Qucs (аббр. от , ) — 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 (Qucs with SPICE). 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 Qucsator, добавлена поддержка трех симуляторов для моделирования электронных схем, с возможностью переключения без перезагрузки программы - Ngspice (в качестве основного симулятора), XYCE (используемого в академических кругах) и SpiceOpus; Цифровое моделирование при помощи Icarus Verilog, поддерживающее IEEE-1364 Verilog HDL включая IEEE1364-2005 (Verilog 2005) расширение и аналоговые модели Verilog-A при помощи компилятора OpenVAF; 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
github.com/ra3xdh/qucs_s/ - страница FreeHDL home page Icarus Verilog home page Win32 Binaries for Qucs and freehdl
Источники Гололобов В.Н. Qucs и FlowCode. Программы для тех, кто интересуется электроникой. — Москва, 2009. — 358 с. Qucs. Руководство пользователя 2009. — 149 c. Агеев Е.Ю. Моделирование аналоговых электронных схем в программной среде «Qucs». — Томск: Издательство Томского государственного университета систем управления и электроники, 2007. — 65 с. Mike Brinson, Stefan Jahn, Helene Parruitte. Qucs. Report Book. Technical reports and descriptions. 2008. — 251 c. Thierry Scordilis, Mike Brinson, Gunther Kraut, Stefan Jahn, Chris Pitcher. Qucs. Work Book. 2007. — 559 c. Qucs. User Manual.
Категория:Свободное программное обеспечение, связанное с электроникой Категория:Программные средства автоматизации проектирования электроники