Симулятор электронных схем на русском. Симуляторы электронных схем: возможности и преимущества использования

Что такое симуляторы электронных схем. Какие типы симуляторов существуют. Для чего используются симуляторы в электронике. Каковы основные преимущества применения симуляторов схем. Какие популярные программы для симуляции электронных схем существуют.

Что такое симуляторы электронных схем и для чего они используются

Симуляторы электронных схем — это программные инструменты, позволяющие моделировать работу электронных устройств без необходимости их физической сборки. Они дают возможность инженерам и разработчикам виртуально тестировать и анализировать схемы на этапе проектирования.

Основные задачи, решаемые с помощью симуляторов схем:

• Проверка работоспособности разрабатываемых схем
• Оптимизация параметров компонентов
• Анализ поведения схемы в различных режимах
• Выявление ошибок проектирования на ранних этапах
• Снижение затрат на прототипирование
• Ускорение процесса разработки электронных устройств

Таким образом, симуляторы позволяют существенно сократить время и стоимость разработки электронных схем за счет возможности их виртуального тестирования.

Основные типы симуляторов электронных схем

Выделяют три основных типа симуляторов электронных схем:

1. Аналоговые симуляторы

Предназначены для моделирования аналоговых схем с непрерывными сигналами. Позволяют анализировать АЧХ, ФЧХ, переходные процессы и другие характеристики аналоговых устройств.

2. Цифровые симуляторы

Используются для моделирования цифровых схем с дискретными уровнями сигналов. Дают возможность проверять логику работы цифровых устройств, временные диаграммы, задержки распространения сигналов.

3. Симуляторы смешанного сигнала

Позволяют моделировать схемы, содержащие как аналоговые, так и цифровые компоненты. Объединяют возможности аналоговых и цифровых симуляторов.

Выбор типа симулятора зависит от задач моделирования и типа разрабатываемого устройства.

Преимущества использования симуляторов электронных схем

Применение симуляторов в процессе разработки электронных устройств дает ряд существенных преимуществ:

• Экономия времени и средств на прототипирование
• Возможность быстрого тестирования различных вариантов схем
• Выявление ошибок проектирования на ранних этапах
• Оптимизация параметров компонентов
• Анализ поведения схемы в предельных режимах
• Исследование влияния различных факторов на работу устройства
• Ускорение цикла разработки электронных изделий

Все это позволяет существенно повысить эффективность и качество проектирования электронных схем.

Популярные программы для симуляции электронных схем

На рынке представлено большое количество программных продуктов для моделирования электронных схем. Наиболее популярными являются:

• SPICE — универсальный симулятор аналоговых и смешанных схем
• Multisim — программа для моделирования и анализа электронных схем
• LTspice — бесплатный SPICE-симулятор от Linear Technology
• PSpice — профессиональный инструмент для симуляции аналоговых и смешанных схем
• Proteus — система схемотехнического моделирования
• Micro-Cap — программа для аналогового и цифрового моделирования

Выбор конкретного симулятора зависит от решаемых задач, сложности проектов и предпочтений разработчика.

Моделирование аналоговых схем в симуляторах

Симуляторы аналоговых схем позволяют проводить следующие виды анализа:

• Расчет режима по постоянному току
• Анализ переходных процессов
• Частотный анализ (АЧХ, ФЧХ)
• Анализ шумовых характеристик
• Анализ искажений
• Анализ чувствительности
• Анализ Монте-Карло

Это дает возможность всесторонне исследовать поведение аналоговых схем в различных режимах работы и оптимизировать их параметры.

Особенности симуляции цифровых схем

При моделировании цифровых устройств в симуляторах используются следующие виды анализа:

• Анализ логических состояний
• Временной анализ
• Анализ задержек распространения сигналов
• Анализ потребляемой мощности
• Анализ помехоустойчивости

Это позволяет проверить корректность работы логики цифровых устройств, рассчитать временные параметры, оценить энергопотребление и надежность.

Применение симуляторов для разработки встраиваемых систем

Симуляторы электронных схем активно используются при проектировании встраиваемых систем на базе микроконтроллеров и микропроцессоров. Они позволяют:

• Моделировать работу периферийных устройств
• Отлаживать программное обеспечение
• Оптимизировать аппаратную часть
• Анализировать энергопотребление
• Проверять электромагнитную совместимость

Это дает возможность существенно сократить время разработки встраиваемых систем и повысить их надежность.

Заключение

Симуляторы электронных схем являются мощным инструментом, позволяющим значительно повысить эффективность процесса разработки электронных устройств. Они дают возможность выявлять и устранять ошибки на ранних этапах проектирования, оптимизировать параметры схем, сокращать время и затраты на разработку. Применение симуляторов становится неотъемлемой частью современного процесса создания электронной аппаратуры.

Аналоги Circuit Simulator — 7 похожих программ и сервисов для замены

• 43

• QUCS

  Quite Universal Circuit Simulator (QUCS) — симулятор интегральных схем.

  • Бесплатная
  • Windows
  • Mac OS

  Qucs — это симулятор интегральной схемы, это означает, что вы можете настроить схему с графическим интерфейсом пользователя (GUI) и моделировать поведение схемы при сильном или слабом сигнале и шуме. После завершения симуляции вы можете просмотреть результаты симуляции на странице презентации или в окне.

• 25

• gEDA Project

  Проект gEDA предназначен для работы с полным пакетом GPL.

  • Бесплатная
  • Linux/BSD

  Проект gEDA создан для работы над полным пакетом GPL и набором инструментов автоматизации электронного проектирования. Эти инструменты используются для проектирования электрических цепей, записи схем, моделирования, создания прототипов и производства.

• 19

• Everycircuit

  Проектируйте и моделируйте электронные схемы!.

  • Условно бесплатная
  • Android
  • iPhone

  Проектируйте и моделируйте электронные схемы! Все шутки в сторону, на этот раз вы поймете, как работают электронные схемы. «Я наткнулся на настоящее золото» — пишет GeekBeat. tv. «Полностью реализованный симулятор цепи» — пишет EDA360 Insider.

• 11

• BOOLR

  Цифровой логический симулятор с открытым исходным кодом.

  • Бесплатная
  • Windows
  • Mac OS

  BOOLR — это цифровой логический симулятор, построенный на HTML и JavaScript с использованием Electron. Симуляции выполняются асинхронно и в такт, поэтому сложные симуляции не вызывают зависаний.

• 10

• Electronics Workbench

  В 1999 году компании объединились и переименовали себя в честь своего самого известного продукта — Electronics Workbench.

  • Платная
  • Windows

  В 1999 году компании объединились и переименовали себя в свой самый известный продукт — Electronics Workbench. Тогда существующая линейка продуктов состояла из программного средства ввода описаний схем, продукта для моделирования под названием MultiSIM и программного обеспечения для печатных плат под названием Ultiboard. Вскоре после этого объединенный набор продуктов стал мировым лидером в области компьютерного проектирования на базе ПК.

• 4

• Circuit Builder

  Это приложение предназначено для ознакомления с созданием и эксплуатацией электронных схем.

  • Платная
  • Android
  • iPhone

  Создайте свои собственные виртуальные схемы, используя любую комбинацию электрических компонентов.

Симулятор электронных схем Qucs-S снова жив

Qucs-S является программой с открытым исходным кодом для моделирования электронных схем. Qucs-S кроссплатформенный (поддерживаются Linux, Windows и FreeBSD), написан на С++ с использованием набора библиотек Qt и разрабатывается полностью в частном порядке (в отличие, например от KiCAD, который имеет спонсора в лице CERN). В феврале этого года проект восстал из мёртвых и вышел релиз 0.0.23. Главным новшеством версии 0.0.23 было то, что программа теперь портирована на Qt5, чем обеспечена собираемость на современных дистрибутивах Linux. Актуальным релизом на текущий момент является 0.0.24 https://github.com/ra3xdh/qucs_s/releases/tag/0.0.24, в котором добавлено несколько новых видов моделирования. Далее будут рассмотрены основные возможности программы и показано как в Qucs-S смоделировать схему.

Qucs-S является форком проекта Qucs, который начали разрабатывать немцы Stefan Jahn и Michael Margraf в 2003 году.

В настоящее время материнский проект практически неактивен и последний релиз был в 2017 году. Изначально Qucs поставлялся со своим собственным движком моделирования, нацеленным более на анализ ВЧ схем в частотной области. Этот движок имел серьёзные проблемы со сходимостью при моделировании во временной области и был несовместим со SPICE, что не позволяло напрямую применять модели электронных компонентов, распространяемые производителями.

В 2014 году я начал разработку набора патчей, который бы позволял подключать к Qucs в качестве движка открытый Ngspice. В итоге эта разработка привела к созданию форка Qucs-S (Qucs with SPICE). В 2017-2020 годах вышло три релиза Qucs-S, последние из которых были корректирующими, проект был скорее мёртв. В этом году я провёл ритуал некромантии, портировал Qucs-S на Qt5, и тем самым возвратил программу к жизни.

Про основы работы в Qucs и про Qucs-S рассказывают мои предыдущие статьи:

• Qucs — open-source САПР для моделирования электронных схем https://habr. com/ru/post/248005/
• Новый кандидат в релизы САПР Qucs-0.0.19S-RC6 https://habr.com/ru/post/302006/

В настоящее время Qucs-S поддерживает четыре движка моделирования:

• Ngspice http://ngspice.sourceforge.net/ Это рекомендованный симулятор. Он совместим с большинством моделей, которые можно найти на разнообразных ресурсах. Сейчас проектом руководит Holger Vogt из университета Дуйсбург-Эссен.
• XYCE https://xyce.sandia.gov/ Это симулятор разработанный с нуля Сандийскими национальными лабораториями. Имеется возможность моделирования гармонического баланса (HB) и S-параметров.
• SpiceOpus http://www.spiceopus.si/
• Qucsator https://github.com/qucs/qucsator Это изначальный движок, применявшийся в Qucs. Имеет возможность моделированя S-параметров, но нестабилен во временной области.

Qucs-S поддерживает все виды моделирования реализованные в применяемом SPICE-движке, а именно моделирования во временной и частотной области, шумовой анализ, анализ нелинейных искажений, Фурье-анализ, моделирования гармонического баланса.

Для Linux имеются репозитории для Debian/Ubuntu, Fedora и OpenSUSE. Имеются также пакеты для Arch, которые можно установить через AUR, и порт для FreeBSD. Для нестандартных случаев можно собрать Qucs-S из исходников или воспользоваться AppImage. Поддержку своего дистрибутива Linux можно проверить здесь: https://download.opensuse.org/repositories/home:/ra3xdh/ Бинарные пакеты собираются автоматически при помощи OpenSUSE Build Service.

Сам Qucs-S не предоставляет движка моделирования. Рекомендуется использовать Ngspice, который для Debian/Ubuntu устанавливается по зависимостям, а в прочих случаях его нужно установить вручную.

Для Windows следует скачать zip-архив с portable версией Qucs-S со страницы релиза. Далее нужно распаковать архив и запустить файл qucs-s.exe из поддиректории bin. Ngspice следует скачать с официального сайта и установать в C:Spice64, иначе не будут работать модели XSPICE. При первом запуске следует указать путь к файлу ngspice_con.exe в настройках программы. Последние версии Ngspice для Windows теперь поставляют два исполняемых файла ngspice.exe и ngspice_con.exe Для правильное работы Qucs-S нужен ngspice_con.exe, который может писать логи в консоль. Обычный ngspice.exe запускает графическое окно, и все текстовые сообщения остаются внутри этого окна.

При первом запуске Qucs-S сообщит, что нужно выбрать движок моделирования и откроет диалоговое окно, показанное на скриншоте. В последствии настройки можно поменять в меню Simulation->Select default simulator. Под Linux Ngspice обычно расположен в /usr/bin/ngspice, а под Windows устанавливается по умолчанию в C:/Spice64/bin/ngspice_con.exe

После того как выбран симулятор, открывается окно редактора схемы. Теперь можно смоделировать какую-нибудь схему. Для примера соберём инвертирующий усилитель Нортона на операционном усилителе NE5532. Редактирование схемы в Qucs интуитивно понятно и те, кто работал с другими электрическими САПР, легко разберутся с редактором. Следует отметить несколько особенностей. Виды моделирования и диаграммы также являются компонентами и размещаются на схеме. Они находятся в группах Simulations и Diagrams и выбираются из панели компонентов в правой части окна, откуда их можно перетаскивать на поле схемы. Операционный усилитель является библиотечным компонентом и его следует взять со вкладки Libraries в правой части окна. Собираем схему и размещаем на ней виды моделирования. Требуется смоделировать переходный процесс (Transisent analysis) и АЧХ схемы (AC analysis) Должно получиться как показано на скриншоте. Вход и выход схемы нужно пометить при помощи Insert->Wire label.

Уравнение также является особым компонентом и вставляется через меню Insert→Equation или кнопкой на панели инструментов. Способ задания уравнений в Qucs-S отличается от того, что было в Qucs. Теперь в первом параметре нужно выбрать из списка к какому виду моделирования относится уравнение, так как для напряжений и токов используется нотация SPICE. Например v(out) это напряжение на узле out Диалоговое окно, открываемое при двойном клике по уравнению, показано на скриншоте. Данное уравнения рассчитывает коэффициент усиления схемы в децибелах.

После того, как схема собрана, выбираем в главном меню Simulation->Simulate или нажимаем на клавиатуре F2 и запускаем моделирование. Появляется окно в котором сообщается, что Ngspice промоделировал схему без ошибок.

Ознакомившись с отчётом симулятора, нажимаем Exit и переходим на страницу просмотра, где можно разместить диаграммы. Диаграммы также можно разместить и прямо на схеме как это сделано на КДПВ. Сигналы, которые нужно вывести на диаграмму можно выбрать в диалоговом окне свойств диаграммы. На следующих двух скриншотах показан диалог свойств диаграммы и окно просмотра с АЧХ и осциллограммами сигналов на входе и на выходе. Видно, что усилитель усиливает сигнал.

На диаграммах можно размещать маркеры, которые действуют аналогично курсорам на цифровом осциллографе. Начиная с версии Qucs-S 0.0.24 теперь можно задавать точную позицию маркера по оси X в диалоговом окне свойств. Например можно установить маркер точно на частоте 1 кГц на графике АЧХ.

Ngspice начиная с версии 37, которая вышла в мае этого года, поддерживает моделирование S-параметров. В Qucs-S начиная с версии 0.0.24 также можно промоделировать S-параметры при помощи Ngspice и больше не требуется устанавливать и использовать для этой цели Qucsator. Пример схемы широкополосного усилителя высокой частоты для КВ трансивера показан на скриншоте.

До версии Qucs-S 0.0.24 требовалось прибегать к написанию скрипта постпроцессора Ngspice, чтобы выполнить анализ спектра (FFT). Начиная с версии 0.0.24 в приложении реализован специальный вид моделирования: анализ спектра (Spectrum ananlysis – FFT). Пример моделирования спектра на выходе диодного кольцевого смесителя показан на скриншоте. Параметрами данного моделирования являются полоса частот (BW), шаг по частоте (dF) и тип оконной функции.

Симулятор Qucs-S восстал из мёртвых и теперь будет развиваться. В планах у меня синхронизировать релизы с новыми функциями, появляющимися в Ngspice. Например в Ngspice-38 разработчики планируют добавить поддержку цифровых компонентов, совместимых по синтаксису нетлиста и списка цепей с LTSpice. Как только они будут доступны в Ngspice, я добавлю их поддержку в Qucs-S. Также в следующем релизе планируются некоторые улучшения пользовательского интерфейса.

Помощь в разработке приветствуется. В профиле проекта на Гитхабе можно ознакомиться с багтрекером и планами дальнейшей разработки программы: https://github.com/ra3xdh/qucs_s Если планируете какое-то глобальное улучшение, то рекомендуется предварительно написать и изложить, что вы собираетесь делать. Также проекту можно помочь финансово через страницу на Boosty: https://boosty.to/qucs_s и тем самым тоже приблизить следующий релиз.

• Сайт проекта: https://ra3xdh.github.io/
• Сайт Ngspice: https://ngspice.sourceforge.io/
• Репозиторий исходных кодов: https://github.com/ra3xdh/qucs_s
• Актуальный релиз: https://github.com/ra3xdh/qucs_s/releases/tag/0. 0.24
• Страница на Boosty, где можно поддержать проект финансово: https://boosty.to/qucs_s
• Видео-туториал на английском языке от Kasper Nielsen: https://www.youtube.com/watch?v=90RaVy38DB8
• Видео-туториал на русском языке от канала Deztronica: https://www.youtube.com/watch?v=2HyK5TZ3c2k

Что такое электронное моделирование онлайн? Почему используется имитация?

 

Сейчас, когда мы живем в мире электроники, каждый день создаются сотни и тысячи схем. Мало того, на самом деле в одной машине можно легко использовать от 10 до 50 электронных схем. Таким образом, это означает, что необходимо использовать миллионы электронных компонентов, чтобы удовлетворить высокий спрос на электронные схемы.

Но вы действительно хотите тратить деньги на дорогие электронные компоненты в период проб и ошибок при построении схемы? А также, на более макроуровне, можем ли мы позволить себе постоянное использование электронных компонентов на первом этапе построения электронной схемы? Пока мы даже не уверены, будет ли схема все-таки работать или нет?

Ну, не беспокойтесь об этом, потому что решение уже готово! Моделирование электронной схемы. Это верно! Эти 3 хитрых слова, взятые вместе, помогут вам избавиться от лишних электронных компонентов на первом этапе построения схемы. Как? Что ж, посмотрим.

 

 

Что такое моделирование электронных схем?

Электронное моделирование или моделирование электронной схемы — это математическая характеристика схемы. Проще говоря, это математическая модель схемы, созданная инженерами-электронщиками для понимания ее поведения и анализа того, насколько эффективно компоненты схемы работают вместе. Поскольку моделирование схемы позволяет инженерам легко понять схему, не создавая ее, в конечном итоге это экономит им время и деньги.

 

В основном существует 3 типа электронной симуляции:

• Симуляция аналоговой схемы
• Моделирование цифровой схемы
• Моделирование схемы смешанного режима

Чтобы понять, как работает каждая из этих симуляций схемы, давайте рассмотрим их по отдельности.

 

Типы моделирования цепей

Давайте более четко разберемся с тремя различными электронными симуляциями.

Аналог: При аналоговом моделировании мы обычно используем аналоговые компоненты и сигналы. Математические модели в этом моделировании должны быть очень точными и точными, чтобы работать в частотной области (AC), нелинейных режимах покоя (DC) и во временной области (переходный процесс).

Цифровой: Сравнивая цифровые симуляторы с аналоговыми, вы обнаружите, что они проще. В рамках цифрового моделирования мы должны работать с двумя уровнями напряжения, т. е. логическим 0 и логическим 1.

Mixed-Mode: Отличное моделирование схемы, поскольку оно использует как цифровое, так и аналоговое моделирование. В электронном моделировании смешанного режима цифровое и аналоговое являются отдельными объектами и имеют свои собственные инструменты и ресурсы.

Поскольку мы теперь различаем 3 типа электронных симуляций и уловили общую идею этой концепции, мы можем начать понимать их большой спрос, поскольку они являются большим ресурсом в электронной промышленности.

Все мы знаем, что теперь, когда производится все больше и больше электронных устройств, моделирование электронных схем становится все более незаменимым инструментом для создания интегральных схем (ИС). Он имеет огромную растущую потребность буквально в каждой отрасли. Давайте посмотрим на некоторые из этих потребностей, которые удовлетворяет электронное моделирование!

Изображение Кредит. собственно построение схемы.

Экономичный, экономящий время, а также являющийся неотъемлемым инструментом для простого проектирования сложных схем.

Сокращает потери ценных аппаратных ресурсов, предоставляя нам возможность получать удовлетворительные и точные результаты с помощью программного моделирования.

Не устраивает работа схемы? Не беспокойтесь, вы можете легко перепроектировать схему на основе результатов моделирования и по своему вкусу.

Не только это, но и программное обеспечение для моделирования схем позволяет нам модифицировать существующие проекты без проектирования печатных плат.

Кроме того, вы можете легко исследовать различные точки цепи и просматривать виртуальные сигналы.

Звучит очень полезно, правда? Что ж, тогда позвольте нам познакомить вас с преимуществами использования имитации цепей и дать вам понять, насколько они выгодны для вашего интеллектуала в области электроники!

 

Преимущества моделирования цепей

Ну, конечно, если что-то пользуется таким большим спросом, у него будут некоторые преимущества, верно? Позвольте нам перечислить их для вас!

1. Программное обеспечение для моделирования цепей, такое как SPICE, LTspice и т. д., можно использовать бесплатно, что делает их вполне доступными.
2. Изменение моделей и общего поведения симулятора теперь стало детской игрой. Таким образом, повторение нескольких уровней стимуляции для изучения ограничений и возможностей схемы становится бесшовным.
3. Кроме того, изменение значений компонентов моделирования также стало довольно простым, наряду с изменением различных входных параметров, таких как напряжения и токи для схемы.
4. Эти симуляторы цепей также имеют инструменты для тестирования систем распределения питания и конструкций источников питания, что делает их очень полезными!
5. Плюс отдельно аналоговые симуляторы позволяют проверять продолжительность перехода между логическими уровнями, а также Тестирование таймингов памяти и латентности модулей памяти становится очень простым

 

Таким образом, вы можете видеть, что моделирование цепей стало необходимостью в наше время. Кроме того, их различные преимущества полностью оправдывают эти требования.

 

Не знаете, с чего начать? И как найти лучшее программное обеспечение для моделирования? Что ж, давайте поможем!

 

Для начала на рынке представлено несколько отличных электронных симуляторов. Одной из самых популярных является SPICE-Simulation Program with Integrates Circuit Emphasis. Другие подобные программы, которые так же просты в использовании, как и SPICE:

• нгспайс
• Мультисим
• Синопсис ПраймСим
• PSIM
• Каденс Спектр

В нашей следующей статье мы подробно обсудим преимущества каждого из этих программ и выясним, какое из них лучше для вас. Но помните, все это довольно здорово. Итак, начните свое путешествие с электронным симулятором уже сегодня! и воплотить в жизнь несколько отличных интегральных схем!

 

См. также : Виртуальная лаборатория базовой электроники для учителей и учащихся

 

Надеюсь, вам понравилась статья «Онлайн-моделирование электроники» и сообщите нам свой комментарий в разделе ниже.

 

Если вам нравится этот пост, подпишитесь на наш канал YouTube для видеоуроков по IoT. Вы также можете найти нас в Twitter , Facebook и Instagram для получения дополнительных обновлений.

Начните свое путешествие в мир IoT с Основы IoT от IoTDunia.

 

Каталожные номера: electronicshub

 

Простые электронные генераторы хаоса и их схемотехника

XML для сайта doaj.org

Саратовский государственный университет Известия ВУЗов. Applied Nonlinear Dynamics0869-66322542-19052018-06-30263356110.18500/0869-6632-2018-26-3-35-61статьяПростые электронные генераторы хаоса и их схемотехникаКузнецов Сергей Петрович2Саратовский филиал Института радиофизики и электроники им. , ул. Зеленая, 38, Саратов, 410019, РоссияТема и цель. Целью работы является обзор схем генераторов хаоса, как описанных в литературе, так и некоторых оригинальных, в едином стиле на основе схемотехнического моделирования с помощью пакета NI Multisim, что делает наглядным сравнение различных устройств. Исследуемые модели. Рассмотрен ряд генераторов электронного хаоса, в том числе генератор Колпица, генератор Хартли, RC-генератор хаоса, варианты схемы Чуа, конструкции, предложенные литовской группой, аналоговый генератор Лоренца, генераторы гиперболического хаоса с передачей возбуждения между поочередно возбуждаемыми генераторами. , а также генератор звонков с запаздывающей обратной связью. Полученные результаты. Представлены принципиальные схемы генераторов хаоса, обсуждены принципы их работы, проведено моделирование цепей с помощью пакета NI Multisim. Для всех рассматриваемых систем хаотическая динамика последовательно иллюстрируется волновыми формами сигналов, фазовыми портретами аттракторов, спектрами колебаний. Особо выделены генераторы робастного хаоса, в том числе электронный аналог модели Лоренца и схемы с гиперболическими аттракторами Смейла-Вильямса, которые представляются предпочтительными для возможных применений из-за малой чувствительности характеристик хаоса к вариациям параметров, производственным несовершенствам, помехам, и т.д. Обсуждение. Собранные в статье схемы соответствуют низкочастотным устройствам, но некоторые из них могут быть полезны при разработке генераторов хаоса также на высоких и сверхвысоких частотах. Представленный материал может быть интересен для организации лабораторных и компьютерных практикумов, направленных на подготовку специалистов в области электроники и нелинейной динамики, а также для исследователей, интересующихся конструированием генераторов хаоса и их практическим применением. https://andjournal. sgu.ru/sites/andjournal.sgu.ru/files/text-pdf/2019/07/35-62.pdfдинамическая системахаосАтракторхаос генератормоделирование схемы

BibTeX

@article{ ИзвВУЗ_И-26-3-35, автор = {Кузнецов Сергей Петрович}, title = {Простые электронные генераторы хаоса и имитация их схемы}, год = {2018}, журнал = {Известия ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика}, объем = {26}, число = {3}, url = {https://andjournal.sgu.ru/sites/andjournal.sgu.ru/files/text-pdf/2019/07/35-62.pdf}, address = {Саратовский государственный университет, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012, Россия}, язык = {en}, дои = {10,18500/0869-6632-2018-26-3-35-61}, страницы = {35—61}, ISSN = {0869-6632}, ключевые слова = {динамическая система, хаос, аттрактор, генератор хаоса, имитация схемы}, abstract = {Тема и цель. Целью работы является обзор схем генераторов хаоса, как описанных в литературе, так и некоторых оригинальных, в едином стиле на основе схемотехнического моделирования с помощью пакета NI Multisim, что делает наглядным сравнение различных устройств. Исследуемые модели. Рассмотрен ряд генераторов электронного хаоса, в том числе генератор Колпица, генератор Хартли, RC-генератор хаоса, варианты схемы Чуа, конструкции, предложенные литовской группой, аналоговый генератор Лоренца, генераторы гиперболического хаоса с передачей возбуждения между поочередно возбуждаемыми генераторами. , а также генератор звонков с запаздывающей обратной связью. Полученные результаты. Представлены принципиальные схемы генераторов хаоса, обсуждены принципы их работы, проведено моделирование цепей с помощью пакета NI Multisim. Для всех рассматриваемых систем хаотическая динамика последовательно иллюстрируется волновыми формами сигналов, фазовыми портретами аттракторов, спектрами колебаний. Особо выделены генераторы робастного хаоса, в том числе электронный аналог модели Лоренца и схемы с гиперболическими аттракторами Смейла-Вильямса, которые представляются предпочтительными для возможных применений из-за малой чувствительности характеристик хаоса к вариациям параметров, производственным несовершенствам, помехам, и т.