इलेक्ट्रॉनिक सर्किट सिमुलेशन
इलेक्ट्रॉनिक सर्किट सिमुलेशन वास्तविक रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरण या परिपथ द्वारा किये जाने वाले व्यवहार को दोहराने के लिए गणितीय मॉडल का उपयोग करता है। सिमुलेशन(अनुकरण) सॉफ्टवेयर परिपथ प्रक्रिया के प्रारूपण के लिए अनुमति देता है, इस प्रकार यह एक अमूल्य विश्लेषण उपकरण है। इसके अत्यधिक परिशुद्ध मान देने के कारण मॉडलिंग क्षमता को कॉलेजों और विश्वविद्यालयों में इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीकज्ञ और इलेक्ट्रॉनिक्स अभियांत्रिकी के विभिन्न कार्यक्रमों में शिक्षा के उद्देश्य से इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स सिमुलेशन सॉफ्टवेयर उपयोगकर्ताओं को सीखने में अनुभव प्राप्त करने के उद्देश्य से एकीकृत कर संलग्न करता है। इस प्रकार से सक्रिय रूप से शिक्षार्थियों को विश्लेषण करने के लिए यह तकनीक संलग्न करती है, सामग्री का संश्लेषण व्यवस्थित और मूल्यांकन करती है और परिणामस्वरूप शिक्षार्थी अपने स्वयं के ज्ञान का विकास भी करते हैं।[1]
वास्तव में इसे बनाने से पहले परिपथ के व्यवहार को सिमुलेशन करने के साथ, त्रुटीपूर्ण डिज़ाइनों को इस तरह से ज्ञात करके और इलेक्ट्रॉनिक्स परिपथ डिज़ाइन के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करके डिज़ाइन दक्षता में काफी सुधार किया जाता है। विशेष रूप से, एकीकृत परिपथ के लिए, टूलींग ( फोटोमास्क ) अत्यधिक बहुमूल्य होता है, ब्रेड बोर्ड एक प्रकार से अव्यावहारिक रूप में कार्य करने लगता हैं और आंतरिक संकेतों के व्यवहार की जांच करना अत्यधिक जटिल हो जाता है। इसलिए, लगभग सभी एकीकृत परिपथ डिजाइन सिमुलेशन पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं। सबसे प्रसिद्ध एनालॉग सिमुलेशन स्पाइस है। संभवत: सबसे प्रसिद्ध डिजिटल सिमुलेशन वैरिलाग (Verilog) और वीएचडीएल (VHDL) पर आधारित हैं।
कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स सिमुलेशन योजनाबद्ध संपादक , अनुकृत इंजन, और ऑन-स्क्रीन तरंग जैसे प्रदर्शन ( जिसे चित्र 1 दिखाया गया है) को एकीकृत करता हैं, जिसके द्वारा डिजाइनर एक नकली परिपथ को तेजी से संशोधित कर सकता हैं और यह भी देख सकता हैं कि आउटपुट पर होने वाले परिवर्तनों का क्या प्रभाव पड़ रहा है। इनमें सामान्यतः व्यापक मॉडल और उपकरण में उपयोग की जाने वाली लाइब्रेरी भी होती हैं। इन प्रारूपों में सामान्यतः आईसी विशिष्ट ट्रांजिस्टर मॉडल जैसे बीएसआईएम, सामान्य घटक जैसे प्रतिरोधक, संधारित्र , (प्रेरण) इंडक्टर और ट्रांसफार्मर , उपयोगकर्ता परिभाषित मॉडल (जैसे नियंत्रित वर्तमान और वोल्टेज स्रोत, या वैरिलाग-ए या वीएचडीएल (VHDL)-एम्स का मॉडल) संयुक्त हैं। मुद्रित परिपथ बोर्ड (पीसीबी) डिज़ाइन के लिए विशिष्ट मॉडलों की भी आवश्यकता होती है, जैसे कि ट्रेस के लिए संचरण लाइन और आईबीआईएस इंटरकनेक्ट मॉडलिंग विशिष्टता मॉडल ड्राइविंग और इलेक्ट्रॉनिक्स प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
प्रकार
चूंकि कठोरता के कारण एनालॉग संकेत इलेक्ट्रॉनिक्स परिपथ सिमुलेशन हैं[2], लोकप्रिय सिमुलेशनों में साधारणतयः एनालॉग और इवेंट द्वारा संचालित डिजिटल सिमुलेशन दोनों संयुक्त होते हैं[3] इसकी क्षमताओं और मिश्रित-मोड को सिमुलेशन के रूप में जाना जाता हैं।[4] इसका यह अर्थ है कि किसी भी सिमुलेशन में ऐसे घटक हो सकते हैं जो एनालॉग, इवेंट संचालित (डिजिटल या प्रतिरूप-डेटा), या दोनों का संयोजन करते हैं। एक संपूर्ण मिश्रित संकेतों के विश्लेषण को एक एकीकृत योजनाबद्ध द्वारा संचालित किया जाता है। मिश्रित-मोड सिमुलेशन में सभी डिजिटल मॉडल के प्रसार का समय और वृद्धि या होने वाली गिरावट की समय देरी का सबसे सही विनिर्देश प्रदान करते हैं।
मिश्रित मोड सिमुलेशन द्वारा प्रदान की गई घटना संचालित कलन विधि (एल्गोरिदम) का सामान्य उद्देश्य है और यह गैर डिजिटल प्रकार के डेटा का समर्थन करता है। उदाहरण के लिए, तत्व डीएसपी फ़ंक्शन या नमूना डेटा फ़िल्टर का सिमुलेशन करने के लिए वास्तविक या पूर्णांक मानों का उपयोग कर सकते हैं। क्योंकि इवेंट संचालित एल्गोरिथम मानक स्पाइस (SPICE) मैट्रिक्स समाधान की तुलना में तेज़ है, यहां परिपथ के लिए सिमुलेशन समय बहुत कम हो जाता है जो एनालॉग मॉडल के स्थान पर इवेंट संचालित मॉडल का उपयोग करते हैं।[5]
मिश्रित मोड सिमुलेशन को तीन स्तरों पर नियंत्रित किया जाता है (ए) जो डिजिटल तत्वों के साथ टाइमिंग मॉडल और बिल्ट-इन 12 या 16 स्टेट डिजिटल लॉजिक सिमुलेशन (बी) सह-परिपथ मॉडल के साथ उपयोग करते हैं, यह एकीकृत परिपथ के वास्तविक ट्रांजिस्टर टोपोलॉजी का उपयोग करता है, और अंत में (सी) इन-लाइन बूलियन बूलियन तर्क के साथ उपयोग करता है।
सबसे सही प्रतिनिधित्व मुख्य रूप से ट्रांसमिशन लाइन और सिग्नल अखंडता की समस्याओं के विश्लेषण में उपयोग किया जाता है जहां एक आईसी के आई/ओ विशेषताओं के करीबी निरीक्षण की जरूरत है। बूलियन लॉजिक एक्सप्रेशन विलंब-रहित फ़ंक्शंस हैं जिनका उपयोग एनालॉग वातावरण में कुशल लॉजिक सिग्नल प्रक्रियाएं प्रदान करने के लिए किया जाता है। ये दो मॉडलिंग तकनीकों की एक समस्या को हल करने के लिए स्पाइस (SPICE) विधि का उपयोग करती हैं जबकि तीसरी विधि, डिजिटल प्राइमेटिव, मिश्रित मोड क्षमता का उपयोग करती हैं। 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। इस प्रकार स्वयं से कोई भी दृष्टिकोण पर्याप्त नहीं होता है।
मुख्य रूप से विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य प्रकार के सिमुलेशन टुकड़े रूपी रैखिक फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं[6] एल्गोरिदम एक एनालॉग (रैखिक) सिमुलेशन का उपयोग करती हैं जब तक कि एक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स स्विच अपनी स्थिति नहीं बदलता। इस समय अगले सिमुलेशन अवधि के लिए उपयोग किए जाने वाले 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 अर्धचालक उपकरण का निर्माण करती है और परिपथ सिमुलेशन साधारणतयः इन विविधताओं को ध्यान में नहीं रखती हैं। ये विविधताएं छोटी हो सकती हैं, लेकिन एक उपयोग में लाने से चिप के आउटपुट में बहुत अधिक परिवर्तन हो सकता है।
तापमान की सीमा को नियंत्रित करने से परिपथ के प्रदर्शन का सिमुलेशन 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:
- परिपथ डिजाइन भाषा
- परिपथलोगिक्स
- ईज़ीईडीए
- ग्नुकाप
- एलटीस्पाइस
- माइक्रो कैप
- Multisim
- एनजीस्पाइस
- एनएल5 परिपथ सिम्युलेटर
- प्लेक्स
- पावरएसिम
- पीएसआईएम सॉफ्टवेयर
- क्यूसीएस
- कृपाण (सॉफ्टवेयर)
- सैपविन
- मसाला
- लक्ष्य 3001!
- टीना (कार्यक्रम)
- टीना-टीआई
- इन्फिनियन डिजाइनर
- येनका
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
