【高周波回路】QucsStudioが便利??!オペアンプ・バラン・マッチングなど【シミュレーション】

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計測器設計をしていて。。QucsStudio

KiCADにも、電子回路用の計算機がついていたり、SPICEでシミュレーションできたり、もちろん、LtSpiceでシミュレーションできるんですが。。定数を作っていくとか、オペアンプ使い慣れていないと、めんどくさい。

今は、Analog Devices やTexas Instrumentsでもいろいろな設計支援ツールがあります。

https://www.analog.com/jp/design-center/design-tools-and-calculators.html
設計ツールとシミュレーション | 設計リソース | TIJ.co.jp
TI 設計ツール、シミュレータ、モデル・ライブラリでエンド・ツー・エンドのサポートが提供されているため、製品選択から量産まで速やかに移行できます。

これらと、LtSpiceとか使いながらやってたんですが。。

でも、それぞれの製品がメインなので。。部品を選びながらすると、相互に使えなかったりするのが面倒。。

あと、バランとか・・フィルターとか・・そういうものの設計が、簡単にできないかな?と。。思ってた所に便利なQucsStudioってツールを下記HPで見つけました。

高周波回路シミュレータ「QucsStudio」の導入方法(無料)|EMC村の民
高周波用の回路シミュレータ「QucsStudio」。回路シミュレータと聞くとハードルが高いように感じるかもしれませんが、

ありがとうございます。先人の知恵は有効に使います! ちょっと見てみましょう

QucsStudio

メインのページはこちら

QucsStudio Homepage

ダウンロードはこちらから

QucsStudio Homepage

QucsStudio‐4.4.2.zipをダウンロードして、展開して、qucs.exeをクリックするとWindows10だと実行しますか?って出てくるけど。。実行しますを選ぶと動きます。

インストールの仕方、簡単な使い方はこちらで見るといいです。

高周波回路シミュレータ「QucsStudio」の導入方法(無料)|EMC村の民
高周波用の回路シミュレータ「QucsStudio」。回路シミュレータと聞くとハードルが高いように感じるかもしれませんが、

何できそうか?

現在、次のアプリケーションがサポートされています。

100を超える回路コンポーネント:
すべての一般的な一括、RFおよびデジタルコンポーネント、
マイクロストリップ、コプレーナおよびストリップライン要素、
SGP、Statz、TOM3、HICUM、JFET、MOSFETモデル、
ダイオード、フォトダイオード、トンネルダイオード、SCR、トライアック、ダイアック、オペアンプモデル、
ユーザー定義のコンポーネント(時間、周波数、混合ドメイン)
他の多くの..。
DC分析
AC分析(ノイズ分析を含む)
sパラメータ解析(ノイズパラメータ計算を含む)
過渡解析(定期的な定常状態シミュレーションを含む)
ハーモニックバランス分析(大信号ACおよびノイズ分析を含む)
システムシミュレーション
パラメータスイープ、強力な最適化アルゴリズム、公差分析、スライダーによる手動調整

方程式で定義されたコンポーネント(電圧または周波数に依存)、Laurent LemaitreによるADMS
を使用したVerilogA 、MinGWコンパイラ を使用したC / C ++を使用したユーザーコンポーネントの作成
StephenWilliamsによるICARUSを使用したVerilogでのデジタルシミュレーション
TristanGingoldによるGHDLを使用したVHDLでのデジタルシミュレーション
PCBの電磁界シミュレーション
Koen DeVleeschauwerによるhyp2matを使用したHyperLynx形式のPCBレイアウトのインポート
使用しPCBレイアウトとガーバービューアのkicadをでのkicadチーム
John W. Eaton etal。によるOctaveを使用した数値データ処理。
RF伝送ライン計算機:
シングルおよび結合マイクロストリップライン、
シングルおよび結合コプレーナ導波路、
シングルおよび結合ストリップライン、
同軸伝送ライン
長方形導波管
ツイストペア
フィルター合成(LCラダー、マイクロストリップ、アクティブフィルター、ダイプレクサーなど)
減衰器の合成(抵抗性のパイ、ティー、ブリッジティー、スプリッタートポロジー)
インダクタンスと静電容量のコンポーネント設計者
GPIBデバイス制御
SPICEおよびTouchstoneファイルのインポート
すべてのモデルとシミュレーションの種類の技術文書
ドイツ語と英語のサポート
HTMLファイルの表示(例:ドキュメント用)

回路設計のツールとしては、SPICE、KiCADとファイル交換できそうですし、高周波というか、アナログ回路ではSパラメータ解析ができるのが、面白そうですね。

Exampleを実行する場合

ここにExampleがあります。どの例も、.qucs の拡張子です

QucsStudio Homepage

これは、全部、Package化されているので、展開すると、Projectに追加されます。

Project Extract Package.. です。

この例難しすぎるかも(笑)

でも、octaveもCもC++もコンパイルできるの面白い。 octaveで定義したフィルタとかを模擬してシミュレーションもしてくれるようです。

Filter Tool でOpe ampの回路を作る

Tools にFilter synthesisというのがあって、これを、選ぶと

Filter Synthesisのポップアップが出てくる。

ここでは、とりあえず、Realization を Activeとして、バターワースの5次バンドパスフィルター、1M~2Mを作るとして、Calculate and put into Clipboardを押す。

そして、新しいSchematicsに、ペーストして、そのまま、Simulateかけると。。AC解析がされて、1M~2Mで、バンドパスになってるのがわかる。

簡単に回路かけますね(笑)でも、これだと使い物にならないかも。。Rはすごい細かい値だし。。オペアンプは理想オペアンプだからねぇ~

これをSpiceで計算し直せたら。。楽なんだけどなぁ~

LtSpiceでの計算と比較

とりあえず、LowpassFilterをQucsで作り

これを、LtSpiceで作り直してみる。Opeampは、単電源でも動くAD4891を使ってみる

まぁ、だいたい特性は出てますね。でも。。こんな抵抗値ないもんなぁ~(笑)

Toolで使えそうなのは、マッチング回路の計算くらいかな?

こっちの方がいいかな?

(サンプル)オペアンプ多重帰還型ローパス・フィルタ計算ツール

ここにもツールがあって、こっちは、抵抗値とか系列を選べるので、こっちのほうが良さそう(笑)

技術系ツール

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