PartSim:免費(fèi)在線電路模擬器(教程)

PartSim 是一個(gè)基于 Web 的免費(fèi)在線電路模擬器，它允許您在線創(chuàng)建和模擬電子電路，而無需在您的計(jì)算機(jī)上安裝其他軟件。您只需要一條互聯(lián)網(wǎng)線路，當(dāng)然，還需要一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器。

沒有桌面軟件的模擬

電子設(shè)計(jì)人員可以成功地使用 PartSim。您無需為您的操作系統(tǒng)下載任何兼容的程序。有了它，您可以在線保存您的項(xiàng)目，以便您可以從任何計(jì)算機(jī)打開它們。內(nèi)部的 SPICE 模擬器現(xiàn)已成為世界標(biāo)準(zhǔn)，PartSim 使用它來模擬電路和解決方案，包括二極管、晶體管、電阻器和電容器。電流表和電壓表儀器分析輸出信號(hào)的電壓、電流和波形，以清楚地了解項(xiàng)目及其運(yùn)行情況。該站點(diǎn)提供了一些用戶可以模擬的電子電路的有趣示例。

PartSim 的第一個(gè)電路

在www.partsim.com 上注冊(cè)并登錄后，您就可以創(chuàng)建第一個(gè)電路了。平臺(tái)的主頁允許您通過按“新建項(xiàng)目”按鈕立即進(jìn)入新電路的創(chuàng)建，該按鈕允許您將電子元件放置在工作表上，如圖1所示。 放置電子元件，您只需要在確定它們的類別和相關(guān)模型后將它們拖到工作表上即可。操作非常簡單。通過在組件的各個(gè)端子之間拖動(dòng)鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)電氣連接。整個(gè)環(huán)境直觀且用戶友好。只需單擊幾下，您就可以移動(dòng)、刪除和旋轉(zhuǎn)電路的不同部分。也可以顯示或隱藏網(wǎng)格。

圖 1：帶有晶體管的放大器電路

這是具有共發(fā)射極操作的簡單晶體管放大器的方案。為了晶體管的正確極化，它的組件是預(yù)先計(jì)算的：

• Q1：2N2222 NPN三極管
• R1：2.2-K 電阻
• R2：1-K 電阻
• R3：22-K 電阻器
• R4：10-K 電阻
• R5：33-K 電阻器
• C1：100nF 聚酯電容器
• C2：1μF 電解電容器
• C3：10μF 電解電容器
• V1：5V 電壓發(fā)生器
• V2：10 mV 和 100 Hz 正弦波信號(hào)發(fā)生器

網(wǎng)上申請(qǐng)的2N2222三極管的SPICE模型如下：

.MODEL 2N2222 NPN IS =3.0611E-14 NF =1.00124 BF =220 IKF=0.52 VAF=104 ISE=7.5E-15 NE =1.41 NR =1.005 BR =4 IKR=0.24SC25E-20111111111106 =1.3728 RB =0.13 RE =0.22 RC =0.12 CJC=9.12E-12 MJC=0.3508 VJC=0.4089 CJE=27.01E-12 TF =0.325E-9 TR =100E-9

顯然，所有現(xiàn)有的電子元件都可以使用，并附帶一個(gè) SPICE 模型，該模型可以從數(shù)據(jù)表中下載。該地址也可以直接從模擬器站點(diǎn)的主頁訪問。在線應(yīng)用程序?yàn)橛脩籼峁┝嗽S多非常有用的設(shè)計(jì)工具。其中之一是生成圖表中使用的組件的 BOM 的可能性（參見圖 2）。它可以以 XLS 格式導(dǎo)出或上傳到平臺(tái)以接收?qǐng)?bào)價(jià)甚至訂購組件。BOM 通常報(bào)告以下信息：

• 組件參考
• 組件名稱
• 價(jià)值
• 制造商名稱
• 零件號(hào)
• 狀態(tài)
• 描述
• 可能的筆記

圖 2：生成 BOM 的可能性對(duì)設(shè)計(jì)師來說是一個(gè)非常有用的選擇。

創(chuàng)建項(xiàng)目的總體方案后，您可以立即進(jìn)行模擬（參見圖 3）。關(guān)于示例圖，我們想查看電路輸入和輸出處的波形，目的是評(píng)估放大率。為此，請(qǐng)選擇“Probes”選項(xiàng)卡，然后單擊兩條輸入和輸出行。模擬提供以下選項(xiàng)：

• 直流偏置
• 直流甜
• 交流分析
• 瞬態(tài)響應(yīng)

僅啟用最后一個(gè)選項(xiàng)，按“運(yùn)行”按鈕，指定 0 毫秒（開始時(shí)間）和 500 毫秒（停止時(shí)間）之間的模擬。幾秒鐘后（取決于服務(wù)器的擁擠程度），系統(tǒng)會(huì)在指定的兩個(gè)點(diǎn)顯示兩個(gè)波形。

圖3：出入口電路瞬態(tài)仿真結(jié)果

通過將鼠標(biāo)移動(dòng)到兩個(gè)正弦曲線上，信息窗口上會(huì)顯示與它們相關(guān)的電壓。在我們的示例中，放大器的增益率等于：

用戶可以選擇使用組件的初始條件運(yùn)行模擬。在這種情況下，考慮到瞬態(tài)和充電時(shí)間（特別是對(duì)于電容器和電感），信號(hào)將被再現(xiàn)。然而，在第二種情況下，波形圖將涉及滿負(fù)荷的信號(hào)。可以用鼠標(biāo)放大波形以突出圖形的小細(xì)節(jié)。示意圖可以以下列格式之一導(dǎo)出：

• PNG圖片
• SVG 圖像
• PDF文件

對(duì)于PDF模板，用戶可以根據(jù)文檔的尺寸和規(guī)格（A4、A3、Legal等）選擇以“縱向”或“橫向”導(dǎo)出方案。另一個(gè)非常有用的選項(xiàng)是生成網(wǎng)表，該文件包含電子電路的所有電氣連接。它是根據(jù)電氣圖生成的。與我們的示例方案相關(guān)的網(wǎng)表如下：

Ampli01 模擬

Q1 Net1000 Net1002 Net1001 bc547a

R1 Net1003 Net1000 2.2K

R2 Net1001 0 1K

R3 Net1003 Net1002 22K

R4 Net1002 0 10K

C1 Net1002 Net1006 100nF

C2 Net1000 Net1005 1uF

V1 Net1003 0 5V

R5 Net1005 0 33K

V2 Net1006 0 DC (10m) AC (1.0 0) SINE (0 10m 100 0.0S 0.0)

C3 Net1001 0 10uF

.options rshunt = 1.0e12 KEEPOPINFO

.model bc547a NPN BF=400 NE=1.3 ISE=10.3F IKF=50M IS=10F VAF=80 ikr=12m BR=9.5 NC=2 VAR=10 RB=280 RE=1 RC=40 VJE=.48 tr= .3u tf=.5n cje=12p vje=.48 mje=.5 cjc=6p vjc=.7 mjc:.33 isc=47p kf=2f

?？刂?/font>

操作員

* OP Let 表達(dá)式，如果有的話：

寫入 Net1000 Net1001 Net1002 Net1003 Net1005 Net1006 I(V1) I(V2)

設(shè)置追加寫真

破壞一切

.endc

。結(jié)尾

外部組件

PartSim 庫包含多種模型。可以使用其 SPICE 模型包含任何外部組件。如圖 4 所示，添加了一個(gè)新晶體管，指定了各種指令。這些參數(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)上以及www.datasheets.com 上找到。在包含所有信息后，新組件從圖形和功能的角度來看都成為接線圖的一個(gè)組成部分。

圖 4：設(shè)計(jì)人員可以通過 SPICE 模型使用任何電子元件。

您的項(xiàng)目檔案

未來的工作現(xiàn)在在云中。用戶保存的所有項(xiàng)目都可以在平臺(tái)上使用，如圖5所示。每個(gè)項(xiàng)目都可以打開或刪除。可以選擇每頁顯示的項(xiàng)目數(shù)量。該列表還顯示了所有者的姓名（通過電子郵件）以及上次修改的日期和時(shí)間。

圖 5：您的項(xiàng)目檔案始終在線可用。

結(jié)論

PartSim.com 是一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于在線創(chuàng)建電氣和電子電路，并提供各種可用的組件。那些只接受過基本電子培訓(xùn)的人也可以使用它。可以從頭開始創(chuàng)建項(xiàng)目或?qū)胍郧皹?gòu)建的模型，然后添加許多其他組件。在接下來的文章中，我們將模擬其他電路。

　　審核編輯：湯梓紅