PartSim:免费在线电路模拟器(教程)

PartSim 是一个基于 Web 的免费在线电路模拟器，它允许您在线创建和模拟电子电路，而无需在您的计算机上安装其他软件。您只需要一条互联网线路，当然，还需要一个互联网浏览器。

没有桌面软件的模拟

电子设计人员可以成功地使用 PartSim。您无需为您的操作系统下载任何兼容的程序。有了它，您可以在线保存您的项目，以便您可以从任何计算机打开它们。内部的 SPICE 模拟器现已成为世界标准，PartSim 使用它来模拟电路和解决方案，包括二极管、晶体管、电阻器和电容器。电流表和电压表仪器分析输出信号的电压、电流和波形，以清楚地了解项目及其运行情况。该站点提供了一些用户可以模拟的电子电路的有趣示例。

PartSim 的第一个电路

在www.partsim.com 上注册并登录后，您就可以创建第一个电路了。平台的主页允许您通过按“新建项目”按钮立即进入新电路的创建，该按钮允许您将电子元件放置在工作表上，如图1所示。 放置电子元件，您只需要在确定它们的类别和相关模型后将它们拖到工作表上即可。操作非常简单。通过在组件的各个端子之间拖动鼠标来实现电气连接。整个环境直观且用户友好。只需单击几下，您就可以移动、删除和旋转电路的不同部分。也可以显示或隐藏网格。

图 1：带有晶体管的放大器电路

这是具有共发射极操作的简单晶体管放大器的方案。为了晶体管的正确极化，它的组件是预先计算的：

• Q1：2N2222 NPN三极管
• R1：2.2-K 电阻
• R2：1-K 电阻
• R3：22-K 电阻器
• R4：10-K 电阻
• R5：33-K 电阻器
• C1：100nF 聚酯电容器
• C2：1μF 电解电容器
• C3：10μF 电解电容器
• V1：5V 电压发生器
• V2：10 mV 和 100 Hz 正弦波信号发生器

网上申请的2N2222三极管的SPICE模型如下：

.MODEL 2N2222 NPN IS =3.0611E-14 NF =1.00124 BF =220 IKF=0.52 VAF=104 ISE=7.5E-15 NE =1.41 NR =1.005 BR =4 IKR=0.24SC25E-20111111111106 =1.3728 RB =0.13 RE =0.22 RC =0.12 CJC=9.12E-12 MJC=0.3508 VJC=0.4089 CJE=27.01E-12 TF =0.325E-9 TR =100E-9

显然，所有现有的电子元件都可以使用，并附带一个 SPICE 模型，该模型可以从数据表中下载。该地址也可以直接从模拟器站点的主页访问。在线应用程序为用户提供了许多非常有用的设计工具。其中之一是生成图表中使用的组件的 BOM 的可能性（参见图 2）。它可以以 XLS 格式导出或上传到平台以接收报价甚至订购组件。BOM 通常报告以下信息：

• 组件参考
• 组件名称
• 价值
• 制造商名称
• 零件号
• 状态
• 描述
• 可能的笔记

图 2：生成 BOM 的可能性对设计师来说是一个非常有用的选择。

创建项目的总体方案后，您可以立即进行模拟（参见图 3）。关于示例图，我们想查看电路输入和输出处的波形，目的是评估放大率。为此，请选择“Probes”选项卡，然后单击两条输入和输出行。模拟提供以下选项：

• 直流偏置
• 直流甜
• 交流分析
• 瞬态响应

仅启用最后一个选项，按“运行”按钮，指定 0 毫秒（开始时间）和 500 毫秒（停止时间）之间的模拟。几秒钟后（取决于服务器的拥挤程度），系统会在指定的两个点显示两个波形。

图3：出入口电路瞬态仿真结果

通过将鼠标移动到两个正弦曲线上，信息窗口上会显示与它们相关的电压。在我们的示例中，放大器的增益率等于：

用户可以选择使用组件的初始条件运行模拟。在这种情况下，考虑到瞬态和充电时间（特别是对于电容器和电感），信号将被再现。然而，在第二种情况下，波形图将涉及满负荷的信号。可以用鼠标放大波形以突出图形的小细节。示意图可以以下列格式之一导出：

• PNG图片
• SVG 图像
• PDF文件

对于PDF模板，用户可以根据文档的尺寸和规格（A4、A3、Legal等）选择以“纵向”或“横向”导出方案。另一个非常有用的选项是生成网表，该文件包含电子电路的所有电气连接。它是根据电气图生成的。与我们的示例方案相关的网表如下：

Ampli01 模拟

Q1 Net1000 Net1002 Net1001 bc547a

R1 Net1003 Net1000 2.2K

R2 Net1001 0 1K

R3 Net1003 Net1002 22K

R4 Net1002 0 10K

C1 Net1002 Net1006 100nF

C2 Net1000 Net1005 1uF

V1 Net1003 0 5V

R5 Net1005 0 33K

V2 Net1006 0 DC (10m) AC (1.0 0) SINE (0 10m 100 0.0S 0.0)

C3 Net1001 0 10uF

.options rshunt = 1.0e12 KEEPOPINFO

.model bc547a NPN BF=400 NE=1.3 ISE=10.3F IKF=50M IS=10F VAF=80 ikr=12m BR=9.5 NC=2 VAR=10 RB=280 RE=1 RC=40 VJE=.48 tr= .3u tf=.5n cje=12p vje=.48 mje=.5 cjc=6p vjc=.7 mjc:.33 isc=47p kf=2f

。控制

操作员

* OP Let 表达式，如果有的话：

写入 Net1000 Net1001 Net1002 Net1003 Net1005 Net1006 I(V1) I(V2)

设置追加写真

破坏一切

.endc

。结尾

外部组件

PartSim 库包含多种模型。可以使用其 SPICE 模型包含任何外部组件。如图 4 所示，添加了一个新晶体管，指定了各种指令。这些参数可以在网络上以及www.datasheets.com 上找到。在包含所有信息后，新组件从图形和功能的角度来看都成为接线图的一个组成部分。

图 4：设计人员可以通过 SPICE 模型使用任何电子元件。

您的项目档案

未来的工作现在在云中。用户保存的所有项目都可以在平台上使用，如图5所示。每个项目都可以打开或删除。可以选择每页显示的项目数量。该列表还显示了所有者的姓名（通过电子邮件）以及上次修改的日期和时间。

图 5：您的项目档案始终在线可用。

结论

PartSim.com 是一个强大的工具，用于在线创建电气和电子电路，并提供各种可用的组件。那些只接受过基本电子培训的人也可以使用它。可以从头开始创建项目或导入以前构建的模型，然后添加许多其他组件。在接下来的文章中，我们将模拟其他电路。

　　审核编辑：汤梓红