Лучшие программы для симуляции электронных схем

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Как следует из названия, симулятор схемы имитирует поведение электронных устройств или схем. Они часто применяются для виртуального анализа, рисования схем и проектирования схем на компьютере.

Помимо быстроты и экономичности, онлайн симулятор также делает моделирование схемы более практичным, чем ее физическое построение.

После тщательного исследования лучших бесплатных онлайн-симуляторов мы остановились на 13 программных симуляторах, о которых мы кратко расскажем вам. Они не только имеют графический просмотрщик осциллограмм и фотодиоды, но также могут обладать редакторами схем и поддерживать резисторы.

13 лучших бесплатных симуляторов электрических схем

Ниже приведен список из 13 лучших программ-симуляторов электрических цепей, которые вам стоит попробовать.

1. EasyEDA

Micro-Cap — Программа для моделирования схем электрических цепей. Ссылка на программу в описании

EasyEDA — это облачный инструмент для моделирования схем. Он включает в себя такие функции, как сигнал схемы в смешанном режиме, улучшенный захват схемы и эффективный макет печатной платы.

Более того, он служит многим людям, таким как хоббисты, инженеры-электронщики и даже студенты.

Преимущества

Прежде всего, она бесплатна.

Значит, вам не придется суетиться при проектировании схемы, поскольку она удобна для пользователя.

Кроме того, он имеет несколько специальных функций для моделирования схем. Таким образом, это делает симулятор высококачественным выбором для проектирования схем/ПКБ.

Кроме того, он постоянно развивается и в настоящее время имеет большое сообщество.

Кроме того, он очень мощный.

Недостаток

К сожалению, если вы не знакомы с этим сайтом, вам может быть трудно ориентироваться в нем. Поэтому рекомендуется следовать руководству.

2. LT Spice Simulator

Симулятор LTspice — это один из бесплатных инструментов моделирования схем от компании Linear (Linear Technology Corporation). LTspice, будучи авторитетной компанией, несомненно, является одним из лучших бесплатных онлайн симуляторов. Среди его особенностей — модели MOSFET, более 200 моделей операционных усилителей, модели транзисторов и многие другие.LTspice скачать.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Преимущества

LTspice имеет улучшенный SPICE, что позволяет ему работать намного быстрее, чем другие обычные SPICE-симуляторы регуляторов переключения.

Кроме того, он обладает высокой эффективностью.

DCACLab — онлайн симулятор электрических схем

Недостаток

Основным недостатком, сдерживающим LTspice, является проприетарная кодовая база, лицензированная компанией linear. Следовательно, это ограничивает границы взаимодействия, что лишает возможности совместной разработки.

3. Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-MultiSim

MultiSim, онлайн инструмент/программное обеспечение для моделирования схем от National Instruments, представляет собой студенческую версию инструмента для моделирования схем. Но, к сожалению, он имеет ограниченный доступ. Тем не менее, он идеально подходит для начинающих при работе с электронными схемами, участвующими в построении схем.

Некоторые из его особенностей включают в себя создание печатных плат, небольшое исследование макетной платы в 3D-версии перед сдачей лабораторных заданий и др.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Преимущества

Она удобна в использовании, поэтому рекомендуется для начинающих.

Кроме того, это симулятор с открытым исходным кодом (бесплатный).

Вы также можете использовать симулятор на телефоне, поскольку он не ограничен компьютером.

Опять же, вы можете выполнить макетное моделирование с помощью симулятора MultiSim.

Кроме того, вы можете поделиться своей работой/проектом с остальными членами онлайн-сообщества, чтобы помочь вам совершенствоваться.

И, наконец, в программе имеется множество функций, удобных для начинающих.

Недостаток

К сожалению, студенческая версия делает ее неэффективной для экспертной работы, поскольку она имеет ограниченный доступ.

4. Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Circuit Sims

Программа Circuit Sims очень полезна для новичков в стремлении понять, как работают электронные и простые схемы. Более того, она работает в любом браузере, что в значительной степени способствует ее популярности.

Circuit Sims скачать

Преимущества

Ее легко использовать и понять ее формат.

Кроме того, вам не обязательно иметь учетную запись, поскольку она бесплатна.

Наконец, это симулятор с открытым исходным кодом.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Недостатки

Графический интерфейс не слишком привлекателен на первый взгляд, но вы привыкнете к нему.

Кроме того, вы найдете ограниченные библиотечные части.

5. parts

PartSim — это программное обеспечение для построения схем с нулевой установкой, найденное при просмотре веб-сайта. Она включает такие функции, как графический просмотрщик осциллограмм, механизм моделирования SPICE и веб-инструмент захвата схем.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Преимущества

PartSim имеет четкий макет, что делает его удобным для пользователя.

Кроме того, он бесплатный.

Кроме того, производители размещают на сайте большое количество деталей, что делает его лучшим вариантом при практическом использовании.

Недостатки

Он недостаточно мощный, но все же может эффективно служить начинающим.

В его библиотеке есть несколько оперативных усилителей, но не хватает других необходимых микросхем.

6. Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-CircuitsCloud

В симуляторе CircuitsCloud перед использованием необходимо сначала создать учетную запись. Это онлайн симулятор, работающий как с аналоговым, так и с цифровым моделированием.

Circuits cloud скачать

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Преимущества

Он является бесплатным.

Кроме того, любой может легко разобраться в его возможностях, что способствует быстрому проектированию схемы.

Недостатки

Во-первых, библиотека CircuitsCloud не содержит достаточного количества MCU и цифровых ИС.

Кроме того, симуляция не анимирует направление тока.

7. Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Tina-TI

Tina-TI — это бесплатный онлайн-инструмент для моделирования схем, который выполняет такие функции, как построение схем, анализ шума, анализ постоянного/переменного тока, анализ Фурье, анализ переходных процессов. С точки зрения работы, часто он выполняет упомянутый анализ после проектирования схемы и перед процессом моделирования. Более того, он будет проверять наличие ошибок в схеме перед моделированием.

Tina TI скачать

Преимущества

Вы всегда можете использовать Tine-TI для моделирования SPICE-схем.

Кроме того, вы можете изменять значения компонентов по своему усмотрению.

Кроме того, его легко использовать при проектировании и моделировании схем.

После завершения проекта вы можете сохранить его на компьютере в виде файла схемы для дальнейшего использования. Кроме того, вы можете экспортировать его в формате XML или в виде изображения.

Это гарантирует безошибочное проектирование схемы.

8.AutoDesk

AutoDesk — это программное обеспечение для моделирования схем, которое поможет вам разработать схему, увидеть ее на макетной плате, подключить Arduino, смоделировать схему и, наконец, создать печатную плату. Уникальность симулятора заключается в том, что вы можете напрямую заниматься программированием Arduino, находясь на этом сайте.

Преимущества

Во-первых, вы можете использовать его для моделирования Arduino.

Более того, в библиотеке вы найдете множество деталей.

Вы также можете легко интерпретировать выходной проект, а затем использовать ссылку, чтобы сделать реальное подключение схемы в будущем.

Недостатки

AutoDesk требует большого опыта, так как он сложнее других симуляторов при использовании его для проектирования схем.

Кроме того, с его помощью нельзя быстро нарисовать схему.

9. NgSpice

NgSpice — это известный онлайн симулятор из Sourceforge с открытым исходным кодом. Кроме того, это симулятор смешанных сигналов с тремя программными пакетами с открытым исходным кодом, т.е. Xspice, Spice3f5 и Cider. Более того, он является частью проектов gEDA, и благодаря многочисленным предложениям в его адрес, он постоянно совершенствуется.

Преимущество

Совместный характер приложения NgSpice позволяет вам присоединиться к команде разработчиков и улучшить моделирование схемы.

10. Circuit LAB

Это онлайновый симулятор электрических схем, который, к сожалению, не совсем бесплатен.

Однако его отличные возможности компенсируют его несвободу. Более того, он имеет точный цифровой и аналоговый симулятор, что делает его эффективным в использовании.

Circuit Lab скачать

Преимущества

Программа подходит для экспериментаторов и новичков благодаря хорошо продуманной платформе и доступной библиотеке.

Кроме того, если вам нужен дальнейший анализ, вы можете экспортировать результаты вывода или смоделированный график в CSV-файл, а затем использовать его в дальнейшем.

Вы можете не только получить предварительно разработанные схемы, но и легко спроектировать схему с помощью circuit LAB.

Недостатки

Возможно, это не бесплатная платформа, но демо-версия бесплатна.

Она также требует включения в библиотеку большего количества цифровых ИС.

Затем, помимо графического представления, разработчики могут добавить интерактивное моделирование для лучшего опыта.

11. Лучший бесплатный симулятор схем — TinaCloud

Этот симулятор относится к программному обеспечению Tina и работает через Интернет. TinaCloud не требует установки и свободно запускается при работе в Интернете. Кроме того, он помогает в проектировании цифровых и аналоговых электронных схем и их моделировании.

Преимущества

Прежде всего, она помогает студентам следить за своими успехами в режиме онлайн, поскольку ее инструменты проверяют знания студентов.

Она не только предоставляет доступ к прикладным схемам Infineon Designer, но и может загружать и использовать проекты Infineon Designer.

12. Лучший бесплатный симулятор схем — DoCircuits

Он функционирует для создания как аналоговых, так и цифровых схем. Однако он может быть не таким эффективным, как другие симуляторы. Опять же, вам придется войти в систему при выполнении проекта, поскольку он не является бесплатным.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Преимущества

На сайте вы найдете несколько готовых проектов.

Электронные компоненты выглядят как настоящие.

Еще лучше то, что здесь есть интерактивный дизайн. Однако он медленный.

Недостатки

Существует ограничение в моделировании.

К сожалению, вы также не можете применять цифровые и аналоговые компоненты на одной схеме.

13.Лучший бесплатный симулятор цепей — DC/AC Virtual Lab

Как следует из названия, симулятор виртуальной лаборатории DC/AC строит схемы постоянного/переменного тока с несколькими компонентами. Например, здесь есть фотодиоды, резисторы, батарейки и т.д. Но, несмотря на привлекательность, у него есть некоторые недостатки.

Виртуальная лаборатория постоянного/переменного тока

Преимущества

Она выглядит реалистично, поэтому пользоваться ею интересно.

Пользовательский интерфейс также прост и понятен.

Лучший бесплатный симулятор электрических цепей-Недостатки

Часто она имеет менее мощную симуляцию и ограниченную библиотеку.

Кроме того, она может быть не совсем бесплатной.

Резюме

В заключение следует отметить, что в сегодняшнем технологическом мире вы обязательно найдете в своем распоряжении несколько программ для моделирования схем. Однако, имея вышеперечисленные 13 онлайн-инструментов для моделирования цепей, вы уже на правильном пути. Помимо того, что они совершенно бесплатны, вы можете использовать их прямо с сайта, не включая процесс загрузки.

Далее, в зависимости от вашего уровня знаний и требований, вы без труда подберете подходящий симулятор. Это потому, что они обладают необходимыми вам техническими характеристиками. Как всегда, вы можете связаться с нами, если вам нужна дополнительная информация по этому вопросу.

Hommer Zhao

Привет, я Хоммер, основатель WellPCB. На сегодняшний день у нас более 4000 клиентов по всему миру. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной. Заранее спасибо.

Источник: pcbrussia.com

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.

История разработки

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/

Поддерживаемые движки моделирования

В настоящее время Qucs-S поддерживает четыре движка моделирования:

• Ngspice Это рекомендованный симулятор. Он совместим с большинством моделей, которые можно найти на разнообразных ресурсах. Сейчас проектом руководит Holger Vogt из университета Дуйсбург-Эссен.
• XYCE Это симулятор разработанный с нуля Сандийскими национальными лабораториями. Имеется возможность моделирования гармонического баланса (HB) и S-параметров.
• SpiceOpus
• 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.

Установка

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. 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 правильной 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.

Основы работы с программой

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.

Новые виды моделирования в Qucs-S

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.

Заключение

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. 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 и тем самым тоже приблизить следующий релиз.

Ресурсы по Qucs-S

• Сайт проекта
• Сайт Ngspice
• Репозиторий исходных кодов
• Актуальный релиз
• Страница на Boosty, где можно поддержать проект финансово
• 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

Источник: habr.com

Аналоги Circuit Simulator

Это симулятор Javascript для электронных схем. Когда апплет запустится, вы увидите анимированное изображение простой схемы LRC.

Зеленый цвет указывает на положительное напряжение. Серый цвет обозначает заземление. Красный цвет указывает на отрицательное напряжение. Движущиеся желтые точки соответствуют направлению тока.

• Не требует инсталяции
• Приложение на основе браузера

Альтернативы для Circuit Simulator

Персональный компьютер
Мобильный телефон

44

• 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

• 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.

20

• 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

• 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

• 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.

7

• Платная
• Windows

Интегрированный схематический редактор и симулятор.

6

• Платная
• Android
• iPhone

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

Что в этом списке?

В списке находится программы которые можно использовать для замены Circuit Simulator.

Это аналоги похожие по функционалу на Circuit Simulator, которые заменяют программу частично или полностью. Этот список содержит 7 замен.

С помощью пользователей мы собираем каталог похожих друг на друга программ, чтобы вы могли подобрать альтернативу и скачать их. На сайте можно скачать популярные программы для Windows, Mac Os, Android и iPhone

Источник: ruprogi.ru