ПРИМЕНЕНИЕ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ СИМУЛЯТОРА ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ QUCS Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Секция

«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ И АВИОНИКИ»

УДК 537.3

ПРИМЕНЕНИЕ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ СИМУЛЯТОРА

ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ QUCS

В.М. Аврамчиков, К.И. Верхотуров

Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. Газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: avramchukovvm@sibsau.ru

Сформулированы проблемы использования лабораторного оборудования в учебном процессе. Рассмотрена область применения универсальный симулятор электронных цепей Qucs, показана возможность имитации стендов в учебном процессе.

Ключевые слова: универсальный симулятор электронных цепей, моделирование на аналоговых электрических цепях, цифровое моделирование.

APPLICATION IN THE EDUCATIONAL PROCESS SIMULATOR OF ELECTRONIC CIRCUIT QUCS

V.M. Avramchikov, K.I. Verkhoturov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: avramchukovvm@sibsau.ru

The problems of using laboratory equipment in the educational process are formulated. The scope of the universal simulator of electronic circuits Qucs is considered, the possibility of simulating stands in the educational process is shown.

Keywords: universal simulator of electronic circuits, simulation on analog electrical circuits, digital simulation.

Введение. В настоящее время в учебном процессе высшего образования на курсах дисциплин связанных со схемотехникой и электроникой остается потребность в осуществлении лабораторных работ. Практические работы осуществляются по ранее разработанным методическим указаниям на специализированных стендах и учебном оборудовании имитирующие технологические процессы в профессиональной деятельности студентов. Состояние стендов и прочего оборудования со временем морально устаревает и требует постоянного обновления. Учебный процесс в симулятор электронных схем осуществлен на обычных компьютерах и не требует дополнительных затрат. Универсален способ передачи учебных заданий на дистанционную форму обучения путем простого копирования файлов с исходными данными. Владение системами автоматического проектирования (САПР), в таких областях как черчение, электроника, математические расчеты, программирование, и т.п. приветствуется потенциальными работодателями и является неотъемлемой частью выполняемых задач в профессиональной деятеьлности.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

Quite Universal Circuit Simulator сокращенно Qucs (в переводе) - универсальный симулятор электронных цепей [1]. Программа распространяется по лицензии GPL и имеет возможность свободного использования. Позволяет моделировать электронную аппаратуру в режиме малого и большого сигнала и их характеристики. Пользовательский интерфейс представлен графический, интуитивно понятен и напоминает первые версии программ с схожими задачами. Включает в себя постоянно пополняемую библиотеку моделей электронных компонентов, выгодно отличается от других симуляторов, таких как gEDA, простотой работы оператора и понятным пользовательским интерфейсов.

Рассмотрим области применения Qucs и приведем несколько примеров моделирования. Моделирование на аналоговых электрических цепях. После загрузки Qucs [2] показывается главное окно рис. 1. С правой стороны расположена рабочая область (6), в которой содержатся схемы. С помощью вкладок (5) над этой областью можно быстро переключиться на любой документ, открытый в данный момент. С левой стороны главного окна Qucs находится еще одна область (1), содержание которой зависит от состояния вкладок, расположенных над ней: "Проекты" (2), "Содержание" (3) и "Компоненты" (4). После запуска Qucs активируется вкладка "Проекты" (2). Нажав кнопку "Создать" прямо над областью (1) и откроется диалоговое окно. Введодим имя для Вашего проекта, например, "firstProject" и нажмимаем кнопку "Создать". Qucs создает папку проекта в папке ~/.qucs, для этого примера "firstProject_prj".

На рис. 1 продемонстрируем простое моделирование на постоянном токе [3]. Для цифрового моделирования [4,5] Qucs использует программу FreeHDL. Рассчитаем таблицу истинности простого логического элемента И. Выберим цифровые компоненты в

Секция «Техническая эксплуатация электросистем и авионики»

выпадающем списке вкладки компонентов и построим схему, изображенную на рис. 2. Блок цифрового моделирования можно найти среди других блоков моделирования. Цифровые источники S1 и S2 подключены ко входам, узел с меткой Output является выходом. После выполнения моделирования открывается страница показа данных. Поместим на нее диаграмму Таблица истинности и вставим переменную Output.

Qucs 0.0.9 - Проект: proba

Файл Правка Вставка Проект Инструменты Моделирование Вид Справка

Содержание

Компоненты

цифровые компоненты

Е-

цифровой Инвертор

источник

п-входовое п-входовое

ИЛИ НЕ-ИЛИ

îr

п-входовое п-входовое

И НЕ-И

and.sch

цифровое моделирование

S1 ' Num=1

Output

Oigii.....

Type=TruthTable

OD-

S2

>

-ê—

Y1

Num=2

нет предупреждении 0 :0

Рис. 2. Цифровое моделирование Qucs

На примере простого моделирования на постоянном токе и цифрового моделирования показана возможность имитации стендов с более сложной компоновкой и последовательностью расчетных заданий. Симулятор электрических схеме ОиеБ возможно применять вместо учебных стендов по предметам в области электроники. Организация работ не требует дополнительных затрат.

Библиографические ссылки

1. Материал из Википедии [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Qucs (дата обращения 05.03.2022).

2. Руководство пользователя [Электронный ресурс] URL: http://library.tsilikin.ru/ %D0%A0%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B 2%D0%B0/%D0%9F%D0%9E/Qucs/QucsUserGuide_ru.pdf (дата обращения 05.03.2022).

3. Быстрый старт в аналоговом моделировании [Электронный ресурс] URL: https://qucs-help.readthedocs.io/ru/qucs-0.0.18/start.html (дата обращения 05.03.2022).

4. Быстрый старт в цифровом моделировании [Электронный ресурс] URL: https://stuff. mit.edu/afs/athena/software/qucs/current/docs/ru/start_digi.html (дата обращения 05.03.2022).

5. Моделирование аналоговых электронных схем в программной среде «Qucs» [Электронный ресурс] URL: https://industriya.com/de/files/download/20/c2362aeb (дата обращения 06.03.2022).

© Аврамчиков В. М., Верхотуров К. И., 2022