इलेक्ट्रॉनिक सर्किट सिमुलेशन
इलेक्ट्रॉनिक सर्किट सिमुलेशन वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण या सर्किट के व्यवहार को दोहराने के लिए गणितीय मॉडल का उपयोग करता है।
सिमुलेशन सॉफ्टवेयर सर्किट ऑपरेशन के मॉडलिंग के लिए अनुमति देता है और एक अमूल्य विश्लेषण उपकरण है। इसकी अत्यधिक सटीक मॉडलिंग क्षमता के कारण, कई कॉलेज और विश्वविद्यालय इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीशियन और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग कार्यक्रमों के शिक्षण के लिए इस प्रकार के सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स सिमुलेशन सॉफ्टवेयर अपने उपयोगकर्ताओं को सीखने के अनुभव में एकीकृत करके संलग्न करता है। इस प्रकार की बातचीत सक्रिय रूप से शिक्षार्थियों को विश्लेषण करने के लिए संलग्न करती है: सामग्री: सामग्री का संश्लेषण, व्यवस्थित और मूल्यांकन करती है और परिणामस्वरूप शिक्षार्थी अपने स्वयं के ज्ञान का निर्माण करते हैं।[1]
वास्तव में इसे बनाने से पहले सर्किट के व्यवहार को सिम्युलेट करना, दोषपूर्ण डिज़ाइनों को इस तरह से ज्ञात करके और इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट डिज़ाइन के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करके डिज़ाइन दक्षता में काफी सुधार कर सकता है। विशेष रूप से, एकीकृत सर्किट के लिए, टूलींग (फोटोमास्क ) महंगा है, ब्रेडबोर्ड अव्यावहारिक हैं, और आंतरिक संकेतों के व्यवहार की जांच करना बेहद मुश्किल है। इसलिए, लगभग सभी एकीकृत सर्किट डिजाइन सिमुलेशन पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। सबसे प्रसिद्ध एनालॉग सिम्युलेटर स्पाइस है। संभवत: सबसे प्रसिद्ध डिजिटल सिमुलेटर वेरिलोग और वीएचडीएल पर आधारित हैं।
कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स सिमुलेटर एक योजनाबद्ध संपादक , एक सिमुलेशन इंजन, और ऑन-स्क्रीन तरंग प्रदर्शन (चित्र 1 देखें) को एकीकृत करते हैं, जिससे डिजाइनर एक नकली सर्किट को तेजी से संशोधित कर सकते हैं और देख सकते हैं कि आउटपुट पर परिवर्तनों का क्या प्रभाव पड़ता है। इनमें आम तौर पर व्यापक मॉडल और डिवाइस लाइब्रेरी भी होती हैं। इन मॉडलों में आम तौर पर आईसी विशिष्ट [[ ट्रांजिस्टर मॉडल ]] जैसे बीएसआईएम, सामान्य घटक जैसे प्रतिरोधक, कैपेसिटर , इंडक्टर ्स और ट्रांसफार्मर , उपयोगकर्ता परिभाषित मॉडल (जैसे नियंत्रित वर्तमान और वोल्टेज स्रोत, या वेरिलोग-ए या वीएचडीएल-एएमएस में मॉडल) शामिल हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिज़ाइन के लिए विशिष्ट मॉडलों की भी आवश्यकता होती है, जैसे कि ट्रेस के लिए ट्रांसमिशन लाइन ें और आईबीआईएस इंटरकनेक्ट मॉडलिंग विशिष्टता मॉडल ड्राइविंग और इलेक्ट्रॉनिक्स प्राप्त करने के लिए।
प्रकार
जबकि सख्ती से एनालॉग सिग्नल हैं[2] इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट सिमुलेटर, लोकप्रिय सिमुलेटर में अक्सर एनालॉग और इवेंट-संचालित डिजिटल सिमुलेशन दोनों शामिल होते हैं[3] क्षमताओं, और मिश्रित-मोड सिमुलेटर के रूप में जाने जाते हैं।[4] इसका मतलब यह है कि किसी भी सिमुलेशन में ऐसे घटक हो सकते हैं जो एनालॉग, इवेंट संचालित (डिजिटल या नमूना-डेटा), या दोनों का संयोजन हो। एक संपूर्ण मिश्रित सिग्नल विश्लेषण को एक एकीकृत योजनाबद्ध से संचालित किया जा सकता है। मिश्रित-मोड सिमुलेटर में सभी डिजिटल मॉडल प्रसार समय और वृद्धि/गिरावट समय देरी का सटीक विनिर्देश प्रदान करते हैं।
मिश्रित-मोड सिमुलेटर द्वारा प्रदान किया गया ईवेंट संचालित एल्गोरिदम सामान्य है उद्देश्य और गैर-डिजिटल प्रकार के डेटा का समर्थन करता है। उदाहरण के लिए, तत्व डीएसपी फ़ंक्शन या नमूना डेटा फ़िल्टर का अनुकरण करने के लिए वास्तविक या पूर्णांक मानों का उपयोग कर सकते हैं। चूंकि इवेंट संचालित एल्गोरिदम मानक स्पाइस मैट्रिक्स समाधान से तेज़ है, इसलिए सर्किट के लिए सिमुलेशन समय बहुत कम हो जाता है जो एनालॉग मॉडल के स्थान पर ईवेंट संचालित मॉडल का उपयोग करता है।[5] मिश्रित-मोड सिमुलेशन को तीन स्तरों पर नियंत्रित किया जाता है; (ए) आदिम डिजिटल तत्वों के साथ जो टाइमिंग मॉडल और बिल्ट-इन 12 या 16 स्टेट डिजिटल लॉजिक सिम्युलेटर का उपयोग करते हैं, (बी) सबसर्किट मॉडल के साथ जो एकीकृत सर्किट के वास्तविक ट्रांजिस्टर टोपोलॉजी का उपयोग करते हैं, और अंत में, (सी) इन- लाइन बूलियन तर्क अभिव्यक्तियाँ।
सटीक प्रतिनिधित्व मुख्य रूप से ट्रांसमिशन लाइन और सिग्नल अखंडता समस्याओं के विश्लेषण में उपयोग किए जाते हैं जहां आईसी के आई / ओ विशेषताओं के करीबी निरीक्षण की आवश्यकता होती है। बूलियन लॉजिक एक्सप्रेशन विलंब-रहित फ़ंक्शंस हैं जिनका उपयोग एनालॉग वातावरण में कुशल लॉजिक सिग्नल प्रोसेसिंग प्रदान करने के लिए किया जाता है। ये दो मॉडलिंग तकनीक एक समस्या को हल करने के लिए SPICE का उपयोग करती हैं जबकि तीसरी विधि, डिजिटल प्राइमेटिव, मिश्रित मोड क्षमता का उपयोग करती है। इन विधियों में से प्रत्येक के अपने गुण और लक्ष्य अनुप्रयोग हैं। वास्तव में, कई सिमुलेशन (विशेषकर वे जो ए/डी तकनीक का उपयोग करते हैं) तीनों दृष्टिकोणों के संयोजन के लिए कहते हैं। अकेले कोई भी दृष्टिकोण पर्याप्त नहीं है।
मुख्य रूप से बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग किए जाने वाले एक अन्य प्रकार के सिमुलेशन टुकड़े-टुकड़े रैखिक कार्य का प्रतिनिधित्व करते हैं[6] एल्गोरिदम ये एल्गोरिदम एक एनालॉग (रैखिक) सिमुलेशन का उपयोग करते हैं जब तक कि एक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स स्विच अपनी स्थिति नहीं बदलता। इस समय अगले सिमुलेशन अवधि के लिए उपयोग किए जाने के लिए एक नए एनालॉग मॉडल की गणना की जाती है। यह पद्धति सिमुलेशन गति और स्थिरता दोनों को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है।[7]
जटिलताएं
प्रक्रिया भिन्नता तब होती है जब डिज़ाइन सेमीकंडक्टर डिवाइस निर्माण होता है और सर्किट सिमुलेटर अक्सर इन विविधताओं को ध्यान में नहीं रखते हैं। ये विविधताएं छोटी हो सकती हैं, लेकिन एक साथ लेने से चिप के आउटपुट में काफी बदलाव आ सकता है।
तापमान रेंज के माध्यम से सर्किट के प्रदर्शन को अनुकरण करने के लिए तापमान भिन्नता को भी मॉडल किया जा सकता है।
यह भी देखें
अवधारणाएं:
- गांठदार तत्व मॉडल
- आइसोमोर्फिज्म#सिस्टम आइसोमोर्फिज्म
- ट्रांजिस्टर मॉडल
एचडीएल:
- वीएचडीएल
- वेरिलोग
- सिस्टम वेरिलोग
सूचियाँ:
सॉफ़्टवेयर:
संदर्भ
- ↑ "Disadvantages and Advantages of Simulations in Online Education". Archived from the original on 2010-12-16. Retrieved 2011-03-11.
- ↑ Mengue and Vignat, Entry in the University of Marne, at Vallee
- ↑ Fishwick, P. "Entry in the University of Florida". Archived from the original on 2000-05-19.
- ↑ Pedro, J; Carvalho, N. "Entry in the Universidade de Aveiro, Portugal" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-02-07. Retrieved 2007-04-27.
- ↑ L. Walken and M. Bruckner, Event-Driven Multimodal Technology Archived 2007-05-05 at the Wayback Machine
- ↑ P. Pejovic, D. Maksimovic, A new algorithm for simulation of power electronic systems using piecewise-linear device models
- ↑ J. Allmeling, W. Hammer, PLECS piece-wise linear electrical circuit simulation for Simulink
