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t-wj/Circuit-Simulator

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程设小学期的大作业。。。

编译说明

编译环境:Windows 10操作系统,Qt 5.12.0 (MSVC2017 64bit)。

直接打开spice.pro运行即可编译。

其他说明

程序中的元件图片来自Cadence软件,按钮图标来自https://materialdesignicons.com/。程序使用QCustomPlot插件进行图像绘制。

界面

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使用帮助

欢迎使用简易电路仿真器!本程序主要实现了简单电路的原理图构建与仿真分析(包括时域分析、直流分析、交流分析)。

为便于操作,本程序为绝大多数部件提供了鼠标悬停提示气泡,可将鼠标悬停于部件上方以获得简要帮助提示;示例文件在examples文件夹中;程序的具体操作步骤亦可参看程序同一文件夹下的演示视频演示视频.mp4)。

  • 原理图操作

    • 双击主界面右侧元件名栏目中的元件列表项,即可在原理图绘制区域添加一个元件;程序设置了添加“地”快捷键G;可通过元件列表上方的搜索框搜索所需元件。移动鼠标,可将元件移动至合适位置;单击鼠标,即可放置元件。放置过程中,原理图上出现的红色圆圈代表该元件与其相连。

    • 选定元件,双击元件旁的标注对元件名、元件参数进行编辑,亦可通过主界面右下角的参数表格进行编辑。点击主界面上的“旋转”按钮(快捷键R),可旋转该元件。

    • 点击主界面上的“连线”按钮(快捷键W),即可绘制连线。单击确定连线起点,移动鼠标至连线终点,并再次单击,即可完成绘制。若要中途放弃绘制,可按Esc键退出。绘制过程中,原理图上出现的红色圆圈代表连线与其相连。

    • 点击主界面上的“保存”按钮(快捷键Ctrl+S),可保存原理图(文件后缀名.sch)。若当前原理图未被保存过,则程序弹出对话框,以询问保存路径及文件名。

    • 点击主界面上的“新建”按钮(快捷键Ctrl+N),可新建原理图。若当前原理图尚未保存,则程序弹出对话框,以询问是否保存。

    • 点击主界面上的“打开”按钮(快捷键Ctrl+O),可打开原理图,应选择后缀名为.sch的文件。若当前原理图尚未保存,则程序弹出对话框,以询问是否保存。

    • 选定原理图上的部分部件(元件或连线),可对其进行拖动操作;点击主界面上的“剪切”按钮(快捷键Ctrl+X)、“复制”按钮(快捷键Ctrl+C)、“删除”按钮(快捷键DeleteBackspace),可进行选定部件的剪切、复制或删除。

      点击主界面上的“全选”按钮(快捷键Ctrl+A),可选定原理图上的所有部件。

      点击主界面上的“粘贴”按钮(快捷键Ctrl+V),可粘贴剪贴板中的部件,单击鼠标以放置。剪切、复制、粘贴的内容可在两个仿真器程序间传递。

      上述操作亦在原理图的右键菜单中列出。

  • 仿真操作

    点击主界面上的“**运行仿真”**按钮(快捷键F11),可进行仿真。

    • 仿真前,将自动保存原理图,并在同一目录下生成网表文件,名称为[原理图文件名] - netlist.txt
    • 在弹出的“仿真设置”对话框中,可在上方的下拉菜单中选择仿真类型,依照程序提示设置仿真参数,点击“确定”开始仿真。
    • 本程序主要仿真功能
      • 时域分析
      • 直流扫描分析:可指定除地外任意元件的任意参数进行扫描分析,并提供线性、对数(十倍程)扫描两种模式。除主扫描外,还可开启副扫描,确保主、副扫描变量不相同即可。
      • 交流扫描分析:提供线性、对数(十倍程)扫描两种模式,对电路中所有VAC元件的频率进行扫描分析。除主扫描外,还可开启参数扫描
    • 注意:
      • 电路中应避免形成电压源与电感的回路,否则将导致计算失败。
      • 若计算不收敛,尝试将仿真步长调小,或调整电路参数,或将元件管脚以一个较大电阻接地,以解决问题。
  • 仿真结果

    • 仿真结果界面

      界面左侧为输出选项。

      • 上方的输入框为筛选器,可筛选指定变量。

      • 变量列表列出电路中所有变量名称,包括每个元件各个管脚处的电流、电压(交流分析中,还提供了电流、电压的相位)。勾选变量名前的复选框,即可绘制对应图像;可多选

      • 对于时域分析,可在**“横轴变量”**处选择横轴变量(默认为时间time),双击变量列表中的某个变量,即可自动填充至编辑框中;

        编辑框右侧为FFT选项,若勾选,则绘制当前选定变量的FFT分析结果。

      • 底部为坐标形式,可勾选对应坐标轴复选框,将该轴显示为对数坐标

      界面右侧为绘制区,左侧纵轴为电压轴(在交流分析中也可能为相位轴),右侧纵轴为电流轴。

      • 鼠标悬停于图像某区域,滚动鼠标滚轮可实现图像的缩放;鼠标悬停于坐标轴,滚动鼠标滚轮可实现坐标轴缩放。
      • 可用鼠标拖动图像或坐标轴,以改变显示范围。
    • 对于时域分析,程序将各元件各个管脚直流工作点的电压、电流分别以黄、蓝两种颜色进行标记,标记均保留4位有效数字。

About

a simple circuit simulator

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