කුළුබඩු: ප්රාථමික ගතිකතාවයන්, යෙදුම් සහ වාසි
2024-09-10 1492

බර්ක්ලි හි කැලිෆෝලි විශ්ව විද්යාලයේ කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ සංවර්ධනය කරන ලද කුළුබඩු වැඩසටහන (ඒකාබද්ධ පරිපථ අවධාරණය සහිත), කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ දී, ආසන්න වශයෙන් 100 MHz දක්වා ඇනලොග් පරිපථවල අනුකරණය කිරීම නිසා විද්යුත් නිර්මාණයේ විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කරයි.අතථ්ය අනුකරණයන් තුළින් පරිපථ සැලසුම් වල විභව ගැටළු පුරෝකථනය කිරීමට සහ ආමන්ත්රණය කිරීම සඳහා ඉංජිනේරුවන්ට මෙම මෙවලම ඉඩ ලබා දේ.අනුකරණය කරන ලද ප්රති come ල මත පදනම් වූ ගතික හා ක්රියාකාරී සැලසුම් ගැලපීම් සඳහා පහසුකම් සැපයීම මගින් කුළුබඩු මඟින් පරිපථ හැසිරීම් පිළිබඳ පුළුල් අවබෝධයක්, නිෂ්පාදනයට පෙර කාර්ය සාධනය ප්රශස්ත කිරීම.ඉලෙක්ට්රොනික් කර්මාන්තයේ මෙම මූලික කාර්යභාරය න්යායාත්මක සැලසුම් සහ ප්රායෝගික යෙදුම් අතර වාස්පර පාලමක් සිදු කරයි.

නාමාවලිය

රූපය 1: ඒකාබද්ධ පරිපථ අවධාරණය සහිත කුළුබඩු වැඩසටහන) දළ විශ්ලේෂණය

කුළුබඩු යනු කුමක්ද?

කුළුබඩු යනු විද්යුත් නිර්මාණයෙහි විප්ලවීය වෙනසක් ඇති කරන විවෘත මෘදුකාංග මෙවලමකි.කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ දී, කුළුබඩු, ඇනලොග් පරිපථ අනුකරණය කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන අතර, පරිපථ විවිධ තත්වයන් යටතේ හැසිරෙන ආකාරය ඉංජිනේරුවන්ට උපදෙස් දී විශ්ලේෂණය කරයි.ඩීසී සමඟ පරිපථ සමඟ පරිපථ සමඟ පරිපථ සමඟ පරිපථ සඳහා පරිපථ, සරල මෝස්තරවල සිට මධ්යම මෝස්තර වලින් සෑම දෙයක්ම හැසිරවීම, ඉහළ සංකීර්ණ වර්ග 100 ක් දක්වා ඉහළ නැංවීම.

කුළුබඩු පරිණාමය

1973 දී බර්ක්ලි විශ්ව විද්යාලයේ කැලිෆෝලි විශ්ව විද්යාලයේ ප්රථම වරට සංවර්ධනය කරන ලද කුළුබඩු පරිණාමය වී ඇත්තේ මුල් දිනවල සිට, ඉලෙක්ට්රොනික අනුකරණයේ + OL වෙත කදිමයක් බවට පත්වේ.මුලදී ලියන ලද ෆෝට්රාන්හි, විද්යාත්මක පරිගණකකරණයේ ශක්තිය දැනෙන ක්රමලේඛන භාෂාවක්, කුළුබඩු නිර්මාණය කර ඇත්තේ සංකීර්ණ දත්ත සැකසුම් කාර්යයන් හසුරුවා ඇති කාලයේ ප්රධාන රාමු පරිගණක සමඟ වැඩ කිරීම සඳහා ය.ගණනය කිරීමේ තාක්ෂණය ලෙස, කුළුබඩු ද අනුවර්තනය විය.එක් ප්රධාන සන්ධිස්ථානයක් වූයේ Spice2g.6 මුදා හැරීමයි. සී ක්රමලේඛන භාෂාවෙන් නැවත ලිවීම වේගවත් සැකසුම් වේගයකින් සහ සමාන්තර පරිගණකකරණය සඳහා වඩා හොඳ සහාය ලබා ගැනීමයි.

මෙම සංක්රාන්තිය කේතීකරණ භාෂාවලින් මාරුවීමකට වඩා සලකුණු කර ඇති අතර එය පරිගණකයේ බලයේ වේගවත් වර්ධනය හා තාක්ෂණික අවශ්යතා වෙනස් කිරීම පෙන්නුම් කරයි.වසර ගණනාවක් පුරා, කුළුබඩු වල සෑම නව අනුවාදයක්ම එහි හැකියාවන් පුළුල් කර ඇති අතර එහි විශ්ලේෂණාත්මක නිරවද්යතාවය සහ පරිශීලක අතුරුමුහුණත දෙකම වැඩිදියුණු කර තිබේ.මෙම වැඩිදියුණු කිරීම් වඩාත් විවිධාකාරව, පුළුල් පරාසයක පරිපථ අනුකරණයන් හසුරුවන්නට ඉඩ සලසමින් විවිධ කර්මාන්ත හරහා ඉංජිනේරුවන් සඳහා මෙවලමක් බවට පත්විය.

භාවිතයේ ඇති කුළුබඩු භාවිතා කිරීම අන්තර්ක්රියාකාරී හා ක්රියාකාරී ක්රියාවලියකි.සමාකරණ ප්රති .ල වලින් ප්රතිපෝෂණ මත පදනම්ව ඉංජිනේරුවන් ඔවුන්ගේ පරිපථ සැලසුම් දිගින් දිගටම පිරිපහදු කරති.මෙම අත් ප්රබන්ධය භෞතික මූලාකෘතිකරණයට යාමට බොහෝ කලකට පෙර තනි සංරචක සහ පරාමිතීන් තත්ය කාලීනව සකස් කිරීමට ඔවුන්ට ඉඩ සලසයි.එවැනි ක්රියාකාරී විශ්ලේෂණයන් විසින් සැලසුම් ප්රශස්ත කිරීමට පමණක් නොව, පරිපථ යම් ආකාරයකින් හැසිරෙන්නේ මන්දැයි පිළිබඳ අවබෝධය ද ගැඹුරු කරයි.විද්යුත් සැලසුම් හා නවෝත්පාදනය පිළිබඳ සීමාවන් තල්ලු කිරීම සඳහා මෙම තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය මිල කළ නොහැකි ය.

කුළුබඩු අයදුම්පත

රේඛීය AC, රේඛීය නොවන ඩීසී සහ අස්ථිර විශ්ලේෂණය ඇතුළුව විවිධ වර්ගයේ පරිපථ විශ්ලේෂණයක් සඳහා කුළුබඩු විද්යුත් භාවිතයේ ප්රධාන අංගයක් ඇත.විවිධ මෙහෙයුම් තත්වයන් යටතේ පරිපථ සිදු කරන ආකාරය ඉංජිනේරුවන්ට ඇගයීමට ලක් කිරීමට මෙම ක්රම උපකාරී වේ.Kirchoff 'නීති සහ නවීකරණය කරන ලද සංඛ්යා විශ්ලේෂණය භාවිතා කිරීමෙන් කුළුබඩු න්යායාත්මක ආකෘති අත්හදා බැලීමේ දත්ත සමඟ ඒකාබද්ධ කරයි, නිවැරදි අනුකරණ සඳහා ඉඩ සලසයි.විත්තිකරුවන්, ධාරිත්රක සහ ප්රේරක වැනි මූලික මූලද්රව්යයන්ගෙන්, ඩියෝඩ්, ට්රාන්සිස්ටර සහ විදුලිබල ප්රභවයන් වැනි උසස් මූලද්රව්ය වැනි මූලික මූලද්රව්යයන්ගෙන් ඉංජිනේරුවන්ට පුළුල් පරාසයක සංරචකයක් නිරූපණය කළ හැකිය.

ප්රායෝගිකව, කුළුබඩු සැලසුම් ක්රියාවලිය පරීක්ෂා කිරීම සහ පිරිපහදු චක්ර සරල කිරීම මගින් පරිවර්තනය කරයි.ඉංජිනේරුවන් ඔවුන්ගේ පරිපථ සැලසුම් කුළුබඩු වලට ආදානය කරන අතර පරිපථ විවිධ තත්වයන් යටතේ හැසිරෙන ආකාරය අනුකරණය කරයි, ප්රති .ල මත පදනම්ව සංරචක සහ වින්යාසයන් සකස් කිරීම.අථත්ය සැකසුමක ඉක්මණින් පරීක්ෂා කිරීම සහ ට්වීක් මෝස්තර කිරීමට ඇති මෙම හැකියාව අඩු කරයි, නිරවද්යතාවය වැඩි දියුණු කරන අතරතුරදී ශාරීරික මූලාකෘති අවශ්යතාවය අඩු කරයි.පුද්ගලික පරිගණකවල කුළුබඩු ලබා ගැනීම, විශේෂයෙන් pspice® වැනි මෙවලම් හරහා, මෙම ප්රබල වාසස්ථාන වඩාත් ප්රවේශ විය හැකි, නවීන ඉලෙක්ට්රොනික සැලසුම් කිරීමේ කාර්ය ප්රවාහයට කුළුබඩු සහිත කුළුබඩු.

රූපය 2: විද්යුත් කර්මාන්තය හරහා කුළුබඩු බහුලව භාවිතා වේ

කුළුබඩු වල උපාංග ආකෘති නිර්මාණය

විද්යුත් සංරචකවල තාත්වික හැසිරීම ප්රතිවර්තනය කරන සවිස්තරාත්මක ආකෘති නිර්මාණය කිරීම සඳහා කුළුබඩු විශේෂයෙන් වටී.මෙම ආකෘති ඉදිකර ඇත්තේ න්යායාත්මක අවබෝධය සහ ආනුභවික දත්ත සංයෝජනයක් භාවිතා කරමිනි.අස්ථිර විශ්ලේෂණය, ඩීසී විශ්ලේෂණය, කුඩා සං signal ා ඒසී විශ්ලේෂණය සහ ශබ්ද විශ්ලේෂණය ඇතුළු විශ්ලේෂණ ක්රම පරාසයක කුළුබඩු සහාය වේ.සෑම ක්රමයක්ම පරිපථ ක්රියාකාරීත්වය පිළිබඳ අද්විතීය අවබෝධයක් සපයන අතර නිෂ්පාදනයට යාමට පෙර ඉංජිනේරුවන්ට උපකාර කිරීම සහ ඒවායේ නිර්මාණ කිරීමට පෙර ඔවුන්ගේ නිර්මාණ ප්රශස්ත කිරීම.

කුළුබඩු භාවිතා කිරීමේ ක්රියාවලිය අතිශයින්ම අන්තර්ක්රියාකාරී හා ක්රියාකාරී ය.ඉංජිනේරුවන් අනුකරණ ධාවනය කිරීමෙන් ඔවුන්ගේ පරිපථ මෝස්තර පරීක්ෂා කර ඔවුන්ගේ ආකෘතීන් ශෝධනය කිරීම සහ කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ප්රතිපෝෂණය භාවිතා කිරීම.මෙම අතින් ප්රවේශය මඟින් එක් එක් සංරචකය සමස්ත සැලසුමට බලපාන ආකාරය ගවේෂණය කිරීමට ඉංජිනේරුවන්ට ඉංජිනේරුවන්ට ගවේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.කුළුබඩු වල සවිස්තරාත්මක ආකෘතිකරණ හැකියාවන් තනි පරිපථ පුවරු සහ PCBs සැලසුම් කිරීමට පමණක් නොව වඩාත් සංකීර්ණ පද්ධති වලංගු කිරීම් සඳහාද ඉඩ දීම පමණක් නොව.මෙම විස්තීර්ණ ප්රවේශය අවසාන නිෂ්පාදනයේ විශ්වසනීයත්වය සහ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි.

ඉලෙක්ට්රොනික් ඔබ්බට ගිය කුළුබඩු දිගු කිරීම

කුළුබඩු තවදුරටත් ඉලෙක්ට්රොනික පරිපථ අනුකරණය කිරීම සඳහා මෙවලමක් නොවේ;තාප හා විද්යුත් යාන්ත්රික ක්රියාවලීන් වැනි විදුලි නොවන පද්ධති ආදර්ශනය කිරීම සඳහා එහි හැකියාවන් පුළුල් වී තිබේ.විදුලි හා විදුලි නොවන සංරචක අතර විවරයන් ඇඳීම මගින් මෙය කළ හැකිය.නිදසුනක් වශයෙන්, තාපය ධාරිතාව විදුලි ධාරිතාවයකින් සංසන්දනය කිරීමෙන් තාප පද්ධති කුළුබඩු වල ආකෘතිකරණය කළ හැකිය.මෙම ප්රතිසමීන් සමඟ, කුළුබඩු මගින් උපාංගවල තාප හැසිරීම් අනුකරණය කිරීම, තාප කළමනාකරණය පිළිබඳ වටිනා අවබෝධයක් ලබා දීම සහ සිසිලන පද්ධතිවල කාර්යක්ෂමතාව.කාර්ය සාධනය පවත්වා ගැනීම සඳහා effective ලදායී තාප විසුරුවා හැරීම effective ලදායී වන අතර Zy න ලෙස ඇසුරුම් කර ඇති ඉලෙක්ට්රොනික සංරචක සමඟ ගනුදෙනු කිරීමේදී මෙය විශේෂයෙන් effective ලදායී වේ.

මෝටර් රථ ධාවකවල සිටින යාන්ත්රික සංරචක වැනි යාන්ත්රික සංරචක සමාන විදුලි ආකෘති බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් කුළුබඩු මගින් විද්යුත් යාන්ත්රික විද්යා පද්ධති අනුකරණය කළ හැකිය.මෙමඟින් ඉංජිනේරුවන්ට තනි, සංයුක්ත රාමුවක් තුළ විදුලි හා යාන්ත්රික ක්රියාකාරිත්වය විශ්ලේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.පරාමිතීන් සකස් කිරීම සහ සමාකරණ ධාවනය කිරීමෙන් ඉංජිනේරුවන්ට මෝටර් හෝ සමාන පද්ධති පිරිපහදු කළ හැකි අතර, විද්යුත් හා යාන්ත්රික අංශ දෙකම අන්තර්ක්රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ පුළුල් අවබෝධයක් ලබා ගත හැකිය.

රූපය 3: කුළුබඩු සිමියුලේටර් පරිපථය

තාප හා විද්යුත් යාන්ත්රික පද්ධති වලින් ඔබ්බට, කුළුබඩු වල නම්යශීලී බව විද්යුත් චුම්භක ආකෘති නිර්මාණය හා ක්ෂුද්ර ජැෆිඩික් වැනි ක්ෂේත්ර සඳහා විහිදේ.විද්යුත් චුම්භක ආකෘතිකරණයේ, කුළුබඩු සහ චුම්බක ක්ෂේත්ර සංරචක සමඟ අන්තර් ක්රියා කරන ආකාරය, ඉංජිනේරුවන්ට වඩාත් කාර්යක්ෂම හා ශක්තිමත් උපකරණ සැලසුම් කිරීම.ක්ෂුද්ර ජොලින් ඩොලුයිඩික්ස් හි, ස්පයිස් විසින් විද්යාගාර ඔන්-චිප් උපාංගවල දක්නට ලැබෙන කුඩා නාලිකා වල තරල ගතිකතාවයන් පුරෝකථනය කිරීම සඳහා විදුලි හාඩින් ගස් භාවිතා කරයි.විවිධ තත්වයන් යටතේ වැරදි හැසිරීම ආකෘතිකරණය කිරීමෙන් ඉංජිනේරුවන්ට වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් සඳහා මෙම පද්ධති ප්රශස්ත කළ හැකිය.

මෙම විවිධාකාර යෙදුම් සාම්ප්රදායික ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ ඉක්මවා යන සමාකරණයක් ලෙස කුළුබඩු වල බහුකාර්යතාව ඉස්මතු කරයි.තාප කළමනාකරණය, යාන්ත්රික පද්ධති, විද්යුත් චුම්භක අන්තර්ක්රියා හෝ තරල ගතික අනුකරණය කිරීම, කුළුකුරුන්ට එක්සත් වී ඇති ඕනෑම වේදිකාවක් සහිත ඉංජිනේරුවන්ට ඉංජිනේරු හි බහු ක්ෂේත්ර හරහා එහි වටිනාකම වැඩි කරයි.

කුළුබඩු වල ප්රතිලාභ සහ සීමාවන්

කුළුබඩු ප්රබල අනුකරණයන් ප්රමිතික හැකියාවන් සහ පිරිවැය-effectiveness ලදායීතාවය සඳහා අධ්යයන හා වෘත්තීය කවයන් දෙකෙහිම ඉතා ඉහළින් සලකනු ලැබේ, එය පරිපථ නිර්මාණය සඳහා කර්මාන්ත සම්මත මෙවලමක් බවට පත් කරයි.එහි එහි පුළුල් භාවිතය විදුලි හා ඉලෙක්ට්රොනික ඉංජිනේරු වැඩසටහන් වල අනාගත ඉංජිනේරුවන් පුහුණු කිරීමේදී එහි වැදගත්කම ඉස්මතු කරයි.ප්රායෝගික සමාකරණ අභ්යාස තුළින් සිසුන් සහ වෘත්තිකයන් පරිපථ හැසිරෙන ආකාරය පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් ලබා ගනී, ඔවුන්ගේ ගැටළු විසඳීමේ කුසලතා සහ තාක්ෂණික දැනුම වැඩි දියුණු කිරීම.

කුළුබඩු පරිපථ විශ්ලේෂණයේ විශාල නම්යශීලී බවක් සහ ගැඹුර ලබා දෙන අතර, පරිපථයේ පරාමිතීන් සහ වින්යාසය අනුව සමාකරණවල සංකීර්ණත්වය වෙනස් විය හැකිය.වඩාත් සංකීර්ණ හෝ සාම්ප්රදායික නොවන මෝස්තරට උසස් දැනුම අවශ්ය විය හැකි අතර අනුකරණය කිරීමට කාලය ගත හැකිය.සවිස්තරාත්මක නිමැවුම් දත්ත අර්ථ නිරූපණය කිරීම සඳහා ආරම්භක කොන්දේසි අර්ථකථනය කිරීම සඳහා මුල් කොන්දේසි පිළිබඳ ආරම්භක කොන්දේසි පිළිබඳ ශක්තිමත් අවබෝධයක් ඉංජිනේරුවන්ට වර්ධනය විය යුතුය.

මෙම අභියෝග මධ්යයේ වුවද, කුළුබඩු වාසි සැලකිය යුතු ය.එය ක්ෂණික භෞතික මූලාකෘති අවශ්යතාවයකින් තොරව සංකීර්ණ විද්යුත් සැලසුම් පරීක්ෂා කිරීමට හා පිරිපහදු කිරීම සඳහා ඉංජිනේරුවන් සඳහා ශක්තිමත් වේදිකාවක් සපයයි.මෙම හැකියාව සංවර්ධන ක්රියාවලිය වේගවත් කිරීම පමණක් නොව, නිෂ්පාදන දෝෂ වල අවදානම විවිධ පුනරාවර්තන වල අවදානම අඩු කිරීමෙන් පිරිවැය අඩු කරයි.නිෂ්පාදනය මිල කළ නොහැකි වීමට පෙර අතථ්ය පරිසරයක දෝශ නිරාකරණයකට හා ප්රශස්තිකරණය කිරීමට ඇති හැකියාව, ලොව පුරා ඉංජිනේරුවන් සහ පර්යේෂකයන් සඳහා කුළුබඩු කදිම මෙවලමක් බවට පත් කිරීම.විද්යුත් සැලසුම් විධිවිධාන විධිමත් කිරීමේ එහි කාර්යභාරය නවෝත්පාදන හා කාර්යක්ෂමතාව යන දෙකම මෙහෙයවයි.

නිගමනය

විද්යුත් පරිපථවල සැලසුම හා විශ්වසනීයත්වය ඉහළ නංවන ශක්තිමත් අනුකරණ හැකියාවන් ලබා දෙමින් අධ්යයන විෂයමාලා සහ වෘත්තීය භාවිතයන් සඳහා කුළුබඩු සහ වෘත්තීය භාවිතයන්.එහි සංකීර්ණත්වය සහ ඉගෙනීමේ වක්රය එහි ප්රයෝජනය හා සම්බන්ධ වුවද, අථත්ය පරිසරයක සැලසුම් කරා ඇතුළු කිරීමේ හැකියාව සහ පිරිවැය ප්රශස්ත කිරීමට ඇති හැකියාව ඇතුළුව කුළුබඩු වල ඇති වාසි, සංවර්ධන කාලය හා පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන්න.එපමණක් නොව, කුළුබඩු වල බහුකාර්යතාව විදුලි නොවන පද්ධති වෙත විහිදේ, එය විවිධ ඉංජිනේරු විෂයයන් හරහා එය මිල කළ නොහැකි ය.විස්තීර්ණ සමාකරණ වේදිකාවක් ලෙස, කුළුබඩු නවෝත්පාදනය හා කාර්යක්ෂමතාව, තාක්ෂණයේ නව මායිම් ගවේෂණය කිරීම සඳහා ඉංජිනේරුවන් සවිබල ගැන්වීම.