Симулятор электрических цепей: Circuit Simulator — эмулятор электрических цепей в браузере

Содержание

Симуляция электрических цепей в LTspice

В предыдущих статьях нам уже доводилось использовать симуляторы электрических цепей. Например, в посте Паяем генератор Клаппа с частотой 11 МГц использовались симуляторы CircuitJS и Qucs, а в заметке Продвинутые аналоговые фильтры: теория и практика был использован симулятор, встроенный в KiCad. Теперь же мы познакомимся с симулятором под названием LTspice.

Но зачем?

LTspice — это бесплатный симулятор, созданный и поддерживаемый компанией Linear Technology, которая сейчас принадлежит Analog Devices. Доступны пакеты для Windows и MacOS. Под Linux симулятор может быть запущен в Wine. LTspice пользуется большой популярностью среди любителей электроники. Программа проста в использовании, дает правдоподобные результаты, распространяется бесплатно и появилась на свет раньше других, в 1999 году. Для сравнения, первый релиз Qucs датирован 2003-им годом, CircuitJS развивается с 2015-го, а в KiCad симулятор появился лишь в версии 5.0, в 2018-ом году.

Научиться пользоваться LTspice в любом случае будет неплохой идеей. Рано или поздно вам попадутся схемы для LTspice, которые потребуется как-то открыть. При обсуждении проблемы со схемой, которая работает не так, как вам хочется, в чат или на форум лучше скинуть схему в LTspice, чтобы ее было проще открыть другим людям. Наконец, если вы хотите от симулятора чего-то необычного, шансы решить проблему при помощи LTspice возрастают за счет большого сообщества пользователей.

Давайте же попробуем решить с помощью LTspice несколько типичных задач. При этом я намерен как можно меньше писать про то, куда и в каком порядке нужно кликать. Во-первых, читать такое не очень интересно, а во-вторых, интерфейс у LTspice довольно прост. Заинтересованным читателям предлагается изучить его самостоятельно.

Примечание: Описанное ниже можно сделать и в KiCad. Однако в KiCad 5.1.6, который на момент написания статьи являлся последней версией, интерфейс, касающийся симуляции, нуждался в сильной доработке. К тому же, в KiCad все еще отсутствовало много важных функций, то же построение спектра сигнала.

Симуляция генераторов

Вообще, на идею для поста меня навел один из читателей блога, Сергей Толстенко. Сергей прислал письмо с результатами симуляции в LTspice генератора из поста Генератор Клаппа на основе кварцевого резонатора. Получилось очень похоже на то, что показал осциллограф. Давайте попробуем повторить этот эксперимент.

Открываем LTspice и вбиваем в него схему генератора:

Как вбить схему, я предлагаю вам выяснить самостоятельно. Отдельно остановлюсь лишь на кварцевом резонаторе, обозначенном на схеме, как C4. Я долго не мог найти кварцевые резонаторы среди доступных компонентов. Оказалось, что искать нужно по слову «xtal». В свойствах компонента указываем следующие параметры:

Забавно, что компонент считается конденсатором, ну да ладно. Использованные здесь параметры соответствуют кварцевому резонатору на 5 МГц. Откуда я их взял? Оказывается, что LTspice симулирует кварцевые резонаторы, как эквивалентную электрическую схему из последовательной цепочки Rs-Ls-Cs и параллельного конденсатора Cp. Связь их номиналов с частотой кварца определяется известным формулам, поэтому кварц на требуемую частоту несложно сгенерировать. Делал я это, разумеется, не руками, а с помощью небольшого скрипта на Python:

#!/usr/bin/env python3

import sys
from math import pi, sqrt

if len(sys.argv) < 2:
    print(«Usage: » + sys.argv[0] + » frequency[hz]»)
    sys.exit(1)

Q = 7000 # no less than 5000
Cp = 4/1000/1000/1000/1000 # max — 10 pF
Cs = Cp/100 # Cs >> Cp
freq = int(sys.argv[1])

# series resonant frequency
# Fs = 1/(2*pi*sqrt(Ls*Cs))
Ls = pow(1/(2*pi*freq), 2)/Cs
# parallel resonant frequency
Fp = 1/(2*pi*sqrt((Ls*Cs*Cp)/(Cs+Cp)))
Rs = (2*pi*freq*Ls)/Q

print(«Cp = {:.4f} pF».format(Cp*1000*1000*1000*1000))
print(«Cs = {:.4f} pF».format(Cs*1000*1000*1000*1000))

print(«Ls = {:.4f} mH».format(Ls*1000))
print(«Rs = {:.4f} Ohm».format(Rs))
print(«Fp = {:.4f}».format(Fp))

Cp часто указывается в даташитах на кварцы, и обычно не превосходит 10 пФ. Единственное требование к Cs заключается в том, что он должен быть во много раз меньше Cp. Далее, из требуемой частоты последовательного резонанса и Cs вычисляем Ls. Rs вычисляется из Ls, частоты, а также добротности Q. Про добротность мы знаем, что у кварцевых резонаторов она очень большая, никак не меньше 5000, а вообще может достигать нескольких миллионов. Частота параллельного резонанса выводится просто для информации. В кварцевых резонаторах частоты последовательного и параллельного резонанса всегда очень близки.

Итак, если мы хотим кварц на 5 МГц, то говорим:

$ ./xtalgen.py 5000000
Cp = 4.0000 pF
Cs = 0.0400 pF
Ls = 25.3303 mH
Rs = 113.6821 Ohm
Fp = 5024937.8106

… и вот они параметры, которые я использовал на предыдущем скриншоте.

Дополнение: Более реалистичное значение добротности для современных кварцев составляет порядка 100 000. Подробности см здесь и здесь.

Запустим симуляцию, нажав на иконку бегущего человечка. Появится новое окно, на котором пока ничего нет. Дождитесь, пока симуляция завершится. Процесс отображается в главном окне программы. В главном окне кликните на провод, идущий к базе транзистора Q1. Курсор мыши при этом будет напоминать щуп осциллографа. Это означает, что вы хотите увидеть, как меняется напряжение в этой точке. Если же вас интересует ток, зажмите Shift или Control. Курсор мыши при этом меняется на токовые клещи. Нас интересует напряжение.

Во втором окне должен появиться график напряжения. Данные на нем сейчас отображаются очень плотно, поэтому его нужно несколько раз приблизить. В итоге вы должны увидеть примерно следующее:

Удерживая левую кнопку мыши, можно измерить интервал между двумя пиками, а также частоту. Как можно видеть по скриншоту, частота оказалась очень близка к  5 МГц, как и ожидалось. Размах сигнала при этом составляет 1.2 В, что очень близко к 1.6 В, которые ранее нам показал осциллограф. Можно заметить, что сигнал заметно искажен по сравнению с идеальной синусоидой. Точь-в-точь как на осциллографе!

Кроме того, видим, что на базе транзистора имеется постоянная составляющая напряжения. Именно из-за нее в прошлый раз сигнал с генератора мы снимали через конденсатор на 100 пФ.

Также LTspice может показать спектр сигнала:

Картинку можно построить, нажав правой кнопкой мыши по предыдущему графику и выбрав View → FFT. В появившимся диалоге я использовал галочку Use current zoom extent, а также выбрал оконную функцию Hamming. Видим не только, что генератор выдает сигнал с частотой 5 МГц, но также и все гармоники.

Симуляция фильтров

В качестве еще одной задачи рассмотрим симуляцию фильтров. Воспользуемся скриптом filtergen.py из заметки Продвинутые аналоговые фильтры: теория и практика и сгенерируем полосно-пропускающий фильтр Баттерворта 3-го порядка на радиолюбительский диапазон 40 метров, то есть, интервал частот 7.0-7.2 МГц:

$ ./filtergen.py -f1 6900000 -f2 7300000 -p 3 -t band-pass

Band-pass narrow-band filter:

              L2     | |
=> —+—-+—CCCCC—| |—+—-+— …etc…
     |    |          | |   |    |
     |    |                |    |
   ——  C              ——  C
C1 ——  C           C3 ——  C
     |    C                |    C
     |    |                |    |
    GND  GND              GND  GND

C1 = 7.96 nF, in parallel with 63.19 nH
C3 = 7.96 nF, in parallel with 63.19 nH
L2 = 39.79 uH, in series with 12.64 pF

Поскольку фильтр узкополосный, я решил подстраховаться, и указал полосу пошире. В противном случае аттенюация в интересующем интервале частот может оказаться слишком большой.

Вобьем фильтр в LTspice аналогично тому, как раньше мы это делали в KiCad:

Запускаем симуляцию, щупом жмем на выходе фильтра, и в результате видим как АЧХ, так и ФЧХ фильтра:

Оба графика сдвинуты на 6 dB вниз, точно так же, как это было в KiCad. Это ожидаемое поведение, и оно ранее объяснялось в заметке Продвинутые аналоговые фильтры: теория и практика. Можно считать, что -6 dB — это на самом деле 0 dB. Заинтересованным читателям предлагается приблизить АЧХ в LTspice и проверить, что фильтр действительно пропускает те частоты, какие мы хотели.

Дополнение: Забыл сказать, что при помощи LTspice можно оценить входной или выходной импеданс цепи. Это ни что иное, как отношение напряжения к току, при условии, что ток и напряжение находятся в фазе. А зная импеданс, несложно посчитать КСВ. В качестве домашнего задания предлагаю вам определить входной и выходной импеданс фильтра в зависимости от частоты. В качестве упражнения со звездочкой ответьте на вопрос, какой выходной импеданс имеет генератор.

Заключение

LTspice оказался довольно прост в использовании. Освоить его можно буквально за час, а любые непонятные моменты решаются при помощи поисковых систем. Некоторые особенности интерфейса требуют привыкания. Например, довольно неочевидно, что для поворота компонента нужно начать его перемещать и в режиме перемещения нажать Control+R. Но в остальном программа очень приятная.

Если вам хочется узнать больше об LTspice, могу порекомендовать плейлист LTspice tutorial на YouTube-канале FesZ Electronics. Из видео вы узнаете, что в LTspice можно анализировать работу цепи при разной температуре компонентов, импортировать и экспортировать .wav файлы, выполнять моделирование методом Монте-Карло, симулировать шум, и многое другое. Больше всего мне понравилось видео о том, как проверить модель компонента на соответствие даташиту. Примите во внимание, что автор используют версию программы для Windows, и ее интерфейс немного отличается от версии для MacOS.

Fun fact!

Версия LTspice для Windows может быть запущена под MacOS в CrossOver. Чтобы Windows-шрифты выглядели на Retina-дисплее более приятно, нужно найти раздел Wine Configuration и во вкладке Graphics увеличить Screen resolution. Я нахожу значение 120 dpi достаточно комфортным для глаз.

Файлы всех приведенных выше схем для LTspice вы найдете в этом архиве. А пользуетесь ли вы LTspice или, быть может, предпочитаете какой-то другой симулятор?

Дополнение: Еще примеры использования LTspice вы найдете в статьях про диплексеры, делители / сумматоры 3 dB, AM-модулятор, диодный кольцевой смеситель, активные фильтры, усилитель на IRF510 и других.

Метки: Электроника.

Программа симулятор электрических схем на русском

Компоненты в Ktechlab грубо разделены на категории: источники, дискретные элементы, переключатели, элементы индикации, логические элементы, соединители и микросхемы. У обоих компонентов есть настраиваемый выход напряжения. Есть широчайший выбор переключателей. Есть простые светодиоды и лампы. Есть двунаправленные светодиоды, семисегментные индикаторы и точечно-матричные дисплеи.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Программа для начинающих электронщиков

SPICE (симулятор электронных схем)


Программы для моделирования. Портал для радиолюбителей. Программа Electronics Workbench v5. Очень хорошо продуманный интерфейс. Огромная библиотека элементов, правда иностранного производства. Отлично моделирует цифровые схемы. Под рустификатором понимается набор отечественных элементов для программы. Он имеет некоторые особенности, ориентированные на применение в учебном процессе.

Пакет программ CircuitMaker, разработанный фирмой MicroCode, в настоящее время принадлежит компании titleium Limited. С его помощью производится графический ввод принципиальных электрических схем, выполнение моделирования смешанных аналого-цифровых устройств и разработка печатных плат ПП — фактически в одном пакете имеется компьютерная виртуальная электронная лаборатория, выполняющая цикл сквозного проектирования электронной аппаратуры широкого профиля.

Программа CircuitMaker обеспечивает графический ввод принципиальных схем и их моделирование, разработка печатных плат ПП производится с помощью входящего в состав пакета программы TraxMaker в дальнейшем эта программа в соответствии с технической политикой компании titleium Limited может быть заменена соответствующим модулем пакета Protel или внешних программ PADS, P-CAD, Protel и др. Однако обратим внимание, что в наиболее привлекательной студенческой версии пакета список соединений проекта, необходимый для разработки ПП, выполняется только в формате программы TraxMaker, которая не входит в его состав.

Поэтому студенческую версию практически можно использовать только для схемотехнического моделирования, а для разработки ПП следует привлекать коммерческие версии.

Программа для начинающих. В ней можно собирать простейшие цепи из резисторов, сделать измерения и пр. Система проектирования принципиальных схем и печатных плат. Включает Схемотехнику, Редактор плат с автотрассировщиком, редакторы компонентов и корпусов.

Библиотеки содержат более 50, компонентов. Программа позволяющая производить автортрассировку печатных плат. Реализована поддержка размеров платы до х мм и количеством слоев до


3 симулятора электрических цепей на Андроид

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Программа для моделирования электрических схем. Ads Яндекс. Опции темы. BB коды Вкл. Смайлы Вкл.

Хороший удобный симулятор электронных схем. В нём очень Софт на русском языке. Программа подходит для Linux и Windows. Программа для построения электронных и электрических схем, рисования плат.

3 симулятора работы электрических схем на русском

Канал ЭлектроХобби на YouTube. Программы — данная категория сайта предназначена для хранения различных программ, которые связаны со сферой электрики и электричества. А именно софт, которые Вам будет весьма полезен — это программы по расчёту различных электрических величин, моделированию и анализу работы схем, созданию принципиальных электрических схем их рисование и чертёж , и многое другое. Думаю, этот софт будет Вам полезен. Краткое описание — QElectroTech — это достаточно лёгкая, простая, удобная программа, которая позволяет создавать, рисовать любые электрические и электронные схемы на Вашем компьютере. Она бесплатна, но при этом достаточно хороша. Сам пользуюсь и Вам советую Компания представлена немецким институтом

3 симулятора работы электрических схем на русском 7. Онлайн электрические схемы

Account Options Войти. Quick Copper Valentin Safonnikov Работа. Для всех. Добавить в список желаний. Создание и редактирование электронных схем непосредственно на Android устройстве.

Multisim — возможно самая продвинутая программа для создания и симулирования электронных схем и печатных плат. Программа multisim — это целая лаборатория схемотехнического моделирования, которая предназначена для разработки принципиалок и проектирования печатных плат на профессиональном уровне.

WWW: EasyEDA и Circuit Simulator — сервисы, которые помогут тебе с разработкой электронных схем

Программы для моделирования. Портал для радиолюбителей. Программа Electronics Workbench v5. Очень хорошо продуманный интерфейс. Огромная библиотека элементов, правда иностранного производства. Отлично моделирует цифровые схемы.

Простой в освоении симулятор электрических схем

Версия Версия 5. Версия 8 Update Версия 4. Версия : 1. Версия: 1. Стоимость: Бесплатно. Обновлено:

Создание и редактирование электронных схем непосредственно на Android устройстве. Программа сочетает простоту в использовании и наиболее.

Выложена программа для схемотехников

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Этот пост будет посвящён моделировщику электронных схем с открытым исходным кодом Qucs.

Простой в освоении симулятор электрических схем

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.

Не получается найти нужную программу? Попробуйте подобрать программу при помощи нашего инструмента.

Разные программы

Форум посвящен вопросам релейной защиты и автоматики РЗА. Обмену опытом и общению релейщиков. Активные темы 13 Темы без ответов Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться. Добрый день коллеги. Я когда появляется нужда использую старый добрый Electronics Workbench version 5. Так же интересуют другие симуляторы, желательно бесплатные и на русском языке.

Circuit Simulator

С каждым годом и так не малые мощности современных планшетов стремительно увеличиваются, а система Андроид, с каждым днем стает все более популярной. Не удивительно, что разработчики уделяют внимания различного рода симуляторам процессов для андроид устройств. В данном обзоре рассмотрим 3 самых популярных симулятора электрических цепей для Андроид устройств, сравним их возможности, потенциал и удобство использования.


Использование симуляторов электрических цепей на уроках технологии

Использование симуляторов электрических цепей на уроках технологии

Лисевский А. А. студент кафедры основ производства и

машиноведения ФТП МГОУ

Аннотация. В данной статье автор дает описание специализированного ПО для симуляции работы электрических цепей. В качестве примера приводится программа Every Circuit, работающая на мобильных платформах и Chrom. А также описан опыт применения данного ПО на уроках технологии.

Ключевые слова: Информационные технологии, ПО, специализированное ПО, симулятор электрических цепей, симулятор схем, педагогика, современное образование, технологическое образование.

Введение.

В изучении какого-либо явления важную роль играет математическое моделирование изучаемой системы. Как правило математические модели простых систем составляются и рассчитываются на бумаге. Например, поведение физического маятника можно достаточно точно рассчитать вручную. Для ускорения расчета более сложных систем применяют компьютерное моделирование, а некоторые системы из-за их масштаба и обилия сложных вычислений может рассчитать только мощный суперкомпьютер.

В данной статье будет описано специализированное программное обеспечение для математического моделирования и расчета работы электрических цепей.

ПО – симулятор работы электрических цепей

Программное обеспеченье для симуляции работы электрической цепи способно рассчитать на основе законов электродинамики и общепринятых допущений работу электрической цепи, составленной из электрических элементов, обладающих определенными изменяемыми и постоянными параметрами.

Данное ПО используют при проектировании электронных устройств различной сложности для их тестирования и отладки без физического воплощения. Что в конечном итоге снижает стоимость разработки данных устройств.

Однако, помимо профессионального ПО есть решения и для обучения не только взрослых, но и детей или новичков. Именно такой является программа, которая будет рассмотрена в данной статье.

Every Circuit

Описание программы с официального сайта (англо-русский перевод).

Вы можете создавать и моделировать схемы прямо на телефоне или планшете, анимировать и понимать, как они работают, проверять домашние задания и тестировать свои проекты. Более того, вы можете присоединиться и взаимодействовать с большим онлайн-сообществом энтузиастов.

Визуализируй

Динамические анимации напряжений, токов и зарядов отображаются прямо поверх схемы. Детальная визуализация дает представление о работе схемы. Так не сможет любое уравнение или формула!

Симулируй

Когда вы строите произвольную схему, она показывает вам, как она работает, даже если вы только что изобрели новую конструкцию. Это стало возможным благодаря специально разработанному движку симуляции схем.

Взаимодействуй

Отрегулируйте параметры схемы во время моделирования и посмотрите, как эта схема реагирует — все в режиме реального времени! Интерфейс сенсорного экрана заставляет вас чувствовать, что вы строите схемы своими руками.

Я установил полную версию программы на свой Android смартфон и работаю на нем. Программа предлагает базу основных элементов, параметры которых можно подстраивать на этапе сборки, так и в реальном времени симуляции.

Так выглядит настройка источника переменного напряжения. Слева мы видим перечень параметров, а справа колесо подстройки. Колесо с каждым оборотом увеличивает цену оборота на одну степень десяти. (0,01- 0,1; 0,1 – 0; 0-10; 10-100; 100-1000 и т.д.)

В качестве примера я собрал схему простого блока питания и запустил симуляцию.

Рассмотрим схему. Они состоит из источника переменного напряжения (220В 50Гц), понижающего трансформатора, двухполупериодного диодного выпрямителя, сглаживающего фильтра с возможностью отключения, лампы накаливания и светодиода с токоограничивающим резистором. Синий график показывает значение напряжения на выходе выпрямителя относительно земли. В данном случае это значение колеблется от 0 до 30 вольт с частотой 100 Гц, что соответствует двухполупериодному выпрямителю. Если подключить фильтр, колебания резко сгладятся.

Потом программа автоматически увеличит масштаб графика, подстраиваясь под амплитуду колебаний.

Можно увидеть, что остаточные пульсации имеют амплитуду 0,3 В. Таким образом мы получили исчерпывающую математическую модель данной цепи и можем смело приступать к ее сборке.

Практическое применение на уроке

Тема урока: «Составление и расчет принципиальных схем электрических цепей»

Цель урока

  • Образовательная: познакомить учащихся с процессом составления и расчета электрических принципиальных схем

  • Развивающая: повысить способности к логическому мышлению

  • Воспитательная: развить самостоятельность, коммуникативные навыки при работе в команде, ответственность перед собой и командой.

Ход урока

Этапы урока

Обучающие и развивающие компоненты, задания и упражнения

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Формы организации взаимодействия на уроке

Универсальные учебные действия

Промежуточный контроль

1. Организационный момент

(2 мин)

Организация самоопределения обучающихся к деятельности на уроке

Приветствует учеников. Проверяет готовность к уроку. Отмечает отсутствующих.

Воспринимают на слух, визуально контролируют свою готовность к уроку

Фронтальная

Личностные

Регулятивные

Устные ответы

2.

Постановка учебной задачи

(5 мин)

Повторение изученного материала

На прошлом уроке изучалась тема «Условные обозначения электрических элементов». Повторим известные нам элементы и их обозначения.

Слушают учителя, называют хором условные обозначения

Фронтальная

Познавательные

Формулировка темы урока, постановка целей и задач.

Вы знаете, что любой электроприбор состоит из множества электрических компонентов. Предположите, для чего мы изучаем их условные обозначения?

Попробуйте сформулировать тему сегодняшнего урока.

Давайте подумаем и определим цели и задачи нашей предстоящей работы.

Цель: Научиться составлять электрические принципиальные схемы и проверять их в работе.

Задачи:

  • изучить принципы составления схем

  • изучить основные методы проверки схем в работе

  • применить знания на практике

Слушают учителя, размышляют, предлагают свои варианты формулировок с поднятой рукой

Фронтальная, индивидуальная?

Коммуникативные

Познавательные

3. Освоение нового материала

(2 + 2 + 11 ) мин

Организация формы взаимодействия на уроке

Разделение обучающихся на подгруппы, с присвоением индивидуальной роли в подгруппе.

Слушают указания учителя, пересаживаются согласно подгруппам, распределяют роли внутри подгруппы.

Групповая, индивидуальная

Коммуникативные

Регулятивные

Личностные

Предоставление учебного материала и инструкции по его освоению

На ПК в указанном месте хранятся необходимые для изучения материалы. С ними нужно лично ознакомиться, обсудить в группе.

Слушают инструкции, необходимые для дальнейшей работы, проверяют свою готовность.

Фронтальная

Коммуникативные

Регулятивные

Самостоятельное изучение материалов

Отвечает на вопросы по затруднениям, при необходимости дает дополнительную информацию

Изучают предложенный материал, обсуждают, задают вопросы друг другу и, в случае затруднений, учителю

 Групповая, индивидуальная

Познавательные

Коммуникативные

 

4.Самостоятельная работа с проверкой по проверочному листу.

(2 + 8) х 2 мин

Подготовка к практической части по работе с симулятором

Рассказывает о методах и инструментах, необходимых для выполнения практического задания. Объясняет правила ТБ и дает рекомендации по организации рабочих мест.

Слушают учителя, готовят свое рабочее место, проверяют свою готовность к работе

Фронтальная, групповая, индивидуальная

Регулятивные

Коммуникативные

Практическая часть. Выполнение мини проекта принципиальной схемы в симуляторе

Следит за работой обучающихся, помогает при необходимости.

Работают в группе и самостоятельно над поставленной задачей

Групповая, индивидуальная

Познавательные

Коммуникативные

 

Подготовка к практической части по работе с макетной плате

Рассказывает о методах и инструментах, необходимых для выполнения практического задания. Объясняет правила ТБ и дает рекомендации по организации рабочих мест.

Слушают учителя, готовят свое рабочее место, проверяют свою готовность к работе

Фронтальная, групповая, индивидуальная

Регулятивные

Коммуникативные

Практическая часть. Выполнение мини проекта принципиальной схемы на макетной плате

Следит за работой обучающихся, помогает при необходимости.

Работают в группе и самостоятельно над поставленной задачей

Групповая, индивидуальная

Познавательные

Коммуникативные

5.

Рефлексия деятельности

3 минуты

Подведение итогов, оценка достижения целей и задач, обмен впечатлениями

Наше занятие подходит к концу. Предлагаю вам обсудить итог, к которому мы пришли, достигли ли мы поставленных целей и задач. А так же поделиться своими впечатлениями.

Слушают учителя, размышляют и высказывают свое мнение с поднятой рукой

Фронтальная, индивидуальная?

Коммуникативные

Регулятивные

Личностные

Заключение

В этой статье вы познакомились с ПО для симуляции электрических схем, а также увидели пример открытого урока по технологии с применением данного ПО для обеспечения наглядности преподаваемого материала.

Список литературы

    1. САПР симулятор EveryCircuit //tehnari.ru: технический форум, 2014. URL: https://www.tehnari.ru/members/b1241.html (дата обращения 27.05.2019).

    2. Официальный сайт Every Circuit // everycircuit.com: официальный сайт компании – разработчика ПО. URL: https://everycircuit.com/ (дата обращения 27.05.2019).

Как симулятор электрический цепи может помочь вам понять любую схему? | ASUTPP

Симулятор электрической цепи — это инструмент для «наблюдения» за тем, что делает цепь. По сравнению с механическими устройствами, такими, например, как велосипед, электроника не может быть легко проверена невооруженным глазом.

Когда вы смотрите на велосипед, вы можете наблюдать за ним и видеть, что нажатие на педали приводит к вращению цепи и что эта цепь приводит в движение велосипедные колеса.

Напротив, если вы посмотрите электронную начинку аудиоусилителя, то вам будет очень трудно сказать, что он делает, если у вас нет предыдущего опыта в разработке и создании электронных схем.

Имитация работы цепи

Имитаторы цепей дают вам гибкость, позволяющую анализировать напряжение и ток каждого провода и компонента в цепи.

Если у вас возникли проблемы с пониманием схемы, вы можете попробовать нарисовать ее в симуляторе схем, таком как LTSpice (бесплатно). Вы можете изменить входное напряжение и параметры компонентов и посмотреть, как реагирует цепь. И это даст вам цельное представление о том, что делает схема.

Пример схемы для симулятора

Я создал схему, которая может быть трудной для понимания новичками электроники. Но с помощью симулятора цепи вы можете выяснить, как она работает в целом и как работают её отдельные части.

Пример схемы

Пример схемы

Чтобы скачать файл этой схемы, перейдите по ссылке.

Важно! Для правильной симуляции необходимо добавить LM339 в библиотеку компонентов.

Вы можете поиграть с данной схемой в симуляторе и написать свое мнение в комментариях.

Как понять, что делает схема?

Таким образом, чтобы узнать, как схема работает через симуляцию, вы должны:

1. Думать с точки зрения ввода / вывода:

Если вы анализируете аналоговую схему, то ее основной целью будет получение входного сигнала, его обработка и вывод в качестве чего-то еще.

Узнайте, что является входным параметром, измените его значение и посмотрите, как он влияет на вывод. Таким образом, вы узнаете, какова основная функция схемы.

2. Разделить схему на этапы (если применимо):

Некоторые аналоговые схемы выполняют более одного вида обработки, они могут преобразовывать ток в пропорциональный сигнал напряжения и затем выводить другое напряжение для запуска переключателя по истечении определенного времени.

Аналоговые функции могут выполнять: преобразование, переключение, синхронизацию, фильтрацию, усиление, ослабление и многое другое. Чтобы понять, как работает ваша схема, разделите ее на этапы, чтобы вы могли анализировать каждый этап в отдельности.

В основном вы создаете меньшую структуру, в которой вы можете снова применить принцип ввода / вывода.

3. Проанализировать каждый этап

Измените входной параметр и значения компонентов и посмотрите, как он влияет на выход, исследуя различные части цепи. Таким образом, вы увидите и узнаете, как эта схема работает и относится к остальной части общей картины.

Надеюсь, что после прочтения этой статьи у вас в арсенале появится еще один инструмент, упрощающий работу с электроникой.

Место программ поддержки инженерных расчётов в инструментарии преподавателя электротехники Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 37.02:621.3

МЕСТО ПРОГРАММ ПОДДЕРЖКИ ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЁТОВ В ИНСТРУМЕНТАРИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Семёновых Л.В., 2019 Вятский государственный университет, старший преподаватель кафедры электротехники и электроники, Киров

Аннотация: в статье описана трансформация роли преподавателя вуза, обусловленная современными запросами заказчика обучения (в лице государства и общества), с одной стороны, и особенностями поколения Z, с другой стороны. Показана важность качественной подготовки по электротехнике как базовой дисциплине. Выявлены признаки и причины неэффективности традиционных методов обучения. Обоснована целесообразность применения программ-симуляторов электрических цепей при проведении различных форм занятий, приведены примеры из личной педагогической практики по использованию Qucs в курсах «Электротехника» и «Метрология».

Ключевые слова: поколение Z, программа-симулятор электрических цепей, Qucs.

THE PLACE COMPUTER-AIDED ENGINEERING PROGRAMS IN THE TOOLS TEACHER OF ELECTROTECHNICAL DISCIPLINES

Semyonovykh L.V., 2019 Vyatka State University, senior lecturer of the Department of electrical engineering and electronics, Kirov

Annotation: the article describes the transformation of the role of the University teacher, due to the modern demands of the customer training (in the face of the state and society), on the one hand, and the features of generation Z, on the other hand. The importance of high-quality training in electrical engineering as a basic discipline is shown. The signs and causes of inefficiency of traditional teaching methods are revealed. The rationality of application of programs-simulators of electric circuits at carrying out various forms of lessons is proved. The examples from personal teaching practice on the use of Qucs in the courses «Electrical Engineering» and «Metrology» are given.

Keywords: generation Z, programs-simulators of electric circuits, Qucs.

Введение. Учредителем всех государственных вузов является РФ в лице министерства образования и науки, а отсюда следует, что их задача (в объеме контрольных цифр приема) в подготовке высококвалифицированных кадров в соответствии с потребностями общества и государства. Преподаватель работает по ФГОС, и эти стандарты предъявляют требования не столько к знаниям, сколько к компетенциям. Однако, сейчас, в силу целого ряда причин (демографический кризис, гуманизация, демократизация образования), говорят также, что заказчиком образовательной услуги выступает студент. В контексте этого трагикомична ситуация, когда «заказчик образовательной услуги» сопротивляется привитию вышеуказанных «компетенций». Студенты, пришедшие учиться сейчас, родились в 2000 г. Согласно теории поколений [1], это истинно «цифровые люди» (поколение Z), выросшие в мире, где информационные технологии — данность, неотъемлемое свойство реальности. Становление их личности проходило под воздействием социальных сетей, в условиях постоянного контакта с Интернетом. Современный студент проводит большую часть своего времени в сети, играет в игры, обменивается сообщениями, смотрит видео и т.д. Известная популяризатор науки Ася Казанцева объясняет это тем, что пребывание в сети и игра дают «выброс дофамина маленький, зато надёжный, доступный, прямо здесь».

Информации в Интернете много, с каждой минутой становится все больше, привычка получать ответ по клику мышкой и лёгкость хождения по гиперссылкам провоцируют нетерпеливость и формируют абсолютное преклонение перед авторитетом Всемирной паутины. Когда человек читает толстый учебник, то он вслед за автором идёт от простого к сложному, получает знание системно, что совершенно не похоже на современный способ взаимодействия с информацией: задал вопрос -получил ответ. Мышление современных студентов, к сожалению, фрагментарное и поверхностное.

Привычка с малых лет потреблять информацию маленькими порциями, а также скорость получения ответа сказываются на концентрации внимания — по некоторым оценкам, его лимит составляет 3 минуты [2]. Преподавателю не следует пытаться переделывать студентов, необходимо принимать их такими, какие они есть, отойти от категорий «хороший»/«плохой», т.к. это глобальный тренд, в соответствии с которым меняются запросы общества по отношению к образованию.

Курсы «Электротехника» и «Метрология» являются базовыми при подготовке бакалавров направлений 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и 15.03.06 «Мехатроника и робототехника». Традиционно занятия проходят в форме лекций и практик (решение задач и лабораторные работы). В условиях сегодняшней доступности информации предназначение лекций состоит в концентрированной и аргументированной передаче основ предмета студентам, создании фундамента, на котором формируются знания, умения и навыки в ходе работы на практических занятиях и самостоятельной работы дома.

Персональный опыт автора позволяет констатировать, что несмотря на важность электротехники и метрологии для будущих инженеров, на доступность учебно-методических материалов и на то, что лаборатории оснащены современными стендами, — в настоящее время студенты осваивают вышеназванные курсы недостаточно эффективно. Часто студенты приходят на лабораторную работу неподготовленными, не имея представления о целях эксперимента и ожидаемых результатах, поэтому преподаватель вынужден разъяснять всё сам, иначе будет упущено дефицитное аудиторное время. При таком подходе студент получает абстрактный результат, который не в состоянии распространить на весь изучаемый раздел электротехники или метрологии и увидеть связи наблюдаемого явления с другими физическими явлениями. Автор ранее уже обращалась к теме неэффективности лабораторных работ [3], причины которой обобщённо представлены на рисунке 1 в виде диаграммы Исикавы («рыбьи кости»).

Рисунок 1. Анализ причин недостаточной продуктивности лабораторных работ по электротехнике.

Практики по электротехнике также проходят недостаточно продуктивно. На занятиях чаще всего решаются простые задачи по расчёту токов, напряжений, сопротивлений, мощностей отдельных участков цепи. В условиях временных ограничений нет возможности проводить анализ результатов, варьирование параметров цепи и наблюдение её реакции, и каждая задача сводится к расчёту ради расчёта, критерием успешности которого является получение некоего «числа». Также можно выделить общую проблему учебных задач — полное соответствие исходных данных единственно верному решению, но гораздо ценнее побуждать студентов искать информацию и необходимые исходные данные самостоятельно.

Для исправления ситуации видится целесообразным использование на всех видах занятий программ поддержки инженерных расчётов, а именно, программ-симуляторов электрических цепей, хотя такое предложение наталкивается на критику со стороны преподавателей «старой закалки». Основные претензии касаются использования студентами продуктов чужого труда (скопировал/вставил) без осмысления, а также непрозрачности автоматизированных инженерных расчётов, что может способствовать поверхностному изучению предмета без погружения в суть явления. Критики указывают на необходимость платной лицензии, на потребность в оснащённых компьютерами аудиториях для практики, на трудоёмкость освоения программы как студентами, так и самим преподавателем.

Можно сформулировать некоторые рекомендации для применения программ-симуляторов электрических цепей при проведении практик по электротехнике. Суть практики — научиться что-то делать самому, включить процесс мышления. Помимо конкретных результатов решения задачи важно и то, каким образом получен ответ, начиная с анализа условий, желаемого результата, пути решения, поиска информации. Конечно, для использования программы-симулятора на практике нужен компьютер. Однако, на сегодняшний день существуют облачные сервисы (TINACloud, MultisimLIVE), оптимизированные для устройств с сенсорным экраном, т.е. позволяющие работать с симулятором с планшета или смартфона. Проблема с лицензионным программным обеспечением также вполне решаема, так как есть полностью бесплатные симуляторы (Qucs) или симуляторы с урезанными функционалом для студентов (TINA-TI).

Для снижения «порога вхождения» необходимо выбирать симулятор с дружественным, интуитивно-понятным интерфейсом и здесь симпатии автора на стороне бесплатной программы Qucs — «quite universal circuit simulator», — т.е. «практически универсального симулятора электрических цепей». Проект Qucs стартовал в 2004 г., в 2017 г. состоялся релиз версии Qucs 0.0.19. Свежую версию Qucs всегда можно скачать с официального сайта [4]. Далее в статье приводятся примеры моделей, которые автор использует при проведении различных форм занятий по электротехнике и метрологии у студентов, обучающихся по направлению 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» в ВятГУ.

Тема несинусоидальных напряжений является одной из самых сложных в курсе электротехники, т.к. анализ отклика цепи опирается на трудоёмкие вычисления и многоэтапные графические построения, что утомительно для преподавателя и студентов при традиционной манере подачи материала (мелом по доске). На рисунке 2 представлена модель трёхфазной цепи с источником несинусоидального напряжения, созданная в Qucs. Напряжение симметричного трёхфазного источника задано совокупностью гармоник прямой, нулевой и обратной последовательностей в соответствии с принципом суперпозиции. Построение временных диаграмм напряжений источника выполняется виртуальным осциллографом, для чего на схеме предусмотрены соответствующие метки. Действующие значения фазного и линейного напряжений, напряжения смещения нейтрали и линейных токов измеряются с помощью виртуальных вольтметров и амперметров. Полученные в результате симуляции временные диаграммы и таблица результатов измерений наглядно демонстрируют особенности работы трёхфазных цепей при наличии высших гармоник, а именно: отсутствие гармоник нулевой последовательности в линейном токе, нарушение соответствия между линейным и фазным напряжением, появление напряжения смещения нейтрали даже в симметричной цепи.

Рисунок 2. Модель трёхфазной цепи с несинусоидальным источником питания.

Расчёт выпрямительных схем и подбор диодов — пример реальной инженерной задачи, которую полезно решать на практическом занятии. На рисунке 3 показана модель диодного моста, позволяющая изучать его работу при питании от источника синусоидального напряжения промышленной частоты в нормальном режиме и режиме обрыва одной ветви (однополупериодное выпрямление). Студенты имеют возможность устанавливать в модель различные диоды, имеющиеся в библиотеке Qucs, варьировать сопротивление нагрузки и ёмкость сглаживающего конденсатора и наблюдать при этом, как изменяются показания виртуальных приборов. В модели предусмотрены приборы для измерения действующего и среднего значения пульсирующего напряжения и тока нагрузки. При использовании в модели широко применяемого диода 1 N4148 результаты симуляции хорошо согласуются с аналитическим расчётом, выполняемом на практическом занятии.

Рисунок 3. Модель мостового выпрямителя. В лабораторном практикуме одной из самых трудоёмких и времязатратных является работа по исследованию переходных процессов в линейных электрических цепях. Фотография стенда с

собранной цепью приведена на рисунке 4. Помимо экспериментальной части исследования, где студентам необходимо применять уже сформированные ранее навыки сборки цепи и пользования разнообразными электроизмерительными приборами (в т.ч. электронно-лучевым осциллографом), работа содержит объёмную расчётную часть. На опытном материале студенты изучают законы коммутации, просчитывают колебательный и апериодический переходные процессы, определяют их продолжительность.

Рисунок 4. Фото стенда с цепью для лабораторной работы по теме «Переходные процессы»

Успешное выполнение и защита данной лабораторной работы во многом зависят от того, насколько правильно зафиксированы результаты измерений. Целесообразно использовать адекватную модель цепи в Qucs (рисунок 5) при подготовке к лабораторной работе, при оформлении отчёта по результатам эксперимента на реальном оборудовании, на защите.

Рисунок 5. Модель цепи для исследования переходного процесса. Переходный процесс возникает в цепи, содержащей энергоёмкие элементы при резком изменении её параметров (при коммутации). В рассматриваемой работе коммутация имитируется

включением источника прямоугольного напряжения. В первый полупериод этого напряжения, когда диод открыт, происходит заряд конденсатора, во второй полупериод, когда диод закрыт, конденсатор разряжается на активно-индуктивную нагрузку. Симуляция позволяет предсказать ожидаемые результаты, избежать грубых ошибок при измерениях, проанализировать влияние параметров элементов на такие характеристики как длительность переходного процесса и критическое сопротивление. Рассмотрение темы с опорой на модель делает изучение материала более качественным и глубоким.

Одновременно с курсом «Электротехники» студентам второго курса преподаётся курс «Метрологии», который в основном посвящён электрическим измерениям. Предполагается, что, приступая к изучению нового материала, студенты на высоком уровне владеют навыками расчёта электрических цепей, но, к сожалению, это далеко не так. Использование программы-симулятора позволяет облегчить изучение таких тем, как масштабные преобразователи, метод амперметра и вольтметра для измерения сопротивлений, измерительный мост постоянного тока, градуировка электромеханического омметра и др.

Рисунок 6. Модель цепи для изучения метода амперметра и вольтметра.

На рисунке 6 показана модель цепи для измерения косвенным методом малых сопротивлений (вариант Л-У-К). Произведена развёртка по параметру Ях (от 5 до 9985 Ом), рассчитана методическая погрешность ё. Модель наглядно показывает, как изменяется методическая погрешность при различных соотношениях измеряемого сопротивления и сопротивлений приборов.

Заключение. Использование программы-симулятора при проведении лекций, практик и лабораторных работ делает изучение электротехники более качественным и глубоким, позитивно оценивается студентами, даёт преподавателю проявить педагогическое творчество. Однако, необходимо иметь в виду, что ОиеБ — это инструмент, «продвинутый» калькулятор, пользование которым не может заменить лабораторных работ на реальном оборудовании. Создание адекватных моделей для симуляции требует от студентов серьёзной теоретической подготовки, в частности, знания законов электротехники, свойств идеализированных пассивных и активных элементов, правил составления схем замещения. Использование программы-симулятора при самостоятельной работе (решении домашних заданий) позволяет снизить трудоёмкость вычислений, даёт возможность самопроверки, но по причине непрозрачности вычислений, производимых симулятором, такая работа будет иметь ценность только в случае вдумчивого анализа полученных результатов.

Список литературы:

1. Сапа А.В. Поколение Z — поколение эпохи ФГОС // Инновационные проекты и программы в образовании. 2014. №2. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/pokolenie-z-pokolenie-epohi-fgos (дата обращения: 15.02.2019).

2. Балацкий Е.В. Новые тренды в развитии университетского сектора // Мир России. Социология. Этнология. 2015. №4. URL: https://cyberleninka.m/artide/n/novye-trendy-v-razvitii-universitetskogo-sektora (дата обращения: 15.02.2019).

3. Семёновых Л.В. Освоение сложных разделов электротехники с помощью Qucs в рамках лабораторного практикума // Общество. Наука. Инновации (НПК-2018): сб.ст. XVIII Всерос. науч.-практ. конф., 2-28 апр. 2018 г. Киров, 2018. С. 919-926. URL: http://vestnik43.ru/npk-2018 (дата обращения: 15.02.2019).

4. Официальный сайт проекта Qucs. URL: http://qucs.sourceforge.net/index.html.

УДК: 378.1; 378.4

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ ФГОС ВО 3+ И ФГОС ВО 3++ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И

ТЕХНОЛОГИИ»

Борисова Е.В., Соболь Б.В., Ступина М.В., 2019 доцент, к.т.н., Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, профессор, д.т.н., Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, старший преподаватель, к.п.н., Донской государственный технический университет, Ростов-на-

Дону

Аннотация: рассматриваются особенности нового Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки «Информационные системы и технологии». Продемонстрирована преемственность федеральных государственных образовательных стандартов и выявлены факторы, определяющие необходимость их модернизации. Выполнен сравнительный анализ ФГОС ВО 3+ и ФГОС ВО 3++. Проанализированы изменения в структуре и содержании основной профессиональной образовательной программы бакалавриата, новые требования к результатам ее освоения.

Ключевые слова: федеральный государственный образовательный стандарт, бакалавриат, основная профессиональная образовательная программа, информационные системы и технологии.

COMPARATIVE ANALYSIS OF EDUCATIONAL STANDARDS OF HIGHER EDUCATION 3+ AND 3++ «INFORMATION SYSTEMS AND TECHNOLOGIES»

BorisovaE.V., SobolB.V., StupinaM.V., 2019 assistant professor, Ph.D., Don state technical university, Rostov-on-Don, professor, Doctor of technical sciences., Don state technical university, Rostov-on-Don, senior lecturer, Ph.D., Don state technical university, Rostov-on-Don

Abstract: the features of the new Federal State Educational Standard of Higher Education in the direction of preparation «Information systems and technologies» are considered. The continuity of federal state educational standards is demonstrated and the factors determining the need for their modernization are identified. Comparative analysis of GEF VO 3+ and GEF VO 3 ++ is performed. Analyzed changes in the structure and content of the main professional educational program of undergraduate, new requirements for the results of its development.

Keywords: federal state educational standard of higher education, bachelor degree, basic educational programme, information systems and technologies.

Основным нормативно-правовым документом, регламентирующим подготовку обучающихся, являются федеральные государственные образовательные стандарты, представляющие собой «совокупность требований, обязательных при реализации основных образовательных программ

Применение симуляторов для расчета электрических цепей

1. Применение симуляторов для расчета электрических цепей

2. Возможности (не все)


Расчет установившегося режима
Снятие частотных характеристик
Расчет переходных процессов
Расчет цепей с нелинейными
элементами, вращающимися машинами
(двигатели, генераторы), причем с
учетом механической нагрузки
• Расчет цепей с периодической
коммутацией ключей

3. Упрощенная классификация симуляторов

• Для моделирования электрических
цепей
• Для моделирования высокочастотных
(ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ)
устройств (учтены волновые эффекты)
• Для моделирования «всего подряд» —
универсальные симуляторы

4. Моделирование электрических цепей (МЭЦ)

• Можно моделировать цепи с
сосредоточенными параметрами
• Можно моделировать процессы,
представленные в виде электрической
аналогии (электротепловая аналогия,
электромеханическая аналогия)
• Есть модели сложных электронных
компонентов (микросхемы, в том числе
микроконтроллеры)
• Сложно построить модель вида «схема –
система управления схемой с известным
принципом работы, но неизвестной
электрической схемой»

5. ВЧ– и СВЧ–устройства

• Если коротко, то на ВЧ начинают сказываться
распределенные емкости и индуктивности
элементов цепи, в том числе и проводников
• Симулятор позволяет учесть влияние
геометрии
цепи (форма
и размеры
То есть, цепь, собранная
проводочками
на столе
согласно
принципиальной
может не заработать.
проводников,
их схеме,
расположение)
на ее работу
• На переменном токе 50 Гц волновые
эффекты начинают проявляться при длине
проводников порядка сотен километров

6. Универсальные симуляторы

• Позволяют смоделировать объект, если
известны уравнения, которые его описывают,
или принцип работы, который можно
воспроизвести в симуляторе
• Очень удобны при моделировании сложных
систем
• Не учитываются некоторые особенности (к
примеру, геометрия проводников, что важно
для ВЧ)

7. Примеры симуляторов

• МЭЦ: MicroCap, LTSPICE, Tina–TI и т.д.
Последние два бесплатны и имеют
неплохую библиотеку микросхем
(усилители, схемы управления
источниками питания и т.д.)
• ВЧ и СВЧ. Microwave Office
• Универсальные: MATLAB Simulink,
Octave, Modelica, SimInTech

8. Симулятор и САПР в электронике

Система Автоматизированного ПРоектирования
Документация также формируется автоматически и с учетов
всех требований ЕСКД. Вспомните курсовой второго
семестра.
Также формируется автоматически
Также формируется автоматически. Это
список команд для станка,
изготавливающего печатные платы
Список компонентов и соединений. Исходный
Simulation
Program withФормируется
Integrated Circuit
файл
для симулятора.
Emphasis.
Симулятор
электронных схем
В большинстве случаев разводка
проводников
происходит
автоматически
автоматически, согласно принципиальной схеме, вручную
корректируют лишь некоторые участки

9. Итог работы САПР

• Принципиальная схема согласно ЕСКД
• Спецификация для поставки
компонентов
• Чертежи платы для изготовления платы
на производстве
• Результаты моделирования (диаграммы
токов и напряжений) для отладки
устройства

10. Что нужно знать перед использованием

• Неплохо иметь представление о том, что
должно получиться. Компьютер считает
правильно, но по вашему алгоритму и с
вашими исходными данными
• Иногда важны неучтенные параметры
элементов (например, у конденсатора,
помимо емкости, есть еще и индуктивность, и
активное сопротивление). Это на будущее

11. Matlab Simulink

• Симулятор «общего вида»
• В последних версиях сильно
расширены возможности
моделирования всяких
электротехнических устройств
• Дорогой,
тяжелый и тормозящий
Точнее, возможности те же, а вот простота и удобство
новое. Модель сложного устройства можно собрать из
простых блоков, а можно воспользоваться уже готовой,
входящей в поставку

12. Что будем решать?

• Уже известную задачку 1.6
• Только немного поменяем условие –
теперь известен ток I1, ЭДС E1
неизвестна

13. Условие

14. Составление модели

• Запускаем Matlab Simulink (в главном
окне “New” => “Simulink Model”
• После создания модель надо сохранить
под нужным именем (латинские буквы)
• После открываем Simulink Library
Browser (Ctrl +Shift + L) и начинаем
творить…
• Эта библиотека – наиболее простая в применении
• Она применяется, если у нас простая модель (только
электротехника, к примеру, а не «электродвигатель
крутит гидравлический насос…»)
• В новых версиях эта библиотека называется
«Specialized Technology»
Чем «branch» отличается от
«load», предлагаю
Нам потребуется:
разобраться самим
Блок «Powergui» (для этой библиотеки он всегда нужен)
Источник тока «Electrical Sources» => «DC Current Source»
Резистор «Elements» => «Series RLC branch»
Все это добавляем в модель, нажимая Ctrl-I (см. картинку)
Нужно по одной штуке каждого

17. Первый облом

Источника постоянного
тока нету!
Точнее, в явном виде
нету… Берем
«управляемый…»

18. Решение

Вот эту вкладку нужно
хорошо знать. Тут очень
много полезного!
• Если на вход управляемого источника подать
постоянную величину (константу), то мы
получим постоянный ток…

19. Добавляем, соединяем, настраиваем

Ctrl-C, Ctrl-V при
Обратите
необходимости
Сигнальный
внимание!
Есть
(математический)
два типа
«проводов»
«Электрический»
Между собой они не
Привет, теорема
соединяются
компенсации!

20. Чем и как измерять?

• В разделе библиотеки
«Measurements» есть
датчики напряжения и
тока, но мы пойдем
другим путем
• Варианты просьба
потыкать
самостоятельно

21. Результаты и обработка

Итак, нам надо узнать:
• Напряжение на E1
•Ток в ветви с R2
Напряжение на E1 узнаем по второму
закону Кирхгофа. Ну, или можно
прицепить датчик…
• Добавляем вот это, настраиваем
• Если доступных измерений нет, можно запустить расчет
и повторить попытку
• Напряжение на E1
найдем как разность
Ub: R2 и Ub: R1
После окончания расчета
здесь появятся результаты в
том же порядке, что были
заданы при настройке
мультиметра

25. Итог

?
Обратите внимание на
положительное направление
Пока напряжение E1 найдем,
просто сложив два верхних
числа

26. Конец

‎App Store: Симулятор цифровых схем Lite

The most enjoyable and realistic Digital logic gates circuits simulator.

DigicalSim (ранее: iLogicDesigner) — полнофункциональное приложение, которое помогает студентам в логическом дизайне, цифровой инженерии, информатике и математике.
Приложение основано на базовых цифровых строительных блоках, логических воротах. Никакое знание логических ворот или цифровых схем не требуется.
Он предлагает базовые строительные блоки, инструменты для проводки и гибкую плоскость для создания живых цифровых схем реального времени, идеально подходящую для тех, кто хочет изучить основные принципы работы компьютеров — особенно студенты цифровой техники, научиться создавать простые логические ворота , защелки, триггеры, сумматоры, сдвиговые регистры и счетчики. он может помочь им выполнить полные лабораторные эксперименты.

► Особенности:
— AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, Buffer, NOT, jk Flip-Flop, D Flip-Flop, T Flip-Flop, Switch, Clock, Vcc, GND, VLink-Out, VLink-In, LED, 7-сегментный дисплей, светодиодный стековый бар и метка.
— Входные ворота (3 и 4) входа для ворот (AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR).
— Многоцветные гладкие изогнутые провода.
— Возможность добавления виртуальных ссылок для аккуратных схем.
— Неограниченное прокручиваемое пространство самолета, для сверхбольших проектов.
— Режим запуска для просмотра чистой схемы при работе в режиме реального времени.
— Блокировка цепи, для безопасного запуска.
— Два режима работы переключателя (Toggle или Pulse).
— Синхронизированные генераторы синхронизируемых цифровых сигналов. с регулируемой частотой.
— Коммутаторы могут быть связаны с работой исключительно вместе.
— Оба эффекта положительного края и отрицательного края поддерживаются для триггеров с индикатором.
— Настраиваемый светодиодный цвет.
— Индикаторы живой стоимости на каждой ноге, для легкого анализа.
— Настраиваемый тег для элементов.
— Настраиваемые ярлыки можно добавлять в любом месте.
— Защелка сетки Design-Time для более удобного выравнивания и более чистого внешнего вида.
— Масштабирование и выключение. Также можно автоматически увеличить масштаб до Show Circuit extents.
— Persistent Circuit, он автоматически сохраняет текущую схему, которая будет завершена позже.
— Сохранение и загрузка цепей с помощью диспетчера файлов.
— Библиотека готовых примеров схем для быстрого запуска.
— Схемы Можно использовать и печатать.
— Переустанавливаемое начало схемы.
— Добавить еще одну цепь к текущей цепи.
— Выделите проводники ворот во время перетаскивания.
— Выбрать, снять выделение, дублировать, перемещать и удалять ворота в группах.
— Группы элементов могут иметь отличительный цвет и ярлык с настраиваемым шрифтом и цветом шрифта.
— Автоматическая прокрутка плоскости при достижении края при прокладке, перетаскивании или выборе.
— Упругий прямоугольник выбора для простого выбора элементов.
— Отменить функциональность, с 10 шагами назад.
— Прямая проводка для использования с Apple Pen.
— Поддержка Pick’n Drop.

Симулятор цепей и анализ электрических напряжений

Программное обеспечение BQR для анализа электрических напряжений включает два модуля: Rapid и Precise .

Rapid: Расчет логических напряжений для незавершенного проекта.

Precise: Уникальный симулятор цепи для детального анализа нагрузки (мощность, напряжение и ток) всей конструкции.

Моделирование быстрой нагрузки

CircuitHawk Rapid выполняет автоматический расчет незавершенного проекта на этапе схемы, используя логические расчеты, что позволяет нескольким инженерам одновременно работать над одним проектом.Этот анализ помогает выбрать соответствующую оценку компонента перед окончательной заморозкой спецификации.

Схематический проект, представленный спецификацией и списком цепей, используется для расчета электрического напряжения компонентов. Спецификация наземных сигналов и данные ICD также необходимы для установки ограничений по входной мощности. В этих расчетах используются данные из базы данных компонентов, которая включает электрические свойства компонентов из таблицы данных. Данные используются для расчета рабочих параметров постоянного тока, таких как рассеиваемая мощность, напряжение и ток.Затем результаты передаются в модуль анализа снижения номинальных значений напряжения.

Точное моделирование напряжения

CircuitHawk Precise выполняет автоматизированный анализ напряжения для всей конструкции на этапе проверки (предварительной компоновки) с использованием симулятора схемы. Точные расчеты напряжения выполняются после фиксации спецификации, предоставляя фактические рабочие параметры для всех компонентов в цепи, такие как рассеиваемая мощность, напряжение и ток для смешанного сигнала, аналогового, цифрового и радиочастотного сигналов, включая источники питания постоянного/постоянного тока.
CircuitHawk Precise использует векторы состояния для аналоговых схем и моделирование шины для цифровых схем. Результаты служат руководством для размещения интеллектуальных компонентов на основе рассеиваемой мощности компонентов.
Расчет электрических напряжений на всех элементах конструкции с использованием петель Кирхгофа и анализа Фурье. Расчет включает десятки параметров в зависимости от типа компонента. Расчет будет выполняться только для готовой конструкции изделия, и будет проверяться напряжение компонентов в сравнении с их максимальными и сниженными номиналами при рабочей температуре, а также учитываются тепловые соображения на этапе компоновки.

 

Пример:

Проверка электрических параметрических правил
Ошибку следующего типа очень трудно обнаружить во время интеграционных и окончательных тестов и даже с помощью массивного анализа первопричин (RCA).
В основном аналитик будет винить программное обеспечение, так как ничего не сгорает, но продукт работает некорректно.

Транзистор Q1 обеспечивает цифровой вход для контакта 40 U1. Оно должно быть выше 2,3 В для логики «1», и ниже 1.0В для логики «0».

Но Q1 обеспечивает 1,052 В, что U1 будет понимать один раз как «1» и один раз как «0», что сделает работу нестабильной.

CircuitHawk создает данные об электрическом напряжении для термического анализа

Одним из наиболее важных параметров для термического анализа является фактическая мощность, рассеиваемая каждым компонентом. Эта мощность рассчитывается автоматически симулятором цепей CircuitHawk и может быть предоставлена ​​инструменту теплового анализа.Обычно этот параметр недоступен теплотехнику, поэтому он использует максимальное значение мощности компонентов из паспорта. В этом случае эти результаты являются наихудшим случаем, и если мы их используем, мы создадим перепроектирование, такое как переохлаждение или использование компонентов с более высокими номинальными значениями (что может быть желательно), но иногда это увеличивает стоимость и физический размер. продукта без надобности.

CircuitHawk генерирует данные об электрическом напряжении для прогнозов физики надежности (физики отказов)

Надежность продукта измеряется MTBF в соответствии с различными стандартами или распределением частоты отказов во времени с использованием метода физики отказов.На эти расчеты сильно влияет напряжение каждого компонента. В этом случае CircuitHawk обеспечивает точное напряжение и, следовательно, более точный расчет надежности.

Моделирование

— Как на самом деле работают Симуляторы цепей?

Я довольно подробно изучил код симулятора Фалстада. Для цепей, которые состоят только из линейных компонентов, таких как резисторы, переключатели и источники напряжения (такие вещи, как выходы логических элементов, считаются заземленными источниками напряжения для целей моделирования) симулятор рассматривает каждый узел схемы, источник напряжения (соединяющий два узла) , или wire (аналогично) как определение линейного уравнения и переменной, так что количество уравнений и количество переменных всегда равны.Для узла цепи переменной является напряжение узла, и уравнение вычисляет полный ток, протекающий через него, равный общему току, вводимому любыми источниками тока. Для источника напряжения или провода (провод рассматривается как источник напряжения, где разность потенциалов равна нулю) уравнение задает разность напряжений между напряжениями двух узлов цепи, равную требуемой разности напряжений, а переменная представляет собой величину тока течет через источник напряжения от одного узла к другому.

Такие вещи, как источники тока и резисторы, не связаны с резисторами или переменными. Вместо этого источники тока увеличивают общий ток, требуемый для одного узла схемы (помните, что каждый узел схемы имеет уравнение, которое оценивает общий входящий и исходящий ток) и уменьшают его для другого. С резисторами немного сложнее: для каждого уравнения конечной точки резистор добавляет условия для узлового напряжения каждой конечной точки.

Резистор на 100 Ом, соединяющий узлы 1 и 2, например, будет говорить, что каждое увеличение напряжения на узле 1 будет уменьшать ток, протекающий в узле 1, на 0.01 ампер и увеличьте ток, протекающий в узел 2, на такую ​​же величину. Точно так же каждое увеличение напряжения на узле 2 будет увеличивать ток, протекающий в узел 1, на 0,01 ампера и уменьшать ток, протекающий в узел 2, на такую ​​же величину.

Рассмотрим цепь с питанием 10 В, соединяющим узлы 1 и 5, и резисторами 100 Ом, соединяющими узлы 1 и 2, 2 и 3, 2 и 4, 3 и 4. Предположим также, что на узле 1 есть значок заземления. :

  отрицательный ---+-1---R100---2---R100---3---100---4---поз.
      земля | |
                    +---------100--------+
  

Будет два «источника напряжения»: провод заземления и источник питания 10 В (которые рассматриваются как уравнение/переменная 5 и 6 соответственно).Таким образом, уравнения будут такими:

  -X1*0,01 +X5 -X6 = 0 Узел 1
+X1*0,01 -X2*0,01 +X4*0,01 = 0 Узел 2
         +X2*0,01 -X3*0,01 +X4*0,01 = 0 Узел 3
         +X2*0,01 -X4*0,01 +X6 = 0 Узел 4
-X1*1 = 0 Вольт 5 (напряжение между 1 и землей)
-X1*1 +X4*1 = 10 Вольт 6 (напряжение между 1 и 4)
  

Эта система уравнений может быть представлена ​​как матрица NxN плюс массив N элементов.Каждое уравнение представлено строкой в ​​матрице со значениями в каждой строке, представляющими коэффициенты каждой переменной. Правая часть каждого уравнения хранится в отдельном массиве. Прежде чем решать уравнения, нужно знать чистый ток, протекающий в каждый узел (в данном случае нулевой), и разность напряжений между парами узлов, соединенных источниками напряжения. Решение уравнений даст напряжение в каждом узле и ток, протекающий через каждый источник напряжения.

Если в цепи есть конденсаторы, каждый из них будет рассматриваться как источник напряжения, включенный последовательно с маломощным резистором; после каждого шага моделирования источник напряжения будет регулироваться в соответствии с величиной протекающего через него тока.Катушки индуктивности будут рассматриваться как высокоомные резисторы, которые подают ток в один и выводят его из другого (величина тока регулируется в соответствии с напряжением на сопротивлении). Как для конденсаторов, так и для катушек индуктивности значение сопротивления будет контролироваться количеством времени, представленным шагом моделирования.

Более сложные элементы схемы, такие как транзисторы, рассматриваются как комбинации источников напряжения, источников тока и резисторов. В отличие от более простых элементов схемы, которые позволяют обрабатывать все один раз за временной шаг моделирования, такие элементы, как транзисторы, вычисляют свое эффективное сопротивление и т. д.на основе напряжений и токов, которые они видят, оцените все полученные уравнения и переоцените их сопротивление на основе новых напряжений и токов, переоцените уравнения и т. д., чтобы достичь равновесия, при котором их эффективное сопротивление так и должно быть для напряжения и тока, которые видит переходник.

Симулятор Falstad может быть достаточно быстрым для схем среднего размера, которые полностью состоят из «линейных» элементов. Время, затрачиваемое на повторное решение системы уравнений, довольно разумно, если единственное, что меняется, — это правые коэффициенты.Время становится намного медленнее, если изменяется левая сторона (например, из-за того, что эффективное сопротивление транзистора увеличивается или уменьшается), потому что система должна «рефакторить» уравнения. Необходимость выполнять рефакторинг уравнений несколько раз за шаг моделирования (может быть необходимо с транзисторами) еще больше замедляет работу.

Использование одной большой матрицы для всего — не лучший подход для больших симуляций; хотя матрица будет довольно разреженной, она будет занимать место, пропорциональное квадрату количества узлов плюс источников напряжения.Время, необходимое для решения матрицы на каждом этапе моделирования, будет пропорционально квадрату размера матрицы, если рефакторинг не требуется, или кубу размера матрицы, если требуется рефакторинг. Тем не менее, в этом подходе есть определенная элегантность, когда дело доходит до демонстрации взаимосвязи между цепью и системой линейных уравнений.

Вики по моделированию электронных схем | TheReaderWiki

Моделирование электронных схем использует математические модели для воспроизведения поведения реального электронного устройства или схемы.Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схемы и является бесценным инструментом анализа. Благодаря возможности высокоточного моделирования многие колледжи и университеты используют этот тип программного обеспечения для обучения электронщиков и инженеров-электронщиков. Программное обеспечение для моделирования электроники привлекает своих пользователей, интегрируя их в процесс обучения. Эти виды взаимодействия активно привлекают учащихся к анализу, синтезу, организации и оценке контента и приводят к тому, что учащиеся создают свои собственные знания. [1]

Моделирование поведения схемы перед ее непосредственным построением может значительно повысить эффективность проектирования за счет того, что ошибочные проекты становятся известными как таковые, и дает представление о поведении электронных схем. В частности, для интегральных схем инструменты (фотомаски) дороги, макеты непрактичны, а исследовать поведение внутренних сигналов чрезвычайно сложно. Таким образом, почти все разработки ИС в значительной степени зависят от моделирования. Наиболее известным аналоговым симулятором является SPICE.Вероятно, самые известные цифровые симуляторы основаны на Verilog и VHDL.

Некоторые симуляторы электроники включают в себя редактор схем, механизм моделирования и экранное отображение сигнала (см. рис. 1), что позволяет разработчикам быстро модифицировать смоделированную схему и видеть, как эти изменения влияют на выходной сигнал. Они также обычно содержат обширные библиотеки моделей и устройств. Эти модели обычно включают в себя модели транзисторов, специфичные для ИС, такие как BSIM, общие компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы, определяемые пользователем модели (такие как управляемые источники тока и напряжения или модели в Verilog-A или VHDL-AMS).Для проектирования печатных плат (PCB) также требуются специальные модели, такие как линии передачи для дорожек и модели IBIS для управляющей и принимающей электроники.

Типы

Хотя существуют строго аналоговые симуляторы электронных схем [2] , популярные симуляторы часто включают в себя возможности как аналогового, так и управляемого событиями цифрового моделирования [3] и известны как симуляторы смешанного режима. [4] Это означает, что любое моделирование может содержать компоненты, которые являются аналоговыми, управляемыми событиями (цифровыми или выборочными данными) или их комбинацией.Весь анализ смешанных сигналов может выполняться с помощью одной интегрированной схемы. Все цифровые модели в симуляторах смешанного режима обеспечивают точную спецификацию времени распространения и временных задержек нарастания/спада.

Алгоритм управления событиями, предоставляемый симуляторами смешанного режима, является универсальным и поддерживает нецифровые типы данных. Например, элементы могут использовать действительные или целые значения для имитации функций DSP или фильтров выборочных данных. Поскольку алгоритм, управляемый событиями, быстрее, чем стандартное матричное решение SPICE, время моделирования значительно сокращается для схем, которые используют модели, управляемые событиями, вместо аналоговых моделей. [5]

Смешанное моделирование осуществляется на трех уровнях; (а) с примитивными цифровыми элементами, которые используют временные модели и встроенный цифровой логический симулятор с 12 или 16 состояниями, (б) с моделями подсхем, которые используют реальную транзисторную топологию интегральной схемы, и, наконец, (в) с In- строчные булевы логические выражения.

Точные представления используются в основном при анализе проблем целостности линий передачи и сигналов, когда требуется тщательная проверка характеристик ввода-вывода ИС.Булевы логические выражения — это функции без задержек, которые используются для обеспечения эффективной обработки логических сигналов в аналоговой среде. Эти два метода моделирования используют SPICE для решения проблемы, в то время как третий метод, цифровые примитивы, использует возможности смешанного режима. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и целевое применение. На самом деле, многие симуляции (особенно те, которые используют технологию A/D) требуют комбинации всех трех подходов. Одного подхода недостаточно.

Другой тип моделирования, используемый в основном для силовой электроники, представляет собой кусочно-линейные [6] алгоритмы.Эти алгоритмы используют аналоговое (линейное) моделирование до тех пор, пока силовой электронный переключатель не изменит свое состояние. В это время рассчитывается новая аналоговая модель для использования в следующем периоде моделирования. Эта методология значительно повышает скорость и стабильность моделирования. [7]

Сложности

Изменения процесса возникают при изготовлении конструкции, и симуляторы цепей часто не учитывают эти изменения. Эти вариации могут быть небольшими, но все вместе они могут значительно изменить производительность микросхемы.

Также можно смоделировать изменение температуры, чтобы имитировать работу схемы в разных температурных диапазонах.

См. также

Концепты:

HDL:

Списки:

Программное обеспечение:

Ссылки

Внешние ссылки

Моделирование электронных схем — Википедия Переиздано // WIKI 2

Моделирование электронной схемы использует математические модели для воспроизведения поведения реального электронного устройства или схемы.Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схемы и является бесценным инструментом анализа. Благодаря возможности высокоточного моделирования многие колледжи и университеты используют этот тип программного обеспечения для обучения программам по технике электроники и инженерии по электронике. Программное обеспечение для моделирования электроники привлекает своих пользователей, интегрируя их в процесс обучения. Эти виды взаимодействия активно привлекают учащихся к анализу, синтезу, организации и оценке контента и приводят к тому, что учащиеся создают свои собственные знания. [1]

Моделирование поведения схемы перед ее непосредственным построением может значительно повысить эффективность проектирования за счет того, что ошибочные проекты становятся известными как таковые, и дает представление о поведении электронных схем. В частности, для интегральных схем инструменты (фотомаски) дороги, макеты нецелесообразны, а исследовать поведение внутренних сигналов чрезвычайно сложно. Таким образом, почти все разработки IC  сильно зависят от моделирования. Наиболее известным аналоговым симулятором является SPICE.Вероятно, самые известные цифровые симуляторы основаны на Verilog и VHDL.

Некоторые симуляторы электроники включают в себя редактор схем, механизм моделирования и экранное отображение сигнала (см. рис. 1), что позволяет разработчикам быстро модифицировать смоделированную схему и видеть, как эти изменения влияют на выходной сигнал. Они также обычно содержат обширные библиотеки моделей и устройств. Эти модели обычно включают модели транзисторов , специфичные для ИС, такие как BSIM, универсальные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы, определяемые пользователем модели (например, управляемые источники тока и напряжения или модели в Verilog-A или VHDL-AMS).Для проектирования печатных плат (PCB) также требуются специальные модели, такие как линии передачи для дорожек и модели IBIS для управляющей и принимающей электроники.

Энциклопедия YouTube

  • 1/3

    Просмотров:

    50 044

    2 140

    1 014

  • Симулятор цепи SPICE

  • PSPICE-моделирование электрической цепи

Содержимое

Типы

Хотя существуют строго аналоговые симуляторы [2] электронных схем, популярные симуляторы часто включают возможности как аналогового, так и управляемого событиями цифрового моделирования [3] и известны как симуляторы смешанного режима. [4] Это означает, что любое моделирование может содержать компоненты, которые являются аналоговыми, управляемыми событиями (цифровыми или выборочными данными) или их комбинацией. Весь анализ смешанного сигнала может быть выполнен из одной интегрированной схемы. Все цифровые модели в симуляторах смешанного режима обеспечивают точную спецификацию времени распространения и временных задержек нарастания/спада.

Алгоритм управления событиями, предоставляемый симуляторами смешанного режима, является общим цели и поддерживает нецифровые типы данных. Например, элементы могут использовать действительные или целые значения для имитации функций DSP или фильтров выборочных данных.Поскольку алгоритм, управляемый событиями, быстрее, чем стандартное матричное решение SPICE, время моделирования значительно сокращается для схем, которые используют модели, управляемые событиями, вместо аналоговых моделей. [5]

Моделирование смешанного режима осуществляется на трех уровнях; (а) с примитивными цифровыми элементами, которые используют временные модели и встроенный цифровой логический симулятор с 12 или 16 состояниями, (б) с моделями подсхем, которые используют реальную транзисторную топологию интегральной схемы, и, наконец, (в) с In- строчные булевы логические выражения.

Точные представления используются в основном при анализе проблем целостности линий передачи и сигналов, когда требуется тщательная проверка характеристик ввода-вывода ИС. Булевы логические выражения — это функции без задержек, которые используются для обеспечения эффективной обработки логических сигналов в аналоговой среде. Эти два метода моделирования используют SPICE для решения проблемы, в то время как третий метод, цифровые примитивы, использует возможности смешанного режима. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и целевое применение.На самом деле, многие симуляции (особенно те, которые используют технологию A/D) требуют комбинации всех трех подходов. Одного подхода недостаточно.

Другой тип моделирования, используемый в основном для силовой электроники, представляет собой кусочно-линейные алгоритмы [6] . Эти алгоритмы используют аналоговое (линейное) моделирование до тех пор, пока силовой электронный переключатель не изменит свое состояние. В это время рассчитывается новая аналоговая модель для использования в следующем периоде моделирования. «Архив копия». J. Allmeling, W. Hammer, PLECS кусочная линейная электрическая схема моделирование для Simulink

Внешние ссылки

Эта страница последний раз редактировалась 23 февраля 2022 г., в 00:53.

Симулятор цепи DoCircuits — электроника для вас

DoCircuits: предложение Sparsha Technologies, этот симулятор схем позволяет хранить схемы в облаке, делая их доступными для использования и анализа в любой точке земного шара.

Sparsha — это стартап в области технологий обучения со штаб-квартирой в STEP, Индийском технологическом институте, Харагпур, с расширенным отделом исследований и разработок в Бангалоре. Sparsha работает с поставщиками образовательного контента, онлайн-обучающими компаниями, издателями, университетами и автономными институтами для разработки индивидуальных решений для обучения на основе деятельности в областях K-12 и высшего образования. Давайте сразу перейдем к функциям DoCircuits и их отличиям от симулятора автономных схем.

Симулятор цепи DoCircuits

Симулятор электронной схемы — это программное обеспечение, использующее математические модели для воспроизведения поведения реального электронного устройства или схемы. Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схемы и поэтому является бесценным инструментом анализа. Его высокоточное моделирование является одной из основных причин, по которой колледжи и университеты используют этот тип программного обеспечения для обучения электронике и электротехнике. Программное обеспечение для моделирования привлекает пользователей, интегрируя их в процесс обучения.Эти виды взаимодействия вовлекают учащихся в анализ, организацию, синтез и оценку содержания.

Существует несколько проблем с решениями, предлагаемыми в настоящее время в области моделирования. Необходимо скачать/установить программу. Программное обеспечение имеет крутую кривую обучения, требующую помощи эксперта, который поможет вам бок о бок.

Пользовательский опыт не является приоритетом для этого программного обеспечения. Одна из самых больших проблем заключается в том, что люди, которые только начинают работать в этой области, не в состоянии использовать симуляторы высокого класса.Им необходимо получить глубокие знания, прежде чем приступить к работе.

Рис. 2: DoCircuits — онлайн-симулятор

. Самым большим препятствием является то, что большинство современных симуляторов являются офлайн-версиями; вы устанавливаете их на свой компьютер, а затем работаете оттуда. Если вы хотите продолжить работу над моделью не на своем домашнем компьютере, а в другом месте, вам нужно взять файл с собой, установить там симулятор и продолжить, что, честно говоря, очень трудоемкий процесс.

Рис. 3: Страница моделирования

Таким образом, DoCircuits является подарком для студентов, любителей и новичков в области моделирования, поскольку он позволяет им моделировать свои модели в режиме онлайн и избавляет от необходимости носить с собой модель и симулятор.

Основные характеристики

DoCircuits поддерживает захват схемы (или ввод схемы), который является этапом цикла разработки электронного продукта, на котором принципиальная схема (схема) проекта документируется разработчиком. Это делается в интерактивном режиме с помощью инструмента для захвата схем, также известного как редактор схем. Как правило, эскизы рисуются на бумаге, а затем вводятся в компьютер с помощью редактора схем. Ввод схемы — это интерфейсная операция нескольких других в потоке проектирования.

DoCircuits дает вам возможность загружать модели SPICE непосредственно в симулятор, тем самым расширяя вашу гибкость и охват по сравнению с другими симуляторами. Он позволяет вам экспортировать списки соединений в вашу схему и работать с ними, а также иметь возможность делиться своими схемами по прямой ссылке или даже через Facebook. Симулятор также имеет библиотеку, которая упрощает размещение или загрузку схем для работы.

Преимущества DoCircuits

Тренажер предлагает преимущества для студентов, преподавателей и институтов.Учащиеся знакомятся с симуляциями отраслевого уровня и приобретают реальные навыки, поддерживая цифровое портфолио своих схем в облаке. Это делает их уверенными в работе с отраслевыми контрольно-измерительными приборами и делает их более востребованными. Учителя могут использовать этот тренажер для выполнения заданий, тем самым уменьшая скуку и монотонность, обычно связанные с заданиями в колледже. Колледжи могут использовать его, чтобы значительно сократить расходы, связанные с покупкой лицензий на традиционные инструменты моделирования, и, следовательно, увеличить количество контрольных баллов, которые помогут в аккредитации.


Автор является техническим корреспондентом EFY Bengaluru

18-762: Методы моделирования и оптимизации цепей: перспектива энергосистем — Электротехника и вычислительная техника — Инженерный колледж

Единицы:
12
Описание:

В этом курсе рассматриваются модели, численные методы и алгоритмы, использующие теоретико-схемные методы для моделирования и оптимизации физических систем.В качестве физической системы, используемой в этом курсе, будут выбраны энергетические системы. Курс начинается с изучения основ а) анализа энергосистемы и б) теории цепей, которые можно использовать для представления физической сети. Затем следует описание формулировок и методологий решения для различных критических анализов энергосистемы. Во-первых, вы узнаете, как создавать модели во временной области и выполнять анализ во временной области для оборудования электросетей. Далее вы изучите параллели между анализом цепей во временной области и то, как можно использовать ту же методологию, основанную на численном интегрировании, для решения проблем энергосистемы во временной области.Последняя часть курса будет посвящена анализу энергосистем в частотной области; а именно, поток мощности и трехфазный поток мощности. Эти анализы будут включать энергосистемы с характеристиками, содержащими гармоники, которые становятся все более важными с появлением силовой электроники. Наконец, курс завершится использованием схемных методов для оптимизации энергосистем. Примеры оценки состояния и оптимального потока мощности будут использоваться для описания теоретико-схемной основы оптимизации.В лекциях по специальным темам также будет рассмотрено, как эти методы могут быть применены к другим проблемам, связанным с физическими системами.

Курсовая работа будет включать три (3) проекта, которые тесно связаны с тремя разделами описания курса.

Последнее изменение: 06.12.2021 12:47

Текущая сессия:

Этот курс в настоящее время предлагается.

Предложено
семестра:
  • Весна 2022 г.
  • Весна 2020 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.