- Qucs -
Ziemlich Universeller Schaltungssimulator
Erste Schritte
Qucs (gesprochen: kju:ks) ist ein Schaltungssimulator mit graphischer
Benutzeroberfläche. Das Programm dient der Durchführung
verschiedenartiger Schaltungssimulationen, wie z.B. Gleichspannung,
S-Parameter, etc. Dieses Dokument soll einen kurzen Überblick
über die Nutzung von Qucs geben.
Wenn Qucs zum ersten Mal gestartet wird, wird ein Verzeichnis
mit dem Namen ".qucs" innerhalb des eigenen Heimatverzeichnisses
erzeugt. Jede Datei wird in dieses Verzeichnis oder eines der darin
enthaltenen Unterverzeichnisse gespeichert. Nachdem Qucs gestartet
ist, erscheint das Hauptfenster, das so aussieht wie in Abbildung 1
dargestellt. Auf der rechten Seite befindet sich die
Hauptarbeitsfläche (6), der die zu simulierende Schaltung, die
Graphen, etc. beeinhaltet. Mit den Tabulatorschaltflächen (5)
überhalb dieses Bereiches kann man schnell zu allen weiteren
geöffneten Schaltungen, etc. umschalten. Auf der linken Seite
neben dem Qucs Hauptfensters befindet sich eine weiterer Bereich (1),
dessen Inhalt sich in Abhängigkeit vom ausgewählten
Tabulator-Reiter auf der linken Seite ändert: "Projekte" (2),
"Inhalt" (3) und "Komponenten" (4). Nachdem Qucs gestartet wurde, ist
die Tabulatorschaltfläche "Projekte" vorselektiert. Wenn es das
erste Mal ist, dass Qucs benutzt wird, so ist dieser Bereich leer, da
noch kein Projekt existiert. Durch Betätigung des "Neu"-Knopfes
überhalb dieses Bereiches (1) erscheint ein Dialog. In diesem
Dialog wird der Name des Projektes definiert. Für das erste
Projekt wird der Name "ErstesProjekt" eingegeben und der Dialog mit
Drücken des Knopfes "Ok" verlassen. Daraufhin erzeugt Qucs ein
Projekt-Verzeichnis innerhalb des Verzeichnisses "~/.qucs", für
dieses Beispiel "ErstesProjekt_prj". Jede Datei, die zu diesem
Projekt gehört, wird in diesem Verzeichnis gespeichert.
Das neue Projekt wird unverzüglich geöffnet, was man aus dem
Eintrag des Titels im Hauptfenster entnehmen kann. Die
Tabulatorschaltfläche auf der linken Seite wird auf "Inhalt" (3)
umgeschaltet, wo der Inhalt des gegenwärtig geöffneten
Projekts angezeigt wird. Bis jetzt ist noch kein Dokument erzeugt
worden. Deshalb wird der "Speichern"-Kopf in der Knopfleiste
betätigt oder aus der Menüzeile die Auswahl
"Datei->Speichern", um das gegenwärtig noch unbenannte Dokument zu
speichern, welches im Hauptfenster angezeigt wird (6). Im
nachfolgenden Dialog wird der Name für das Dokument festgelegt.
Als Beispielname wird "ersteSchaltung" eingegeben und der Kopf
"Speichern" betätigt.

Abbildung 1 - Qucs Hauptfenster
Es soll eine einfache Gleichspannungssimulation durchgeführt
werden, z.B. soll die Schaltung aus Abbildung 1 analysiert
werden. Dazu wird die Komponenten-Schaltfläche ( (4) in Abbildung
1) aktiviert. Dort kann man einen Blättertext erkennen, aus dem
die Komponentengruppe ausgewählt wird. Unterhalb des
Blättertextes befinden sich dann die in dieser Gruppe
zusammengefassten Komponenten. Hier wird "diskrete Komponenten" als
Blättertext für das Beipsiel ausgewählt und das Bauteil
"Widerstand" ausgewählt. Durch Bewegen des Mauszeigers in die
Hauptarbeitsfläche (6) kann man die Komponente (hier Widerstand)
plazieren. Das Drücken der rechten Maustaste bewirkt ein
Drehen um jeweils 90° der ausgewählten Komponente. Das
Betätigen der rechten Maustaste hingegen bewirkt ein Absetzen
der ausgewählten Komponente auf der Hauptarbeitsfläche. Der
Vorgang wird anschließend für alle weiteren in Abbildung 1
dargestellten Komponenten durchgeführt. Die DC-Spannungsquelle
kann unter dem Blättertexteintrag "Quellen" gefunden werden, das
Massesymbol unter "diskrete Komponenten" und die gewünschte
Simulationsart wird über die Auswahl des Blättertextes
"Simulationen" und Hinzufügen der Komponente "DC-Simulation" zur
Schaltung gewährleistet. Um die Parameter des Widerstandes zu
verändern erfolgt ein Doppelklick auf diesen. Es erscheint ein
Dialog, in dem der Widerstandswert verändert werden kann. Auf
der rechten Seite wird der Wert 100 Ohm eingegeben und mit "Ok"
bestätigt.
Um die Komponenten miteinander zu verbinden, im Beispiel die
Widerstände und die Spannungsquelle, wird der Kopf "Draht
einfügen" betätigt oder der Menüeintrag
Einfügen->Draht (CTRL-E) ausgewählt. Der Cursor wird auf
einen Port (bei unverbundenen Ports markiert durch kleine rote Kreise)
bewegt. Durch einen Klick auf den Port wird mit einem Draht
begonnen. Jetzt wird der Mauszeiger auf den Port einer weiteren
Komponente bewegt und durch einen Klick wird der Draht verbunden. Die
zwei Komponenten sind nun verbunden. Falls man die Richtung des
Drahtverlaufs ändern möchte, kann man, bevor man einen
weiteren Port anklickt, noch auf die Hauptarbeitsfläche klicken,
um so eine Richtungsänderung bzw. Ecke im Drahtverlauf zu
bewirken. Außerdem kann man ein Draht auch unverbunden enden
lassen. Dazu wird einfach im Hauptarbeitsfenster ein Doppelklick mit
der linken Maustaste durchgeführt.
Zum Schluss, doch nicht weniger wichtig, muss man noch den Knoten
beschriften, an dem Qucs die Spannung berechnen soll. Aus der
Knopf-Leiste wird der Knopf Verbindung-/Knoten-Bezeichnug
einfügen (CTRL-L) (oder man benutzt den Menüeintrag:
Einfügen->Verbindungsbezeichnung). Der zu beschriftende Draht
wird angeklickt. Es öffnet sich ein Dialog, der Name wird
festgelegt. Hier wird "Teilspannung" für das vorliegende
Beispiel eingegeben und die Dialogbox mit "Ok" verlassen. Nun sollte
die Schaltung wie in Abbildung 1 dargestellt, aussehen.
Um die Simulation zu starten, wird der "Simulieren"-Knopf betätigt
(oder Simulation->Simulieren (F2-Taste)). Es öffnet sich ein
Fenster, das den Fortschritt bei der Simulation anzeigt. Nachdem die
Simulation erfolgreich beendet wurde, wird die Datenanzeige
geöffnet. Normalerweise geschieht das so schnell, dass man nur ein
kleines flackern erkennt. Nun muß man ein Diagramm plazieren, um
sich die Simulationsergebnisse graphisch darstellen zu lassen. Auf der
linken Seite befindet sich die Komponenten-Gruppe "Diagramme", welche
automatisch ausgewählt wurde. Durch die Auswahl des Eintrags
"Tabelle" und das Bewegen des Mauszeigers über die
Hauptarbeitsfläche, kann durch einen Klick mit der linken
Maustaste in diese, ein Tabelle plaziert werden. Es erscheint ein
Dialog, in dem ausgewählt werden kann, was aus der Simulation
dargestellt werden soll. In dem linken Bereich kann man den Namen
"Teilspannung" erkennen, den man zuvor definiert hat. Ein Doppelklick
auf den Namen plaziert diesen auf der rechten Seite des Fensters. Der
Dialog wird über die Betätigung des "Ok"-Knopfes
verlassen. Nun kann man das Simulationsergebnis begutachten: 0,666667
Volt. Wunderbar, die erste Simulations ist vollbracht. Man darf sich
nun selber beglückwünschen.
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