Qucs - Erste Schritte
Author: Jens Flucke

### - 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 Beispiel ausgewählt und das Bauteil "Widerstand" ausgewählt. Durch Bewegen des Mauszeigers in die Hauptarbeitsfläche (6) kann man die Komponente (hier Widerstand) platzieren. 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 (STRG-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 einen 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 (STRG-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 platzieren, 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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