NL5 Circuit Simulator
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About NL5
 
                 


NL5 Screenshot   Was ist NL5?
Wie funktioniert NL5?
Warum NL5?
Wer sollte NL5 anwenden?


Was ist NL5?  zurück zum Anfang

NL5 ist der nichtlineare electronische Schaltungssimulator. Die erste Version für PCs entstand in den frühen 90ziger Jahren zur Entwicklung von Schaltnetzteilen. Später wurde es zu NL4 für Microsoft Windows® überarbeitet, das für beinahe zehn Jahre große Verbreitung unter Experten auf verschiedenen Gebieten der Elektronik fand. NL5 ist die erste offizielle Vertriebsversion von NL4.

Wie funktioniert NL5?  zurück zum Anfang

Im Unterschied zum konventionellen SPICE-Simulator, der vorgibt eine genaue Simulation von elektronischen Schaltungen mit Hilfe von komplexen und detaillierten nichtlinearen Modellen der elektronischen Komponenten mit Dutzenden von Parametern durchzuführen, geht NL5 dagegen ganz anders vor.

Zum Ersten, NL5 verwendet, wenn immer möglich, ideale Komponenten. Eine ideale Komponente liefert nur die für die Komponente ihres Typs erforderliche wesentliche Funktionalität. In der Regel sind diese Komponenten sehr einfach und benötigen nur eine minimale Anzahl von Parametern. Das Resultat ist, daß ihr Verhalten klar und vorhersehbar ist. Zum Beispiel hat ein idealer Schalter keinen Widerstand, wenn er geschlossen ist, einen unendlichen Widerstand, wenn er geöffnet ist und er schaltet unmittelbar ohne jegliche Verzögerung. Für solch einen Schalter benötigt man keinerlei Parameter.

Zum Zweiten, nichtlineare Komponenten (d.h. Dioden, Transistoren oder Verstärker) werden als teilweise lineare (piecewise linear - PWL) Komponenten dargestellt, die eine Anzahl von linearen Segmenten enthalten. Im Falle einer einfachen Diode, die entweder geöffnet oder geschlossen ist, benötigt man lediglich zwei Segmente zur Darstellung des PWL. So lange wie alle Komponenten in ihrem gegenwärtigen linearen Segment verbleiben, kann dasselbe System linearer Gleichungen verwendet werden. Das System linearer Gleichungen muss nur zu dem Zeitpunkt modifiziert werden, wenn eine der Schaltungskomponenten ihr lineares Segment ändert. Das kann sehr viel schneller getan werden, als das Lösen von komplexen nichtlinearen Gleichungen für jeden Zeitpunkt der Simulation, was SPICE-Simulatoren normalerweise tun.

Das Verständnis dieser NL5-Prinzipien gibt dem Anwender die volle Kontrolle über den Simulationsprozess. Die Verwendung idealer Komponenten mit einfachen PWL-Modellen führt zu einer extrem schnellen Simulation und der unmittelbaren Verifizierung der Schaltungsfunktionen. Andererseits, genauere Ergebnisse können erreicht werden durch die Identifizierung kritischer Schaltungskomponenten (Solche, die die Schaltungsfunktion am meisten beeinflussen.) und die Verwendung komplexerer Modelle für diese Komponenten. So kann der Anwender eine zweckentsprechende Balance zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit erreichen.

Warum NL5?  zurück zum Anfang

NL5's Hauptvorteil ist die Fähigkeit zu Iterationen der Schaltung und zur sehr schnellen Simulation. Das ist besonders wichtig, wenn in den frühen Stadien des Projektes durch Verwendung von idealen Komponenten und einfachen Modellen das allgemeine Konzept und dessen Realisierbarkeit schnell getestestet werden müssen. Danach kann eine tiefere Analyse unter Verwendung von genaueren Modellen und vergrößerter Komplexität der kritischen Komponenten durchgeführt werden.

Ungeachtet dessen, daß NL5 vorwiegend zur Simulation von Schaltnetzteilen entwickelt wurde, hat es sich als Anwendungsprogramm für fast jede Art elektronischer Schaltungen behauptet, von Nanosekunden-Übertragungleitungen und HF-Leistungsgeneratoren zu Präzisionsmessschaltungen und DSP-Anwendungen. Frequenz-Domain-Analyse und einige zusätzliche sehr spezielle Merkmale erweitern das Anwendungsspektrum dieses Programms. Es stellt dem Ingenieur so gut wie alles zur Verfügung, was er in seiner produktiven Arbeit braucht.

Wer sollte NL5 anwenden?  zurück zum Anfang

NL5 erfüllt die Anforderungen aller Anwender unabhöngig von deren Erfahrung, Interessen und Erwartungen. NL5 ist ideal für Anfänger und Elektronikstudenten. Die Anlernphase ist vernachlässigbar kurz. Grundlagenwissen des Windows® OS ist alles, was man braucht, um mit NL5 zu starten. Ein anwenderfreundliches und intuitives Interface erlaubt eine schnelle Modifizierung der Schaltung und sogar „Editieren im Fluge“ während der Simulator arbeitet. Das erlaubt die unmittelbare und schnelle Beantwortung der Frage „Was ist wenn...?“

Durch den Vorteil des sehr schnellen und robusten Algorithmus, der frei von Konvergenzproblemen ist, wie sie von SPICE her bekannt sind, können erfahrene Ingenieure relativ große Systeme simulieren. Eine einfache, aber leistungsfähige Skriptsprache ermöglicht dem Anwender die Verwendung von sehr komplexen Simulationsabläufen durch die Kopplung des NL5 „Add-On“ mit populären Anwendungsprogrammen, wie zum Beispiel MATLAB® und anderen.

Die sehr einfache Natur der idealen Komponenten, die NL5 verwendet , erlaubt Anwendungen nicht nur in der Elektronik. NL5 kann auch erfolgreich zur Simulation von Systemen auf vielen verschiedenen Gebieten, wie zum Beispiel der Mechanik, Thermodynamik und Hydraulik, um nur einige zu nennen, verwendet werden.

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