Рубрика: Електроника
Симулација на електронските кола со помош на LTspice (1): Први чекори со LTspice
Автор: Емилијан Иљоски
Ова е само дел од статијата која во целост е објавена во

Емитер 2/2012.

Нарачајте го овој број или најавете се за да ја прочитате целата статија.


Симулацијата на електронските кола сè повеќе се применува во последните десетина години. Од неа имаат корист и студентите, и проектантите, и ентузијастите. Правилно применета, таа може да ги премости сложените математички пресметки и долготрајните изработки на прототипи и пробни уреди. А може да послужи и како нагледно средство во образовниот процес. Но, со погрешен пристап, симулацијата може да води кон заблуди и погрешни претстави. Овој серијал ќе ве воведе во светот на симулацијата на електронски кола што е неопходна база за врвни дострели во електрониката.

Симулацијата на електронските кола е една од првите симулации направени на сметачка машина. За првпат таа се појавува под кратенката SPICE, во далечната 1973 година, како програма за испитување на издржливоста на електронските уреди од можно јонизирачко зрачење – се разбира за потребите на воената индустрија.
Програмата многу брзо е применета во професионалните кругови, но за една сосема друга намена: симулација на работата на интегрираните кола пред нивното пуштање во производство. Имено, апсолутно е непрактично, мачно и скапо, пред сè, да се прави прототип со дискретни компоненти на некое ново интегрирано коло. Од друга страна, високата цена на фотолитографската постапка и останатите процеси за изработка на едно интегрирано коло, не дозволуваат можност за грешка. Затоа треба колку што е можно повеќе да се елимираат грешките уште при неговото проектирање – оттука потребата од програма за симулација на електронските кола.
Сепак, за потполна интеграција на симулациите на електронските кола со процесите на проектирање на електронските уреди, мораме да причекаме на развојот на персоналните сметачи и првата SPICE програма напишана во програмскиот јазик C кој е поддржан од оперативните системи за персоналните сметачи. Таа програма е позната под ознаката SPICE3, изработена во 1989 година. Воедно, бидејки оваа програма за симулација сосема ја губи својата првобитна намена и прераснува во програма за анализа на електронските кола воопштено, а не само за анализа на интегрираните кола и нивни потсклопови – SPICE прераснува од акроним во општоприфатен поим за симулатор на електронски кола и затоа во понатамошниот текст јас ќе го употребувам зборот "спајс".
Од тогаш па до денес, изработени се многу варијанти на спајс-програми. Денес, најголемите производители на електронски компоненти имаат свои варијанти на спајс-програми и, што е најважно од сè, модели (и модули) за симулација на нивните производи. Тука во прв ред се: Analog Devices со својот симулатор наречен ADICE, Linear Technology со LTspice, Freescale Semiconductor со Mica, Texas Instruments со TISPICE, IBM со PowerSpice, Infineon Technologies со Titan, Intel со Lynx, NXP Semiconductor со Pstar и многу други. Впрочем, спајс е означен како пресвртница и камен-темелник (milestone) во електрониката од страна на IEEE заедно со најголемите откритија на најголемите умови на оваа инженерската гранка какви што се Волта, Тесла или Едисон.
Се разбира, секоја ваква варијанта на спајс си ги глорифицира своите производи и обезбедува обемна библиотека (library) со симулации на нивните производи, а не дава речиси ништо за производите на конкурентите. Често овие библиотеки не се воопшто компатибилни па нема да можеме да ги користиме библиотеките на NXP со TISPICE, на пример. Консистентно решение за оваа појава даваат спајс-програмите на независните производители на софтвер за симулација, какви што се Micro-cap, B2Spice или Orcad Pspice, на пример. Но овие програми не се нималку евтини. На пример, некоја верзија на последната програма достојна за професионална употреба, навистина би го навредила ведриот македонски инженерски дух бидејќи, и добро платениот електроинженер во Македонија, би требало да одвои неколку месечни примања за да обезбеди лиценцирана верзија на истата.
Значи така не оди, како што не оди ниту со пробни (trial) верзии на истите програми кои имаат многубројни ограничувања. Не оди ниту со разбиените, односно "хакирани" верзии. Бидејќи никој не дава ништо за ништо – таквите ќе ви залепат некое колаче (cookie) или некој брзак (torrent), односно секаков замислен и незамислен злобен (malicious) софтвер кој бездруго ќе ги исцрпи ресурсите на вашиот доттогаш "супермоќен" компјутер.
Алтернативно решение е да земете спајс-програма од производителите на електронски компоненти. Тука барем е јасно зошто ви го даваат истиот бесплатно – се разбира за да ги глорифицираат своите производи, а да ги омаловажат производите на соперниците. Така, пробувајќи повеќе вакви спајс-програми, дојдов до заклучок дека LTspice на Linear Technology дава повеќе од другите, првенствено бидејќи можеме да додадеме (import-ираме) достатно библиотеки со модели од соперниците. Се разбира, LTspice има некои други недостатоци за кои ќе зборувам во друга пригода, но, општо земено, тој претставува солидна основа за добар почеток. Дотолку повеќе, бидете убедени – кога ќе научите добро да ракувате со спајс-програма од еден производител, многу лесно ќе можете да се префрлите на спајс од друг производител. Та, повеќето функции ќе бидат исти само што ќе бидат различно разместени по менијата! Затоа, јас ќе се обидам во ова и во наредните продолженија да ви го дадам занаетот, за вие да можете лесно да се снаоѓате и со алтернативните решенија, па дури и кога нема да има струја или, не дај господ ако ви се расипе компјутерот. Впрочем, сите овие симулации се одлична почетна точка за да ги совладате работите до таа мера што потоа навистина нема да ви треба никаков спајс за да бидете брилијантен проектант, вдахновен ентузијаст или извонреден ученик кој повеќекратно ќе го надмине учителот!

Клучни зборови:

Модул за симулација кај LTspice

Ова е само дел од статијата која во целост е објавена во Емитер 2/2012. Нарачајте го овој број за да ја прочитате целата статија, а ако веќе го имате купено електронското издание најавете се за да го прочитате.