэктом Arduino
http://flowcode.info/index.php/home/item/arduino
http://flowcode.info/index.php/books/rem/3-rem
Программа FlowCode существует в двух версиях — для контроллеров AVR и PIC. Удобно, что можно импортировать решения из одной версии в другую. Для начинающих удобна простота отладки, поскольку есть много внешних элементов устройств, обычно используемых вместе с микроконтроллерами.
"Не наш клиент", хотя кому-то будет полезна

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)
http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/
Моделирование поведения аналоговых схем с использованием ИМС ... а на домашней странице писано что нет ИМС!!!. Ламп тоже нет!!! Использует "compact models" для симуляции поведения нелинейных элементов. http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_models Т.е. как я понимаю, является аналогом idealCircuit и NL5 Circuit Simulator

Gpsim - полная система симуляции для микроконтроллеров PIC
http://gpsim.sourceforge.net/gpsim.html
GNU GPL

gputils - GNU PIC Utilities всё сказано ...
http://gputils.sourceforge.net/

Gambas
http://gambas.sourceforge.net/en/main.html

GNU Circuit Analysis Package
http://www.gnu.org/software/gnucap/
проэкт не свежий, но может???

http://www.glass-ware.com/GlassWare_Programs.htm
Еще куча программ по 29-39$
TCJ Push-Pull Calculator
TCJ My Stock Database
TCJ Filter Designer
Tube CAD
SE Amplifier CAD
GlassWare Tube Manual
Audio Gadgets

 Отправлено: 09.01.13 01:57. Заголовок: Спасибо. А по шумном..

Спасибо.
А по шумному этажу, так к НИ чувствительность сильно больше, чем к шуму. Например -70дБ шума - не слышно, а -120дБ ИМИ - слышно.
Сейчас не помню точно цифру, но порядок именно таков.

 Отправлено: 09.01.13 22:40. Заголовок: Добрый день! -120дБ ..

Добрый день!

цитата:

-120дБ ИМИ - слышно

"Это вряд ли" (с) тов. Сухов.

off
Динамический диапазон слуха - примерно 120 дБ, и для того, чтобы помеха с уровнем -120 дБ стала выше порога слышимости, акустические системы должны развивать уровень звукового давления на полезном сигнале более 120 дБ относительно этого порога. Т.е. по сути мы должны достигнуть болевого порога на основном сигнале, а в этой ситуации человек гарантированно не услышит никаких ИМИ - он будет озабочен проблемой, куда деться от оглушающего звука, вызывающего резкий физический дискомфорт. При таких громких сигналах разрешающая способность уха резко падает, там уже не до ИМИ тракта, т.к. собственные искажения из-за нелинейности слухового аппарата человека (всех видов, при этих уровнях КНИ гораздо более 10%, КИМИ тоже о-го-го) напрочь забьют все "нюансы" воспроизводящего тракта. Но мы отклонились от темы, посему умолкаю.`

 Отправлено: 10.01.13 03:23. Заголовок: Myshyakovich 09.05.2..

цитата:

Myshyakovich 09.05.2011, 07:34 По поводу второго пункта: многие слышат и более 20к-проверялось тестами.Был феномен,кот.стопроцентно слышал 27,2к синус,некоторые различали искажения и гармоники на уровне -140 дб.Тесты проводились в ИМБП в 80х.

http://audioportal.su/forums/archive/index.php/t-36127.html
Не знаю, откуда он взял, но не вижу смысла не доверять. Вот так бывает. Шум по -70дБ уже не слышен, а ИМИ на -140 различимы. И различимы как окраска основного звука. Потому нет смысла "приделывать" эти данные к болевому порогу и порогу слышимости. Человеческое ухо - очень странный инструмент. Например временная чувствительность составляет 7мкс, что соответствует частоте в 140кГц. Естественно в чистом виде мы ее не услышим, а вот сдвиг фронтов и изменение КИЗ - пожалуйста.

Это мы спорили, "до коих пор" надо смотреть НИ. А смотреть видимо желательно до -140дБ и 1мГц (хотя бы).

 Отправлено: 10.01.13 05:23. Заголовок: Смысла моделировать ..

Смысла моделировать нелинейные искажения не вижу. Прикинуть сотношения 2-3-4 гармоники и можно и нужно, а выводы делать - нет. Вот в реальной схеме спектроанализатором поработать, это совсем другой разговор. Это реальные злементы, лампы с нераномерностью сеток, с краевыми эффектами, железо трансформаторное с гистерезисом и т.д. и т.п. Много чего нарыть можно.

 Отправлено: 10.01.13 14:59. Заголовок: Наверное да. Моделир..

Наверное да. Моделирование не считает многих "источников искажений". Считает только то, что заложено в нелинейность моделей.
Я хотел посмотреть распределение по гармоникам до 7й-10й. По характеру убывания можно сделать предварительные выводы.

 Отправлено: 10.01.13 20:43. Заголовок: Немного подумал, как..

Немного подумал, как моделировать процессы в питании. Предлагаю 3 этапа:
- ИП - "батарея" с 0м сопротивлением
- ИП - батарея + сопротивление+диод
- схема ИП соответствует применяемой на практике, питается от ИН синусоида 50Гц с 0м сопротивлением.
- -//- 2 ИН один - напряжение сети (50Гц), второй - например 5кГц напряжением 1/10-1/100 от напр. 50Гц-ового ИН для понимания влияния процессов в сети.

Я опять-таки не в курсе, являются ли конденсаторы "идеальными", или имеют такие вторичные х-ки как сопротивление и индуктивность. Попробую. Если "идеальные", придется "приделывать" к ним реальные :-).

 Отправлено: 11.01.13 00:34. Заголовок: Доброе время суток! ..

Доброе время суток!
Как правило, конденсаторы и индуктивности "идеальные" (даже электролитические!) Чтобы сделать реальные, надо довешивать все "паразитные" элементы. В индуктивностях это, как правило, даже необходимо, иначе проблемы со сходимостью из-за бесконечной добротности катушек. Чтобы сделать реальные проводники (у которых хотя бы сопротивление не 0) - то же самое. Последнее позволяет моделировать, например, возникновение фона по цепям питания (довольно реалистично). Я в свое время поигрался с процессами в питании и с моделями трансформаторов (питания в том числе). Интересно, к примеру, сравнить спектры на выходе ИП с кенотронным и диодным питанием. Хотя "жизнь богаче". :-)
Оффтоп: Про уровни - 140 дБ - не хочу влезать в дискуссию, но ИМХО - сказки все это.

 Отправлено: 11.01.13 02:32. Заголовок: Предложите, плиз схе..

Предложите, плиз схемы для моделирования реальных
- катушек
- конденсаторов
- проводов
- резисторов
- трансформаторов

 Отправлено: 11.01.13 19:38. Заголовок: Доброе время суток! ..

Доброе время суток!
Существует книга: О.М.Петраков. Создание аналоговых Pspice моделей радиоэлементов. - М.:Радиософт, 2004. -208 с. Там, собственно, все написано. Переписывать ее здесь мне как-то не хочется. Единственное, там не все до конца расписано по трансформаторам, ну так а голова на что? :-)
http://infotechlib.narod.ru/razdeli_biblioteki/matematicheskoe_modelirovanie/

 Отправлено: 12.01.13 03:06. Заголовок: Там нету. Что-то ест..

Там нету. Что-то есть здесь: http://www.masters.donntu.edu.ua/2007/fvti/nesterenko/bib/index.htm
зеркало http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2007/fvti/nesterenko/bib/index.htm
Этого достаточно?
ФАК по ПРОТЕУСУ http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=13198&page=6
Эххххх.... Не хотел я в это дело лезть ... . Неужели придется???

 Отправлено: 12.01.13 17:38. Заголовок: Нет, там только опис..

Нет, там только описание базовых моделей (с моделированием температурных изменений, но без паразитных параметров).
Ладно, если так - проще мне будет отсканить пару страниц из книги...
Аналоговым моделированием в Протеусе заниматься не советую - он "заточен" под микроконтроллеры - тут ему, пожалуй, нет равных.

 Отправлено: 24.01.13 18:55. Заголовок: Для систематизации и..

Для систематизации и анализа как это ни странно, подошел "дурацкий" анализ Фурье.
Конечно не без пол-литры разобрася, как пользоваться. Зато сохраняет результаты в .csv, потом можно в нужное "выдернуть" в табличку и самостоятельно график построить.
Хочу сделать "лаболаторнную работу" - посмотреть на и систематизировать искажения разных каскадов.
Правда появились некие непонятки. Основа сигнала - "функциональный генератор" (ФГ), синус, 1кГц
при Фурье-анализе сигнала ФГ с нагрузкой и без оной получается одинаковая картина - искажения на уровне 1е-7 - 1е-9 (-140дБ - -180дБ)
А хотелось бы иметь искажения исходного сигнала максимум -160дБ т.к. -140дБ соответствуют 23бит.
Или я чего-то не так делаю???

на картинке - искажения ЭП и искажения на входе и "голого" ФГ

ПС: модель ПТ вроде как включает всякие емкости - по крайней мере, каскод на ПТ получается более высокочастотным, чем ОИ.

 Отправлено: 25.01.13 20:25. Заголовок: Пытался разбираться,..

Пытался разбираться, как толково смотреть хотя бы спектр гармоник. Попробовал "анализатор спектра".
Максимум, чего удалось добиться - этого.
Чтобы добиться какого-то адекватного отклика, надо нажимать кнопку "установить", ввести "начало", "граница" и "разрешение", потом нажать кнопку "ввод". Если хочется получить какие-то цифры, а не просто посмотреть на картинку, есть смысл выбирать "начало" и "граница" так, чтобы нужные частоты располагались на сетке экрана (аж 4!!! деления). Например мне надо 1кГц и гармоники, я поставил 0 и 8кГц. Если нужные нам частоты не будут располагаться на сетке экрана, мы не сможем четко расположить на них курсор и получить численное значение. Придется "оценивать на глаз".

Т.к. минимальный уровень ограничен -140дБ, а на экране всего 8 делений, причем верхнее "зарезервировано" на уровень "выше 0дБ", есть смысл ставить разрешение 20дБ/дел и "порог" -10 - 0 дБ - это "смещение" графика относительно экрана. Я поставил -10 чтобы хоть как-то ориентироваться в величинах и видеть "порог" -140дБ. Наверное можно и 0 поставить.
0дБ соответствует напряжению 1В. Это нам почти подходит :-).

Пример - Эмиттерный Повторитель на на TIP41C http://paratran.com/2paratran.php?tr=94102
Pmax Uce Imax Fmax Hfe
65W 100V 6A 3MHz 20/100
на "классической" нагрузке 8Ом, сопротивление "источника" - 0.
схема:


амплитуда входного напряжения 4В Vpp (12дБ) 1кГц, ток коллектора 2.5А, Напряжение К-Э 20В.

1кГц 11.94дБ
2кГц -73.51 дБ (К2 -85,45 дБ)
3кГц -91,46 дБ (К3 -103,4 дБ)
4кГц -116,5 дБ (К4 -128,4 дБ)
5кГц -137,4 дБ (К5 -149,3 дБ)
Как "экспортировать" - непонятно. Если только "вручную".
Аналогично с пом Фурье-анализа:

К2 -85.4515662481
К3 -102.2830094659
К4 -128.3530501183
К5 и выше не заслуживают доверия т.к. там входной сигнал дает уже -120дБ
Видимо, это какие-то проблемы с реализацией Фурье-анализа т.к. на спектрограмме таких "вывертов нету". Попробую подобрать параметры преобразования.
К2-4 весьма похожи :-).

 Отправлено: 26.01.13 07:11. Заголовок: Так ... вроде нашел,..

Так ... вроде нашел, где "успокаивать" Фурье-анализ.
Надо залезть в "Переходные процессы"

там оставить только галку "Установить начальный шаг TSTEP", уго поставить 1Е-8, Окончание (TSTOP) поставить 1Е-4, тогда "база" будет на уровне 1Е-15 или -300дБ. Думаю, вполне достаточно.

Так выглядит спектр "функционального источника" с разными параметрами TSTOP / TSTEP

А так теперь выглядит Фурье-анализ рассмотренного выше ЭП:

Данные из таблицы, в скобках - данные из "спектроанализатора"
К2 -85.4484104047 (К2 -85,45 дБ)
К3 -103.4020041051 (К3 -103,4 дБ)
К4 -128.397245099 (К4 -128,4 дБ)
К5 -149.4708881862 (К5 -149,3 дБ)
К6 -171.0274811039
К7 -192.344750961
К8 -213.5504868079
К9 -234.5043775479
КА -255.5071636633
КВ -273.7793830449
КС -281.7825408133

 Отправлено: 19.07.13 07:24. Заголовок: Докладуюсь относител..

Докладуюсь относительно "импорта" ламповых библиотек от МС10 в МС11
Оказалось не так просто.
Исторически сложилось, что у меня прижился 11й и все схемы в нем. Но нету в нем лампочек.
А библиотеки лампочные есть только для 10ки.
фигня-война ... импортируем ... ан нет. Пишет: не та версия. Не канает.
Ладно думаю, поставлю 10ку ... не тут-то было!!! Она не ставится на мой В7Старпёр !!!
Но какая-то из версий поставилась ... или портабельная запустилась ...
думаю, сохраню из 11й схемы в 10ю и открою ... ща. Нет экспорта в пред. версии.
Короче, круговая глубоко эшелонированная оборона.
Но какая-то из 10к запустилась (10.0.144 от 18 дек. 2006г) и удалось в ней импортировать библиотеку лампочек. (Tools-Database-DatabaseManager - Components - Import, далее выбираем файл *.prz, программа спрашивает куда импортировать - я импортировал и в "User Database" и в "Corporate Database" c заменой компонентов).
Лампочки появились в разделе User(Corporate)/Analog/Tubez
Что-то мне в ней не понравилось ... Наверное то, что она 2006го года и то, что все схемы в 11й.
Следующий рубеж обороны - названия баз данных в 1-ке немного не соответствовали тому, что хотела 11я. (Usrcomp_S.usr а надо Usrcomp_S_.usr :-) ).
Без этого переименования (экспорт "проходил") 11я писала, что в данной версии программы ограничено использование баз "Пользователя" и "Корпоративной" - т.е. можно было пользоваться только "Основной".
Импорт баз в 11ю: "Инструментарий" - База данных - Преобразовать базу данных. Там в качестве Источника БД выбираем путь к базе 10ки (в которую импортированы лампочки), 10 ->11 "Старт". Так сделал и для Пользовательской и для Корпоративной. Ура!!! Лампочки появились. Ушло на мытарства примерно 12 часов с перерывами.

Теперь кратенько:
- ставим 10.0.144 от 18 дек. 2006г
- импортируем библиотеку (Tools-Database-DatabaseManager - Components - Import, Lampz.prz-> "User Database" и в "Corporate Database" я делал c заменой компонентов).
- переименовываем базу в 10ке из Usrcomp_S.usr в Usrcomp_S_.usr
- заводим 11ю, там "Инструментарий" - База данных - Преобразовать базу данных. Я делал и для Usrcomp_S_.usr (пользовательская БД) и для CPCOMP_S.PRJ (корпоративка)
Всё, лампочки в 11й версии.