Qucs ( аббр. от англ. Quite Universal Circuit Simulator , рус. Почти универсальный симулятор электронных цепей ) — свободная программа , предназначенная для моделирования электронных цепей. Распространяется по лицензии GPL . Позволяет моделировать электронную аппаратуру в режиме малого и большого сигнала, а также шумовые характеристики. Пользовательский интерфейс — графический. Цифровая аппаратура моделируется с использованием VHDL и/или Verilog .

Включает в себя большую постоянно пополняемую библиотеку моделей электронных компонентов, поддерживает подцепи SPICE . Выгодно отличается от других симуляторов, таких как gEDA или PSpice , простотой работы оператора и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом.

Виды моделирования

Виды моделирования, поддерживаемые программой включают:

• Моделирование по постоянному току;
• Моделирование по переменному току;
• Гармонический баланс;
• Цифровое моделирование;
• Моделирование переходных процессов;
• Моделирование S-параметров;
• Развёртка по параметру;
• Оптимизация.

Виды представления результатов

Результаты моделирования могут быть представлены в диаграмм различного типа:

• Таблицы;
• Графики в декартовых координатах;
• Трёхмерные диаграммы в декартовых координатах;
• Диаграммы в полярных координатах;
• Круговые диаграммы;
• Диаграммы Смита;
• Диаграммы Смита (проводимости);
• Смешанные диаграммы полярные/Смита;
• Временные диаграммы;
• Таблицы истинности.

Набор инструментов

Qucs представляет собой набор нескольких автономных программ, взаимодействующих между собой через интерфейс GUCS.

Для создания схем, настройки моделирования, отображения результатов, написания VHDL-кода и других функций используется графический интерфейс. Редактирование схемы в Qucs интуитивно понятно и те, кто работал с другими электрическими САПР, легко разберутся с редактором. К особенностям интерфейса можно отнести, что виды моделирования и диаграммы являются компонентами и размещаются на схеме.

Моделирование аналоговых цепей выполняет утилита командной строки, вызываемая из основной программы с графическим интерфейсом. Она считывает описание схемы, проверяет его на наличие ошибок, выполняет моделирование и формирует выходной набор данных.

Для отображения описания схемы и сообщений моделирующей программы, а также для редактирования файлов некоторых компонентов (например, описание схем SPICE, файлов Touchstone) используется текстовый редактор.

В состав пакета включены программы для синтеза фильтров, также калькулятор для линий передачи, позволяющий разрабатывать и анализировать различные типы передающих линий, включая микрополосковые, коаксиальные и другие.

Библиотека компонентов хранит модели большого количества электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, операционных усилителей) и может расширяться пользователем.

Программа синтеза аттенюаторов позволяет разрабатывать различные типы пассивных аттенюаторов.

Программа конверсии, представляющая собой утилиту командной строки, используется основной программой для импорта и экспорта наборов данных, описаний схем между Qucs и другими системами автоматического проектирования. Список поддерживаемых форматов можно найти в справке qucsconv.

В дополнение к перечисленному, основная программа может управлять другими программами САПР. Например, для моделирования цифровых схем используется программа FreeHDL . Для оптимизации схем (минимизации функции затрат) используется ASCO .

Библиотека компонентов

Библиотека компонентов содержит объекты в следующих категориях:

• Дискретные компоненты (сопротивления, индуктивности, ёмкости, усилители, трансформаторы...);
• Источники (переменного/постоянного тока/напряжения, шума, импульсов, управляемые источники...);
• Измерительные приборы;
• Передающие линии;
• Нелинейные компоненты (диоды, транзисторы, тиристоры);
• Цифровые компоненты;
• Компоненты VERILOG;
• Файловые компоненты (наборы S-параметров, описания схем SPICE);
• Виды моделирования;
• Диаграммы;
• Рисунки.

Модели транзисторов

QUCS предоставляет большое количество моделей транзисторов, включая FBH-HBT, HICUM L0 v1.12, HICUM L0 v1.2, HICUM L2 v2.1, HICUM L2 v2.22, HICUM L2 v2.23, MESFET (Curtice, Statz, TOM-1 and TOM-2), SGP (SPICE Gummel-Poon), MOSFET, JFET and EPFL-EKV MOSFET v2.6.

Qucs-S

Проект QUCS получил дальнейшее развитие в рамках другого кроссплатформенного проекта с открытым исходным кодом - . Qucs-S поддерживает моделирования во временной и частотной области, шумовой анализ, анализ нелинейных искажений, Фурье-анализ, моделирования гармонического баланса. Как и исходный проект, Qucs-S ориентирован на радиолюбителей и академическую среду использования.

К основным нововведениям проекта можно отнести:

• Переход на фреймворк Qt версии 6, что обеспечило поддержку современных версий Linux и поддержку HiDPI дисплеев.
• В дополнение к штатному , добавлена поддержка трех симуляторов для моделирования электронных схем, с возможностью переключения без перезагрузки программы - Ngspice (в качестве основного симулятора), (используемого в академических кругах) и ;
• Цифровое моделирование при помощи , поддерживающее IEEE-1364 Verilog HDL включая IEEE1364-2005 (Verilog 2005) расширение и аналоговые модели Verilog-A при помощи компилятора ;
• Поддержка моделирования S-параметров с помощью Ngspice (с некоторыми ограничениями );
• Анализ спектра (Spectrum ananlysis – FFT ). Параметрами данного моделирования являются полоса частот (BW), шаг по частоте (dF) и тип оконной функции;
• Тюнер элементов, специальный режим симуляции позволяющий производить подстройку компонентов при помощи ползунков и сразу видеть результат на графиках измеряемых величин;
• Расширена библиотека компонентов, в том числе с тиристорами, оптопарами, кварцевым резонатором, а также катушками и конденсаторами с добротностью (INDQ и CAPQ). Добавлена библиотека BJT Extended с дополнительными моделями транзисторов.

Проект активно развивается Вадимом Кузнецовым и сообществом. На конец 2023 года актуальная версия проекта - 2.1.0 .

Примечания

Ссылки

• — официальный сайт Qucs
• - страница

Источники

• Гололобов В.Н. . — Москва, 2009. — 358 с.
• 2009. — 149 c.
• Агеев Е.Ю. . — Томск: Издательство Томского государственного университета систем управления и электроники, 2007. — 65 с.
• Mike Brinson, Stefan Jahn, Helene Parruitte. . 2008. — 251 c.
• Thierry Scordilis, Mike Brinson, Gunther Kraut, Stefan Jahn, Chris Pitcher. . 2007. — 559 c.
• .