NextGen SPICE - Electrical Circuit Simulation Library for .NET
NextGen SPICE - knihovna pro simulaci elektrických obvodů v .NET
bachelor thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/99795Identifiers
Study Information System: 200110
Collections
- Kvalifikační práce [10691]
Author
Advisor
Referee
Dingle, Adam Thomas
Faculty / Institute
Faculty of Mathematics and Physics
Discipline
Programming and Software Systems
Department
Department of Distributed and Dependable Systems
Date of defense
22. 6. 2018
Publisher
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaLanguage
English
Grade
Excellent
Keywords (Czech)
Simulace elektrických obvodů, SPICE, NET KnihovnaKeywords (English)
Electrical circuit simulation, SPICE, NET LibraryCílem této práce bylo vytvořit rozšiřitelnou knihovnu pro simulaci elektrických obvodů pro platformu .NET, která by byla uplatnitelná v širokém kontextu, jako je vývoj výukových programů nebo aplikací využívajících evolučních algoritmů pro evoluci elektrických obvodů. Naše knihovna je inspirována rodinou SPICE programů vyvíjených na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Počáteční verze naší knihovny implementuje transientní analýzu elektrických obvodů a podporuje základní součástky jako zdroje napětí a proudu, rezistory, kondenzátory a cívky, ale také polovodičové diody a BJT transistory. Naše kni- hovna je navržena takovým způsobem, že je možné v budoucích verzích knihovny přidat jak nové součástky, tak nové typy analýz. Další vlastnosti naší knihovny zahrnují importování obvodů nebo jejich částí v průmyslově standardním SPICE netlist formátu a možnost upravovat parametry součástek během simulace. V této práci také prověřujeme použití typů s přesností double-double pro zlepšení konvergence během simulace. Také jsme implementovali jednoduchou SPICE-like konzolovou aplikaci aby- chom umožnili používání naší simulační knihovny z příkazové řádky.
The goal of this thesis was to create an extensible library for simulating elec- trical circuits for the .NET platform, which could be used in broad contexts like development of educational programs or applications that use evolutionary algo- rithms to evolve electrical circuits. Our library is inspired by the family of SPICE programs developed at University of California, Berkeley. Initial version of our library implements the transient analysis of electrical circuits and supports basic devices like voltage and current sources, resistors, capacitors, inductors, but also semiconductor diode and BJT transistor devices. Our library is designed in such a way that both new circuit devices and circuit analyses can be added in future versions. Other features of our library include importing circuits or their parts from the industry standard SPICE netlists and ability to modify circuit parameters during the simulation. In this thesis, we also investigate using double-double precision type to improve convergence during the simulation. We also implement a simple SPICE-like console application to allow our sim- ulation library to be used from command line.