Grundfunktionen
RC und CR-Glied
Emitter-Schaltung
Digi-8BitCounter
LC-Glied

Modul Scripte
LC-Line/ElectricLine
Schmidt-Trigger

RealCurrent Scripte
Diode
NPN-Transistor

LaplaceCurrent Scripte
Induktivität/LCParallel
NPN-Transistor
Signal-Quellen/VFO
FIR/IIR Analog-Filter

LaplaceVolt Scripte
Transformator
nichtlin. Transformator
Relais
Doppel-T-Glied
Dynamo/Elektromotor

ComplexCurrent Scripte
Elektrische Leitung

DSelfDef Scripte
Digitale Elemente
FIR/IIR Digital Filter
Differential-Gleichung

SSelfDef Scripte
Voltmeter/Powermeter
Spectrum-Analyser

SigScr Scripte
Zeitfunktionen erstellen

4Pol-Parameter Scripte

Zusammenfassung
Tabellen Basics
Tabellen Extensions

Spezielle Themen
RealTime Simulation
Interactive Simulation
LSA 2
GAiFD
Formel Solver
Graph Manager
FourierTransformation
Störungen
FIR Designer

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ToneSDR2013

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Möchte Euch hier die Software ToneCirc vorstellen, an der ich mehrere Jahre  gearbeitet habe. ToneCirc ist ein Netzwerk-Simulator für elektrische/elektronische Schaltungen. Es können analoge, digitale sowie gemischte Schaltungen analysiert werden. Hervorzuheben ist die Möglichkeit, mit Hilfe einer einfach zu erlernenden Script-Sprache, eigene Elemente zu erstellen.
Diese Software setzt nicht auf Code von PSPICE auf, sondern ist komplett neu entwickelt.
Neu ist auch RealTime- und Interactive Simulation, sowie Groß-Signal-Analyse im Frequenz- Bereich mittels echter Netzwerk-Analyse.
Es werden viele Funktionen zur graphischen Bearbeitung sowie für die Darstellung der Ergebnisse zur Verfügung gestellt, wie in den ScreenShots zu sehen ist.

Weitere Beispiele

Es stehen verschiedene Analyse-Verfahren zur Verfügung:

Statische Analyse (SA)
Ermittelt alle Spannungen und Ströme zum Zeitpunkt 0 (Arbeitspunkt).

Dynamische Groß-Signal-Analyse im Zeitbereich (Dyna, GAiTD)
Berechnet das dynamische Verhalten und stellt es als Zeit-Funktion dar.
Beinhaltet ab Version 2.00 auch RealTime- und InteractiveSimulation.

Kleinsignal-Analyse im Frequenz-Bereich (LSA, LAiFD)
Berechnet für jede Frequenz die linearen Kleinsignal-Vierpol-Parameter, die dann als Funktion der Frequenz in Bode-, Nyquist- oder Smithdiagrammen dargestellt werden können.
Nichtlineare Bauelemente werden dabei durch eine vorgesetzte SA am Arbeitspunkt linearisiert.

Kleinsignal-Analyse im Frequenz-Bereich (LSA2, LAiFD)
Berechnet Spannungs-Spektrum an jedem Knoten in Abhängigkeit von Generator-Signal-Spektren.

Spectrale Analyse
Fouriertransformation der Zeitfunktionen (berechnet mittels Dyna) und Darstellung als Spektrum.

Groß-Signal-Analyse im Frequenz-Bereich (GAiFD) -- Neu, Experimentier-Status
Großsignal-Analyse im Frequenzbereich ist normalerweise nur möglich mittels Dyna und anschließender Fouriertransformation der Ergebnisse. Die GAiFD aber arbeitet wie die LSA im Frequenzbereich und berücksichtigt dennoch das Verhalten nichtlinearer Elemente.

Die wichtigsten Bauelemente stehen intern schon im Programm zur Verfügung.
Hervorzuheben sind die Scripting-Möglichkeiten für externe Elemente. Man kann also eigene Bauelemete-Modelle entwickeln und die Bibliothek beliebig erweitern, mittels einfacher Text-Dateien, ohne Programmierkenntnisse. Diese Elemente werden mit einem Bitmap (MBitmap)
verbunden, um dann im Graphik-Editor komfortabel eingesetzt werden zu können.
Folgende Sachen können gescripted werden: lineare/nichtlineare analoge Elemente, dynamische Elemente, digitale Elemente, Signal-Quellen aller Art, spezielle Scopes, Module, Sensoren, elektromechanische Elemente sowie rechnende Kommentare, Zeitfunktionen und LSA-4Pol-Parameter.
Jedem Script kann auch eine Typ-Datenbank auf Textbasis zugeordnet werden.
Wer Direktzugriff auf ein externes Element wünscht, kann sein Symbol in eine Toolbar einklinken.
Auch vielfältige Dokumentations-Fähigkeiten stehen zur Verfügung.

 


Nun, wer sich mit ToneCirc weiter beschäftigen möchte braucht natürlich eine Bedienungs- anleitung. Arbeitet also bitte unten stehende Punkte von Oben nach Unten schrittweise durch. Ich werde alle Funktionen und Möglichkeiten mit Hilfe von einfachen Schaltungs-Beispielen erläutern.
Parallel dazu wäre es sehr hilfreich das Kapitel wichtige Begriffe zu öffnen.

Erläuterung der Grundfunktionen

RC und CR-Glied
neue Schaltung erstellen, die wichtigsten Ausgabe-Möglichkeiten, wichtige Einstellungen,
Bedienung des Graphik-Editors, Simulation (LSA, Dyna) durchführen, Kommentare,
Funktionen Chart-Fenster

Emitter-Schaltung
Statische Analyse, Circuit-Variable, Ausgaben mit Dynamic-Charts, externe Elemente ein-
fügen, ToolBars für externe Elemente festlegen

Digi-8BitCounter
Ausgabe mit GlobalScope, Kennlinien aufnehmen, Induktivitäten koppeln

LC-Glied
Spektral-Analyse mit FFT, rechnender Comment

Erstellung von Modul-Scripten

LC-Line/ElectricLine
Erstellen einer LC-Kette als Modul-Element, Erstellung ModulBitmap, Circuit-Parameter,
Aufbau Modul-Script, was ist eine GUID

Schmidt-Trigger
Erstellen eines OV-Schmidt-Triggers als Modul-Element, Verwendung von Inner Text,
Circuit-Parameter

Erstellung von Scripten vom Typ RealCurrents

Diode
Modellierung mit dem Typ RealCurrents am Beispiel Diode, 
Simulation des dynamischen Verhaltens

NPN-Transistor
Modellierung mit dem Typ RealCurrents am Beispiel Transistor,
Verwendung innerer Knoten, Simulation des Schalt-Verhaltens

Erstellung von Scripten vom Typ LaplaceCurrents

Induktivität/LC-Schwingkreis
Modellierung mit dem Typ LaplaceCurrents am Beispiel Induktivität und
LC-Parallel-Schwingkreis, Simulation des Schwingkreises

NPN-Transistor
Modellierung dynamischer nichtlinearer Elemente mittels LaplaceCurrents
PreFormeln, innerer Knoten

Signal-Quellen
Modellierung Signalquellen im Allgemeinen,
Modellierung von SinusGenerator, Rechteck-Generator und VCO mittels LaplaceCurrents,
PreFormeln, innere Masse, StateVars, PinOld-Spannung, Simulation VCO

FIR/IIR Analog-Filter
Elemente mit bestimmten Spannungs-Übertragungs-Verhalten modellieren,
IIR-WaveFilter erstellen, Simulation des Filters

Erstellung von Scripten vom Typ LaplaceVolts

linearer Transformator
Modellierung mit dem Typ LaplaceVolts am Beispiel Transformator,
Simulation des dynamischen Verhaltens,
Modellierung Transformator mit Anzapfung
Sensoren scripten am Beispiel magnetfeld-empfindliche Spule

nichtlinearer Transformator
Modellierung nichtlinearer Transformator mit LaplaceVolts, PreFormeln,
Analyse B(I)-Kennlinie, Simulation des dynamischen Verhaltens

Stromgesteuertes Relais mit Hysterese
Modellierung Relais mit LaplaceVolts, PreFormeln, StateVars, PinOld-Strom

Doppel-T-Glied / ElectricLine mit Terminierung
Modellierung Doppel-T-Glied mit LaplaceVolts, Analyse mittels LSA,
Modellierung ELine mit Terminierung, Simulation des dynamischen Verhaltens,
Part-Ströme, innerer Knoten, innere Masse, SnapShot-Funktion

Dynamo / Elektromotor
Modellierung Dynamo / Wechselstrom-Motor / Gleichstrom-Motor / 3Phasen-EMotor
Lösen von Differential-Gleichungen mit PreFormeln, TokenRefDynChart-Symbole (ab V1.23),
Modul-Scripten, PinOld-Ströme, StateVars

Erstellen von DSelfDef-Scripten 

Wichtige Digitale Elemente
Modellierung Nand, RS-FlipFlop, MonoFlop, gesteuerter Schalter,
Test-Simulationen

FIR/IIR Digital Filter
Modellierung S&H, AD-Wandler und FIR-Filter, Filter-Koeffizienten erzeugen, Simulation

Differential-Gleichung
Schreiben Script zum Lösen der nichtlinearen Schwingungs-Gleichung

Erstellen von SSelfDef-Scripten

Voltmeter/Powermeter
Typ MeasureMent: Modellierung Voltmeter, Powermeter, XY-Schreiber, Simulation

Spectrum-Analyser/Kreuz-Korrelation
Typ PostProcessing: Modellierung Spec-Analyser, CrossCorrelation-Analyser, Simulation

Erstellen von SigScr-Scripten

Zeitfunktionen Normal & SignalOfSpectrum
Schreiben von Scripten für Zeitfunktionen, Wurstel-Funktion, Trapez, Gaussian, Rampe,
SignalOfSpectrum-Funktionen, SpecRect-Funktion

Erstellen von 4Pol-Parameter-Scripten

Erläuterung am Beispiel Eingangswellenwiderstand
Entwickeln der Leistungstranfer-Parameter, Simulation Trafo, Leitung, Verstärker

Erstellen von ComplexCurrents-Scripten

Elektrische Leitung
ComplexCurrents-Modell allgemein, Leitungs-Modell erstellen, Simulation

Zusammenfassungen

Tabellen Grundfunktionen
SI-Einheiten-Kürzel, Funktionen Graphik-Editor, Funktionen Chart-Fenster,
mathematische Funktionen/Konstanten für Scripte, rechnender Comment

Tabellen erweiterte Funktionen
LaplaceCurrents, Strom-Term-Matching-Tabelle,
LaplaceVolts, Spannungs-Term-Matching-Tabelle
DSelfDefs, Spezial-Funktionen
SSelfDefs, Spezialfunktionen/Anweisungen für PostProcessing
ComplexCurrents/4Pol-Parameter: Funktionen für Scripte mit komplexwertigen Berechnungen

Spezielle Themen

RealTime Simulation
Optische Elemente, Diskrete/Analoge optische MBitmaps, Open End Simulation, FrameRate,
Beispiel-Simulationen

Interactive Simulation
Interactive Elements, Interactive Vars, Beispiel-Simulationen

LSA2, Kleinsignal-Analyse im Frequenzbereich ohne 4Pol-Reduktion
Beschreibung der LSA2, Analyse-Beispiele

GAiFD, Groß-Signal-Analyse im Frequenzbereich
mathematische Herleitung der GAiFD, Simulation Schalter, Produkt-Mixer, Balance-Mixer,
Transistor-Mixer

Der FormelSolver stellt sich vor
Aufgaben des FormelSolvers, Benutzung des FormelSolver-Dialog's

Der GraphManager stellt sich vor
Wie der GraphManager den Gauss-Algorithmus beschleunigt

FourierTransformation / Wavelet Transformation
FT, IFT, FFT, WFT, WLT,  mathematische Herleitung, Erläuterungen für Anwendung

Störungen
Verbindungen mit Single Line, differenzielle Verbindung, parasitäre Induktivitäten