Qucs: моделюємо і аналізуємо

Відео: А.Казённов. "Аналіз і синтез як моменти діалектики"

На відміну від деяких більш «просунутих» аналогів, в Qucs немає моделювання в реальному часі: система спочатку проводить необхідні розрахунки, а потім відображає результати у вигляді графіків, діаграм і таблиць. На мій погляд, відсутність симуляції в режимі «онлайн» не є великою проблемою, оскільки візуально відстежити електричні процеси просто неможливо через їхню малу тривалості (мілісекунди або навіть менше). Втім, подібне упущення дозволить виправити розробка на Бітрікс (https://digitalpromo.com.ua/sites/) відповідного мережевого рішення, що включає в себе всі плюси Qucs і не має мінусів!


Дослідження того чи іншого аспекту функціонування схеми вимагає свого підходу до моделювання. У Qucs можна використовувати такі типи симуляції:
gt; Моделювання на постійному струмі. Використовується для аналізу ланцюгів постійного струму.
gt; Моделювання перехідного процесу. Дозволяє спостерігати, як, наприклад, відбувається заряд конденсатора або визначити час спрацьовування реле.
gt; Моделювання на змінному струмі. Використовується для побудови частотних характеристик елементів і ланцюгів.
gt; Розгортка параметра. Дозволяє визначити, як будуть змінюватися характеристики ланцюга при зміні заданого параметра будь-якого з її елементів.
gt; Цифрове моделювання. Використовується для аналізу цифрових схем.
gt; Оптимізація. Дозволяє оптимізувати ланцюг за заданими критеріями.
gt; Моделювання S-параметрів. Використовується для «малосигнальних» моделювання.



gt; Гармонійний баланс. Дозволяє провести спектральний аналіз сигналу.

Для того, щоб додати в схему необхідний вид моделювання потрібно перетягнути його з вікна навігатора (вкладка «Компоненти», розділ «Види моделювання») в робочу область. Безпосередньо розрахунок моделі здійснюється кнопкою «Моделювати» в панелі симулятора, вибором однойменного пункту в меню «Моделювання» або натисканням клавіші . Для отримання результатів симуляції попередньо потрібно встановити в ланцюг амперметри або вольтметри (розділ «Вимірники», вкладка «Компоненти» вікна навігатора) або мітки провідника, що вимірюють напругу (кнопка «Метка провідника» в панелі Сіму-ром або комбінація клавіш + ).

Результати моделювання відображаються за допомогою об`єктів з розділу «Діаграми», поміщених на схему. При цьому у властивостях таблиці або діаграми необхідно вибрати, які з доступних параметрів будуть відображатися.

У Qucs доступні наступні види діаграм:
gt; Декартові двомірні і тривимірні графіки.
gt; Графіки в полярних координатах.
gt; Діаграми Сміта.
gt; Кругові діаграми.
gt; Таблиці.
gt; Тимчасові діаграми.
gt; Таблиці істинності.

Інтегруюча RC-ланцюг в Qucs

Як приклад на рис. вище показана реалізація схеми інтегруючого RC-ланцюга, яку можна знайти в будь-якому підручнику з основ радіотехніки. На відміну від книги, «суху» теорію тут можна перевірити в експерименті нехай і віртуальним шляхом перебору різних значень опору резистора, ємності конденсатора і тривалості імпульсу.

Створення частотних фільтрів в Qucs

Qucs містить повнофункціональний інструмент для автоматичного розрахунку і генерації схем частотних фільтрів. Для запуску майстра розрахунку фільтра потрібно в меню «Інструменти» вибрати пункт «Синтез фільтрів». Далі в діалоговому вікні можна вказати тип, клас та порядок фільтра, частотний діапазон і повний опір (див. Рис. Вище). Якщо клацнути на кнопці «Розрахувати і скопіювати в буфер обміну», а потім в робочому полі використовувати команду «Вставити», то вийде готова схема фільтра.