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.
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.
Симулятор электронных схем на русском — это обыкновенный SPICE-симулятор под названием TINA-TI с легкой для понимания графической оболочкой. Данная программа работает без всякого лимита на количество применяемых приборов, легко обрабатывает всесторонние работы. Прекрасно соответствует имитированию поведенческой реакции разнообразных аналоговых схем, а также импульсных блоков питания. Используя TINA-TI можно легко сконструировать схему какой угодно степени сложности, соединить раннее созданные фрагменты, исследовать и распознать показатели схемы по качеству.
Все представленные элементы, которыми располагает симулятор электронных схем на русском TINA-TI , рассредоточены распределены на шесть типов: компоненты пассивного действия, ключи переключения, полу-проводниковые приборы, устройства измерения, миниатюрные модели устройств повышенной сложности. Дополнительно данный софт имеет в своем составе множество показательных образцов.
Симулятор электронных схем составлен на русском языке, поэтому с его помощью можно легко освоить черчение и корректировку принципиальных схем. Процесс создания схемы сам по себе не сложный и после завершения этой операции начинается этап симуляции. Программа может выполнять ниже перечисленные виды исследования: оценку постоянного и переменного тока. В данный анализ входит — расчет ключевых напряжений, построение графика конечного итога, определение промежуточных параметров и тестирование температуры.
Далее идет исследование промежуточных процессов, шумовых искажений. Обусловленность от категории исследования, учебная программа формирует окончательный итог в форме графических изображений или таблиц. Прежде чем начать симуляцию, TINA-TI производит проверку схемы на наличие или отсутствие ошибок. Когда обнаруживаются какие либо отклонения, то все изъяны будут показаны в отдельном окошке в форме списка. Если кликнуть мышью на надписи с ошибкой не распознанной симулятором, то деталь или часть чертежа обозначится маркеровочными знаками.
Дополнительно TINA-TI может выполнять измерение различных сигналов и их испытание. Чтобы реализовать данный вид исследования, для этого имеются виртуальные устройства: цифровой мультиметр, осциллограф, контрольно-измерительный прибор сигналов, источник периодических сигналов и устройство записи. Все имеющиеся в программе приборы симуляции предельно возможно соответствуют по использованию фактическим измерительным устройствам. Виртуально подключать их можно в любом участке исследуемой схемы. Все полученные условными приборами информационные данные сохраняются в памяти компьютера.
В данной статье будет представлено 20 лучших программ для проектирования электронных схем и печатных плат, включая бесплатные, коммерческие и условно бесплатные программы.
Изучение дизайна макетов или электронных диаграмм не сложно, если вы выберете правильный инструмент дизайна. Для создания списка был использован ряд критериев, таких как:
Ниже будет представлен список и краткое описание бесплатных программ для проектирования электронных схем.
Это программное обеспечение для моделирования от линейных технологий до разработки электронных схем, моделирования SPICE, диаграмм сигналов и многих других функций:
Узнать больше и скачать LTspice вы можете на нашем .
Замечательная графическая российская программа, которая является разновидностью программы «Компас». Используется в области электрики для создания схем электрооборудования различных механизмов. Программа имеет обширные возможности. Посредством программы «Компас-электрик» возможно начертить любую электрическую схему.
Программа «Компас-электрик» имеет три версии, различные по своему функционалу: экспресс версия, стандартная версия, профессиональная версия. Основными компонентами данной программы являются:
Это программа для проектирования профессиональных печатных плат. Вполне интуитивно понятный интерфейс, огромная функциональность. Dip Trace поддерживает несколько режимов работы. В каждый пакет DipTrace входят следующие программы:
Скачать и получить более подробную информацию с обучающей книгой вы можете на нашем .
Бесплатный и доступный в облачном инструменте EDA, позволяющий создавать схемы, моделировать SPICE и дизайн печатной платы. В его базе данных уже более 70 000 готовых диаграмм и более 15 тысяч библиотек PSpice, которые позволяют быстро рисовать диаграммы в веб браузере. Проекты, подготовленные в EasyEDA, могут быть опубликованы или сохранены в облаке. Файлы также можно экспортировать во многие форматы, включая JSON.
Программное обеспечение EasyEDA совместимо с инструментами Altium, Eagle KiCad и LTspice, откуда вы можете импортировать дополнительные библиотеки. По желанию производитель предлагает относительно недорогую конструкцию печатной платы в соответствии с созданной конструкцией. Благодаря доступу к приложениям в облаке мы получаем удобство, мобильность и совместимость между устройствами.
Это программа для рисования схем в Windows, доступная для бесплатной загрузки с SourceForge. Поддерживает стандартные и пользовательские библиотеки символов. TinyCAD чаще всего используется для создания:
Бесплатная программа для рисования схем из Open Circuit Designs, разработанная для среды Unix / Linux, но вы можете использовать ее в Windows, если у вас есть работающий сервер или Windows API. Существует множество бесплатных версий.
Это базовый инструмент проектирования с возможностью рисования блок-диаграмм. Dia — программа для начинающих, только для людей, входящих в область рисования электронных схем. Программа имеет лицензию GPL и доступна в версиях Mac и Linux (без версии для Windows). Чаще всего используется для построения блок-схем.
Бесплатная версия программного обеспечения Pspice была создана для студентов. Он содержит ограниченные версии таких продуктов, как: PSpice A / D 9.1, PSpice Schematics 9.1, Capture 9.1. Позволяет разрабатывать и моделировать аналоговые и цифровые схемы.
Программные шаблоны проектирования электро схем из SmartDraw LCC, считается одним из лучших САПРОВ для рисования электронных схем, блок-схем, HVAC, и т.д.
Бесплатная версия SmartDraw представляет собой усеченный вариант платного программного обеспечения, в котором отсутствует расширенные функции.
Это простая программа редактор для создания электро схем, которая позволит вам быстро и просто создать, и начертить любую схему любого уровня сложности. В приложении вы имеете возможность создавать электро схемы щитков для жилищных комплексов, стоит заметить, что программа на русском языке, поэтому удобна в применении.
1-2-3 схема является одним из бесплатных приложений, которое позволяет укомплектовывать электрощиты Хагер (Hager) оборудованием того же производителя. Основной особенностью программы относится такая функция, как сам по себе выбор корпуса для электрощита, который отвечает всем требованиям и нормам безопасности. Выбор производится непосредственно из ряда моделей Hager.
Более подробную информацию о программе вы можете найти на нашем .
Основной задачей программы является разработка и создание с помощью шаблонов рисование разного рода электронных схем. Программа имеет возможность создавать:
Кроме широких возможностей, программа имеет богатый набор готовых элементов, шаблоны visio для электро схем, а также библиотеку красивых объемных рисунков. Создание различных электронных схем не является единственной задачей для MS Visio.
Это пакет с открытым исходным кодом, который был создан французом Жан-Пьером Шаррас. Данное программное обеспечение включает в себя ряд интегрированных независимых программ, таких как:
KiCad совместим со многими ОС, так как основан на библиотеке wxWidgets.
Более подробную информацию вы можете найти на нашем .
Высококачественная программа для проектирования печатных плат от немецкой компании CadSoft, входящей в состав Premier Farnell plc. EAGLE является аббревиатурой для легко применимого графического редактора макетов, что означает простой в использовании графический редактор.
CadSoft Eagle завоевала большую популярность из-за простоты и возможности использовать одну из версий — Eagle Light бесплатно. Бесплатная версия программы не позволяет создавать электронные схемы в коммерческих целях.
Программа доступна для операционных систем Windows, Linux, OS X.
Ниже представлен список и краткое описание платных программ для проектирования электронных схем.
Самая популярная программа компании Cadence, содержащая полную среду для коммерческих проектов PCB, содержит все компоненты, необходимые для проектирования печатных плат, такие как:
Чтобы повысить эффективность дизайна, программа предлагает интерактивную технологию проводки Push & Shove.
Недорогое решение от DesignSoft, созданное для предприятий и фрилансеров. Он позволяет создавать:
Примечательной особенностью является также тестирование систем в режиме реального времени.
Предоставляет полный набор инструментов программирования для каждого этапа проекта, включая программные обеспечения:
Система Altera Max + Plus II (многоадресная матричная программируемая логическая пользовательская система) представляет собой интегрированную среду для проектирования цифровых схем в программируемых структурах. Система Max + Plus II включает 11 интегрированных прикладных программ.
Комплект Altium Designer включает в себя четыре основных модуля:
Как правило, Altium Designer является дорогим ПО, но отличается способностью добиваться быстрых результатов для сложных схем.
Это программа для создания печатных плат и электронных схем. В пакет P-CAD входят два основных компонента:
На протяжении долгого времени данной программой пользовалось огромное количество российских разработчиков электронных схем, главной причиной этой популярности стал достаточно интуитивно понятный и удобный интерфейс. На данный момент производитель прекратил поддержку данного ПО, заместив ее программой Altium Designer.
Это полное программное решение для моделирования схем и проектирования печатных плат. Он содержит несколько модулей для схемного захвата, прошивки IDE и компоновки печатных плат, которые отображаются в виде вкладок внутри единого интегрированного приложения. Это обеспечивает плавный рабочий процесс AGILE для инженера проектировщика и помогает продуктам быстрее выйти на рынок.
Пробная версия приложения имеет полный функционал, но не имеет возможности сохранения файлов.
Простой в использовании инструмент, который зарекомендовал себя в области инженерии, ремесел, образования, исследований и обучения. Он также стал полезным инструментом для многих частных пользователей.
Создавайте профессиональные планы за очень короткое время, от простой схемы до сложных планов. Особенностями данной программы являются:
В бесплатной версии нельзя сохранять, экспортировать и печатать файлы.
Напишите в комментариях, какие программы для создания схем и дизайна электронных схем вы используете?
Для проектирования и тестирования простых схем достаточно взять макетную плату и начать размещать на ней интересующие компоненты с возможностью быстрой замены того или иного элемента. Макетные платы позволяют легко проверить цепь на наличие ошибок перед пайкой готового продукта. Но если у вас более сложная схема или если вам нужно выполнить довольно непростое моделирование прохождения сигналов по вашему проекту, прежде чем вы начнете собирать конечное устройство, вам понадобится программное обеспечение для моделирования схем или попросту симулятор.
Основными требованиями, предъявляемыми большинством людей (особенно новичками в электронике) к симуляторам электронных схем, являются простота в использовании и как можно меньшая цена, в идеале вообще за бесплатно. Также очень важна функциональность.
Хотя легко получить пробную версию чего-то вроде OrCAD PSpice, это программное обеспечение не имеет всех доступных функций, если вы не хотите, конечно, раскошелиться с целью их приобретения. К счастью, есть абсолютно бесплатное полнофункциональное программное обеспечение для моделирования электронных схем, называемое Qucs (Quite Universal Circuit Simulator), выпущенное под лицензией GPL. Qucs предлагает достойную альтернативу другим платным симуляторам схем. Qucs запускает собственное программное обеспечение отдельно от SPICE, поскольку SPICE не лицензируется для повторного использования.
Qucs имеет большинство компонентов, которые вам понадобятся для моделирования на уровне близком профессиональному, а также это программное обеспечение имеет огромное количество различных моделей транзисторов. Саму программу можно найти на http://qucs.sourceforge.net/. Для более подробной информации на странице Qucs Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Quite_Universal_Circuit_Simulator) перечислены все доступные функции, также имеется страница часто задаваемых вопросов.
По заверениям разработчиков Qucs еще не закончен полностью, и, скорее всего, функции будут добавляться время от времени, поэтому окончательной версии может и не быть, тем не менее, сегодня Qucs уже представляет собой очень функциональный инструмент для моделирования электронных схем. Графический интерфейс пользователя Qucs хорошо развит и позволяет настраивать схемы и представлять результаты моделирования в различных типах диаграмм. Скриншоты, представленные ниже, подтверждают это.
