[Tool] Qucs 基本教學

軟體：Qucs
官方網站

功能：模擬電路

基本操作

左方行

Projects

建立後的資料夾會被命名為 name_prj

載入的 Project 資料夾必需為此命名格式

用選單列的 Project 操作，可載入、加入檔案(直接複製一份) 等…
預設路徑：C:\Users\使用者\.qucs
可到 File -> Application Settings -> Locations -> Qucs home 修改

Content

Project 內含的檔案

Compoents (擺放時，右鍵可旋轉)

lumped components (常用零件)
sources (電源)
probes (探棒)
transmission lines (傳輸線)
nonlinear components (diode, npn, mos 等…)
verilog-a devices
digital components ( AND, OR, Mux 等…)
file components (自定零件)
simulations (模擬行為)
diagrams (模擬後的圖表)

可放在 sch or dpl

external sim components (外部模擬元件)
paintings (畫圖用)

Libraries

內建現實零件

上方列

Select

ESC
選取

Deactivate/Activate

Ctrl+D
對零件進行 open(紅) / short(綠)

Mirror about X Axis

Ctrl+J
零件對 X 軸鏡象

Mirror about Y Axis

Ctrl+M
零件對 Y 軸鏡象

Rotate

Ctrl+R
旋轉零件

Go into subscript

Ctrl+I
往下一層，通常用於自定零件

Pop out

Ctrl+H
往上一層，通常用於自定零件

Wire

Ctrl+E
畫線

Wire Label

Ctrl+L
對線命名，命名一樣的話，視為連接

Insert Equation

Ctrl+<
插入方程式，也可用來重新命名變數

Insert Ground

Ctrl+G:
插入接地

Insert Port

插入外接 port，用於自定零件

Simulate

F2
模擬，需用 simulations 元件定義行為

View Data Display/Schematic

F4
切換頁面

Set Marker on Graph

Ctrl+B
在圖表插入標記，可用方向鍵移動

小技巧

Positioning -> Set on Grid

Ctrl+U
當零件無法連接線或相接時，可用此功能將零件對準格線

File -> Examples

內建範例

File -> Edit Circuit -> Symbol

F9
設計自定零件外觀

File -> Document Settings...

Ctrl+.
可設定模擬後不自動切換頁面
Grid 的密度

Tools

自動產生 filter、line 特性分析、色阻顏色等…

Simulation -> Calculate DC bias

可顯示電壓在電路上，需搭配 Components -> simulations -> dc simulation

Help

很多操作與資訊可在此找到

Dataset 命名原則

可用於方程式上，但記住模擬後值才是對的
而所有的值皆是 peak 值，除 noise 是在 1Hz bandwidth 的 RMS 值

node.V

位在節點上的 DC 電壓

name.I

位在元件上的 DC 電流，由正流向負，所以 source 元件有時需反向

node.v

位在節點上的 AC 電壓

name.i

位在元件上的 AC 電流，由正流向負，所以 source 元件有時需反向

node.vn

位在節點上的 AC noise 電壓

name.in

位在元件上的 AC noise 電流，由正流向負，所以 source 元件有時需反向

node.Vt

位在節點上的 transient 電壓

name.It

位在元件上的 transient 電流，由正流向負，所以 source 元件有時需反向

S[1,1]

S-parameter 的值

允許的單位 (大小寫有差異)

Ohm

resistance / Ω

time / Seconds

conductance / Siemens

temperature / Kelvin

inductance / Henry

capacitance / Farad

frequency / Hertz

voltage / Volt

current / Ampere

power / Watt

length / Meter
不能單獨使用，會被視為 1e-3，使用範例：1mm

允許的科學符號 (大小寫有差異)

1000 = 1e3 = 1k
dBm

10 · log (x/0.001)

dBm(V)

10 · log (x)

db(V)

1e12

1e−3

1e−6

1e−9

1e−12

1e−15

1e−18

DC simulation

如上圖，畫好模擬電路，加入 dc simulation 元件，按下 F2 模擬，擺放 Tabular 表格
可使用 F8 or Simulation -> Calculate DC bias 標示電壓

零件屬性

對零件連點兩下，即可設定
值可設為變數，如 V2 的電壓或 R2 的阻值

方程式
如上圖，可針對零件的變數進一步給值，如 vdc=V1.U*5

函式可參考 Help -> Help Index -> Short Description of mathematical Functions
設定方式，變數名稱與值設定好後
按下 Add 即可新增，按下 Apply 則是更改原先值

Parameter sweep

Sweep 設定方式

Simulation (指定被掃描的模擬 module)

兩個以上時，需指定一個為主要
例上圖，以 SW1 為主，SW2 為輔，所以 X 軸為 Vce，但有 5 條線 (來自 SW2)

Sweep Parameter (指定變數)
Type

linear (等份切割，例：0~4，間隔為 50m，共 81 點)
logarithmic (對數切割，例：1~100，每 10 的級距內有 5 點，共 10點)
list (列表，指定複數值，用分號隔開)
constant (常數，只能設定一個)

Cartesian 圖設定方式

Data

指定數列 & 畫圖方式 & 畫 Y 軸的位置

Properties

軸的命名 & 對數尺度

Limits

顯示範圍

AC simulation

注意：此時的 AC source 是用 \(\require{enclose} V_m\enclose{phasorangle}{\phi}\) 表示，與 Transient Simulation 不同

如上圖，畫好模擬電路，加入 ac simulation 元件，按下 F2 模擬，擺放 Cartesian 圖表
ac simulation 的 Sweep 設定同之前的 Parameter Sweep，便不再贅述

Transient simulation

注意：此時的 AC source 是用 \(sin(2\pi ft +\phi)\) 表示，與 AC Simulation 不同

如上圖，畫好模擬電路，加入 transient simulation 元件，按下 F2 模擬，擺放 Cartesian 圖表
若要模擬初始狀態，需設定零件初始值，不然會以穩態來模擬

Subcircuit

建立 subcircuit 電路，並設定外部可設定參數，例：abc

port 屬性

Num (第幾根腳)
Type (analog, input, output, inout)，但只在 digital simulation 有意義

自定外觀 F9 or File -> Edit Circuit Symbol
若 paintings 的元件選取無效，可用下方的 search 直接尋找選取

設定外部參數 (連點兩下 File=name 位置)

參數名字，需完全一致，例：abc
預設值
註解(可空白)
種類(可空白)

呼叫零件 Components -> file components -> Subcircuit
點選方塊，設定引用電路
完成，設定需求參數，例：abc=2V

自定元件 EDD (equation defined device)

type

explicit
implicit (未實現)

branches

分支數目 (Max:8)，例：2 => 兩組元件

I1, I2, ..., I8

電流條件，決定 R 的值

Q1, Q2, ..., Q8

電荷條件，決定 C 的值

注意事項

equation 的 V1, V2 等... 指的是 EDD 的端點電壓，I1, I2 等... 則是 EDD 的端點電流，非是指其他零件
無法直接拿走線上的電壓或電流來用，必需是確切的值，像是 V1.U, R1.R 等...

利用 ? : 可定義不同區間的值

I1=V1/((V1<1.0) ? 1000 : (V1<2.0)
? 1000+4000*(V1-1) : (V1<5.0)
? 5000 : ((V1 >=5.0) && (V1<6.0))
? 5000-4500*(V1-5.0) : 500)

參考

QUCS-如何創建「附屬電路」(subcircuit)

子風的知識庫

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