محاكي الدوائر الكهربائية العالمي

برنامج Qucs ( Quite Universal Circuit Simulator ) هو تطبيق برمجي مجاني لمحاكاة الدوائر الإلكترونية، مُرخص بموجب رخصة جنو العمومية (GPL) . يتيح البرنامج إمكانية إنشاء الدوائر بواجهة مستخدم رسومية، ومحاكاة سلوكها في حالات الإشارات الكبيرة والصغيرة والضوضاء. في الأصل، كان Qucs يتألف من برنامج محاكاة الدوائر "qucs-core"، المعروف الآن باسم Qucsator ، وواجهة رسومية لإدخال المخططات ورسمها. استُلهمت أنماط الاستخدام، بالإضافة إلى التركيز على تصميم الترددات الراديوية، من بعض الأدوات التجارية في ذلك الوقت. لاحقًا، أُضيف دعم لمحاكيات أخرى لتغطية لغات VHDL و Verilog ومحركات SPICE إلى حد ما. في هذه المرحلة، كانت كل من الأجهزة والدوائر خاصة بالمحاكي المُستهدف أو إصدارات مُحددة منه. ^{[ 2 ]} على وجه الخصوص، لم يكن Qucsator مبنيًا على SPICE، ولم يحل أي محاكي قائم على SPICE محل Qucsator في أي وقت. في الوقت نفسه، تم تطوير نسخ مُشتقة من Qucs لتلبية احتياجات مُحددة، أبرزها Caneda و Qucs-S .

تُقدّم شركة Qucs اليوم قائمةً من المكونات التناظرية والرقمية، بما في ذلك الدوائر الفرعية، لاستخدامها مع مجموعة متنوعة من برامج المحاكاة. وهي مصممة لتكون أسهل استخدامًا وتعاملًا من برامج محاكاة الدوائر الأخرى مثل gEDA أو PSPICE .

تشمل أنواع التحليل معاملات S (بما في ذلك الضوضاء )، والتيار المتردد (بما في ذلك الضوضاء)، والتيار المستمر ، والتحليل العابر ، والتوازن التوافقي (لم يكتمل بعد)، والمحاكاة الرقمية ( VHDL و Verilog-HDL ) ومسح المعلمات.

يحتوي برنامج Qucs على واجهة رسومية لالتقاط المخططات. ويمكن تمثيل بيانات المحاكاة في أنواع مختلفة من المخططات، بما في ذلك مخطط سميث ، والمخطط الديكارتي، والمخطط الجدولي، والمخطط القطبي ، ومخطط سميث-القطبي المركب، والمخطط الديكارتي ثلاثي الأبعاد، ومنحنى المسار، ومخطط التوقيت، وجدول الحقيقة.

تتضمن الوثائق العديد من الدروس التعليمية والتقارير ووصفًا تقنيًا للمحاكي.

وتشمل الميزات الأخرى حاسبة خط النقل، وتوليف المرشحات ، وأداة مخطط سميث لمطابقة الطاقة والضوضاء، وتوليف تصميم المخفف ، ومدير مكتبة نموذج الجهاز والدوائر الفرعية، ومحسن للتصميمات التناظرية، وواجهة Verilog-A ، ودعم لغات متعددة ( واجهة المستخدم الرسومية ونظام المساعدة الداخلي)، وتسلسل الدوائر الفرعية (بما في ذلك المعلمات)، ومعالجة البيانات اللاحقة باستخدام المعادلات والأجهزة غير الخطية والخطية المحددة رمزياً.

يتكون برنامج Qucs من عدة برامج مستقلة تتفاعل مع بعضها البعض من خلال واجهة مستخدم رسومية.

تُستخدم واجهة المستخدم الرسومية لإنشاء المخططات، وإعداد عمليات المحاكاة، وعرض نتائج المحاكاة، وكتابة كود VHDL، وما إلى ذلك.

برنامج المحاكاة التناظرية، gnucsator، هو برنامج سطر أوامر يُشغَّل بواسطة واجهة المستخدم الرسومية لمحاكاة المخطط الذي قمتَ بإعداده مسبقًا. يقرأ البرنامج ملف قائمة الشبكة المُزوَّد بالأوامر، ويُجري عمليات المحاكاة، ثم يُنتج ملف بيانات. كما يُمكنه أيضًا الإبلاغ عن الأخطاء.

تتضمن واجهة المستخدم الرسومية محرر نصوص يمكنه عرض قوائم الشبكات ومعلومات تسجيل المحاكاة. وهو مفيد لتحرير الملفات المتعلقة بمكونات معينة (مثل قوائم شبكات SPICE أو ملفات Touchstone).

يمكن لتطبيق توليف المرشحات أن يساعد في تصميم أنواع مختلفة من المرشحات.

يمكن استخدام حاسبة خطوط النقل لتصميم وتحليل أنواع مختلفة من خطوط النقل (مثل الميكروستريب والكابلات المحورية).

يُتيح مدير مكتبة المكونات الوصول إلى نماذج لأجهزة حقيقية (مثل الترانزستورات، والديودات، والجسور، ومكبرات العمليات). وعادةً ما تُنفَّذ هذه النماذج باستخدام وحدات ماكرو. ويمكن للمستخدم توسيع المكتبة.

يمكن استخدام تطبيق توليف المخفف لتصميم أنواع مختلفة من المخففات السلبية.

تُستخدم أداة تحويل سطر الأوامر من قِبل واجهة المستخدم الرسومية لاستيراد وتصدير مجموعات البيانات وقوائم الشبكات والمخططات من وإلى برامج التصميم بمساعدة الحاسوب/التصميم الإلكتروني الأخرى. يمكن الاطلاع على تنسيقات الملفات المدعومة ومعلومات الاستخدام في صفحة دليل qucsconv.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لواجهة المستخدم الرسومية التحكم في أدوات تصميم الدوائر الإلكترونية الأخرى. ويمكن إجراء عمليات المحاكاة التناظرية والمختلطة باستخدام برامج محاكاة تقرأ تنسيق قائمة الشبكة Qucsator. أما بالنسبة لعمليات المحاكاة الرقمية البحتة (عبر لغة VHDL)، فيمكن استخدام برنامج FreeHDL ^{[ 3 ]} أو Icarus-Verilog. ولتحسين الدوائر (تقليل دالة التكلفة)، يمكن استخدام برنامج ASCO ^{[ 4 ] .}

يتم توفير الفئات التالية من المكونات:

• المكونات المجمعة ( المقاومات ، والمحاثات ، والمكثفات ، والمضخمات ، ومغيرات الطور، وما إلى ذلك).
• مصادر
• المجسات
• خطوط النقل
• المكونات غير الخطية ( الثنائيات ، الترانزستورات ، إلخ).
• المكونات الرقمية
• حاويات الملفات (مجموعات بيانات المعاملات S، قوائم شبكات SPICE )
• لوحات فنية

يوجد أيضًا مكتبة مكونات تتضمن مكونات قياسية متنوعة متوفرة في السوق (الجسور، والديودات، والمقاومات المتغيرة ، ومصابيح LED ، و JFETs ، و MOSFETs وما إلى ذلك).

يدعم برنامج Qucs نماذج الترانزستور، وبعضها يتطلب إضافته يدويًا. وقد تم اختبار بعضها، ومنها:

• FBH-HBT
• HICUM L0 v1.12
• HICUM L0 v1.2
• HICUM L2 v2.1
• HICUM L2 الإصدار 2.22
• HICUM L2 الإصدار 2.23
• MESFET (Curtice, Statz, TOM-1 and TOM-2)
• SGP (SPICE Gummel-Poon)
• MOSFET
• JFET
• EPFL-EKV MOSFET v2.6.

Qucs-S ^{[ 5 ]} هو نسخة معدلة من Qucs تدعم واجهات المحاكاة الخلفية المتوافقة مع SPICE الخاصة بـ Ngspice وXyce وSpiceOpus، بالإضافة إلى Qucsator. تم إصدار النسخة 2 في 19 أغسطس 2023. ^{[ 6 ]}

• مقارنة برامج تصميم الدوائر الإلكترونية
• قائمة ببرامج محاكاة الدوائر الإلكترونية المجانية

• الموقع الرسمي
• الصفحة الرئيسية لـ FreeHDL
• الصفحة الرئيسية لبرنامج Icarus Verilog، مؤرشفة بتاريخ 15 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine.
• ملفات Win32 الثنائية لـ Qucs و freehdl