Справка: редактор схем

Расстановка компонентов

Выберите тип в панели инструментов (R, L, C, Порт, Земля). Наведите указатель на сетку — компонент подсветится там, где встанет. Клик мышью или тап пальцем ставит его на лист.

Поворот на 90° перед установкой: пробел на компьютере, долгое нажатие на сенсорном экране. На телефоне это один непрерывный жест: держите палец, пока компонент не повернётся, и просто отпустите — он сразу встанет в повёрнутом положении, отдельный повторный тап не нужен. У порта и земли — один вывод, поворачивать нечего.

Уже установленный компонент тоже можно повернуть: выделите его в режиме «Выбрать» и нажмите пробел, либо откройте окно свойств (двойной клик/долгое нажатие) и нажмите «Повернуть на 90°».

Провода и соединения

В режиме «Провод» клик задаёт начальную точку, следующий клик — конечную. Провод всегда строго горизонтальный или вертикальный: если точки не на одной линии, редактор автоматически добавляет один изгиб (два отрезка через общий угол). Пробел (на телефоне — долгое нажатие) переключает, какой стороной идёт изгиб — горизонтальной или вертикальной от начальной точки. Если выбранная сторона изгиба визуально проходит через середину чужого компонента, редактор при установке автоматически пробует изгиб в другую сторону — если так он компонент обходит, ставится этот вариант. Для прямой линии без изгиба такого обхода нет — если специально провести провод прямо через компонент, он там и останется.

Пошагово на сенсорном экране:

Выберите режим «Провод».
Наведите палец на клетку сетки, откуда должен начинаться провод — она подсветится точкой.
Коротко коснитесь и отпустите — это задаёт начальную точку (первую точку тоже можно точно позиционировать, подведя палец перед касанием).
Наведите палец на конечную точку — появится пунктирная линия (прямая или с изгибом, если точки не на одной прямой).
Если нужно поменять сторону изгиба — удерживайте палец на месте примерно полсекунды, не двигая.
Отпустите палец — провод фиксируется сразу, с той стороной изгиба, что была включена на момент отпускания. Отдельный повторный тап не нужен ни для прямого провода, ни для провода с изгибом.

Электрическое соединение возникает, если конец провода или вывод компонента лежит НА другом проводе — включая середину (Т-образное соединение). Такие точки отмечаются жирной точкой. Простое пересечение двух проводов накрест без общей точки — не соединение, ровно как на бумажной схеме без точки.

Если оба вывода резистора, катушки или конденсатора попадают на один и тот же провод, этот провод автоматически разрывается в месте компонента — иначе он оказался бы закорочен проводом в обход себя.

Порт и земля

Порт — источник сигнала с сопротивлением Z₀. Второй вывод порта по умолчанию считается подключённым к земле и не рисуется: порт занимает всего одну клетку сетки, как и обозначение земли.

Обозначение земли (GND) заземляет точку сетки, к которой подключено, — используется, когда второй вывод резистора, катушки или конденсатора нужно привязать к земле в середине схемы.

Выделение, свойства, перемещение

Перетащить незафиксированный компонент можно в любом режиме (кроме «Провод»), не только в «Выбрать» — не нужно переключаться, чтобы подвинуть только что поставленный. В режиме «Выбрать» клик по компоненту или проводу дополнительно выделяет его: компонент обводится пунктирной рамкой, провод подсвечивается и получает квадратные метки на концах.

Новый компонент ставится сразу со значением по умолчанию, без открытия окна свойств. Чтобы его изменить, откройте окно отдельно: двойной клик по компоненту или проводу на компьютере, долгое нажатие (около полсекунды, не двигая палец) на сенсорном экране. Закрывается крестиком, кликом мимо окна или клавишей Esc.

На сенсорном экране: короткое касание компонента или провода — выделяет; палец, начавший заметно двигаться, — перетаскивает (отпустите, чтобы зафиксировать на сетке); палец, оставшийся на месте дольше полусекунды, — открывает окно свойств. Если случайно двигается весь лист вместо компонента — значит, палец лёг мимо компонента; попробуйте увеличить масштаб перед точной работой с мелкими деталями схемы.

В окне свойств: «Сохранить номинал» применяет введённое число (или имя переменной, см. ниже) — единица измерения отдельно не выбирается, она всегда берётся из глобальных настроек («Единицы» в панели инструментов), чтобы не дублировать один и тот же выбор в двух местах; «Зафиксировать позицию» запрещает перетаскивание и поворот. Кнопка «Удалить» убирает выделенный компонент или провод со схемы.

Отмена действия

Кнопка «↶ Назад» в панели инструментов отменяет последнее действие: установку или удаление компонента/провода, перетаскивание, поворот, изменение номинала, «Перенумеровать», «Очистить всё». На компьютере то же самое делает Ctrl+Z (или ⌘+Z на Mac). Можно нажимать несколько раз подряд, чтобы отменить несколько последних шагов; кнопка становится неактивной, когда отменять больше нечего.

Нумерация компонентов

Номер компонента (R1, R2, C1...) присваивается один раз при установке и больше не меняется сам — удаление, перемещение или добавление других компонентов на уже присвоенные номера не влияет.

Чтобы пересчитать номера заново, нажмите «Перенумеровать» в панели инструментов: компоненты каждого типа нумеруются по правилу ГОСТ — сверху вниз, слева направо по их положению на листе.

Формат и границы листа

Лист имеет чёткие границы — выберите формат по ГОСТ 2.301 (А4, А3, А2, А1) в выпадающем списке рядом с кнопками масштаба. Больший формат даёт больше места для схемы; сетка, размещение компонентов и прокрутка ограничены его размером — за пределами листа сетки нет.

Если схема не помещается в выбранный формат, редактор откажется его применить, пока часть компонентов или проводов остаётся за границей. При открытии сохранённой схемы формат восстанавливается автоматически (для очень старых схем без сохранённого формата подбирается наименьший подходящий).

Масштаб и прокрутка

Масштабируется именно лист схемы, а не страница целиком: щипок двумя пальцами, колесо мыши либо кнопки +/−/1:1 над листом.

Прокрутка при увеличенном масштабе: в режиме «Выбрать» перетащите пустое место одним пальцем или мышью. В любом режиме прокрутку также включают два пальца (одновременно с масштабом) или средняя кнопка мыши.

Расчёт и графики

Кнопка «Диапазон частот» в панели инструментов открывает окно с настройками расчёта: частота от/до, затем — шаг частоты или число точек (они пересчитываются друг из друга автоматически, задавать нужно только что-то одно) и шкала (по умолчанию — линейная, точки равномерно распределены по частоте в Гц; на логарифмической точки на самом деле распределены неравномерно, поэтому шаг там — средний, справочный, но менять его по-прежнему можно, число точек пересчитается). Под схемой остаются только кнопки «Рассчитать»/«Оптимизировать» — нажмите «Рассчитать», и сервер решит схему на каждой частоте, вернув S-параметры. Как и любая другая настройка диапазона, смена шкалы применяется только при следующем нажатии «Рассчитать»/«Оптимизировать» — уже показанный график сам по себе не обновляется.

Можно добавить несколько независимых графиков и в каждом отметить любой набор S-параметров (S11, S21 и так далее — для схем с тремя и более портами доступны все комбинации). Ось Y всегда в дБ, ось X подписана единицей измерения частоты (той же, что в «Единицы»/«Диапазон частот»). При наведении на график появляется курсор с точными значениями на этой частоте. Чекбокс «Показывать цели» — в одном ряду с чекбоксами S-параметров каждого графика (появляется, если задана хотя бы одна цель), кнопка «+ Добавить график» — под графиками: все элементы управления графиками собраны в одном месте и появляются вместе с первым результатом расчёта.

Границы и шаг деления по умолчанию подбираются автоматически, «круглыми» числами (1, 2, 5, 10, 20, 50…), а не произвольными дробями. Кнопка «⚙ Оси» в шапке графика открывает настройку границ вручную: переключатель Авто/Ручной для каждой оси, при ручном режиме — свои Минимум/Максимум/Шаг.

Рядом с каждым чекбоксом S-параметра — маленький выбор Л/П: к какой оси Y привязана эта характеристика. Если хотя бы одна привязана к правой — на графике появляется вторая шкала справа со своими границами и шагом (полезно, когда у характеристик сильно разный уровень, например S21 около 0 дБ и S11 около −30 дБ на одном графике). Легенда и подписи осей показывают, какая кривая к какой оси относится.

Приблизить график по частоте — потянуть мышью (или пальцем на телефоне) по горизонтали внутри графика: видимый диапазон сузится до выделенной области, без обращения к серверу (данные уже посчитаны, просто показывается их часть). В шапке графика появится кнопка «Сбросить масштаб» — возвращает исходный диапазон. Короткий клик/тап не запускает приближение.

Единицы измерения по умолчанию

Кнопка «Единицы» в панели инструментов открывает окно, где для резисторов и портов (Z₀), катушек и конденсаторов выбирается единица измерения по умолчанию (например, кОм вместо Ом для резисторов, если в схеме в основном килоомные номиналы). Она подставляется при открытии окна свойств компонента и при вводе номинала переменной — конкретное значение всё равно можно ввести в любой другой единице через выпадающий список рядом с полем, глобальная единица — только стартовая.

Там же — единица частоты (Гц/кГц/МГц/ГГц): в отличие от R/L/C, у неё нет отдельного выбора «на месте» — это одна активная единица на всю страницу, и меняется она только здесь. Она сразу применяется везде, где на странице есть частота: поля «от/до» в окне «Диапазон частот», поля «от/до» новой и уже созданной цели, подписи графика.

Переменные

Переменная — именованный номинал (например «L1 = 10 нГн»), который можно использовать сразу в нескольких компонентах вместо числа. Кнопка «Переменные» открывает список уже созданных переменных и форму добавления новой: имя (латиница/кириллица, начинается с буквы), тип (R — сопротивление, тем же типом задаётся и Z₀ порта; L — индуктивность; C — ёмкость), номинал, а также минимум и максимум — в единице по умолчанию для этого типа.

Минимум и максимум задают, в каких пределах может меняться переменная при оптимизации (см. ниже) — номинал должен лежать внутри этих границ. Номинал, минимум и максимум можно поменять и позже прямо в таблице переменных, не пересоздавая переменную заново — новый номинал должен укладываться в текущие границы, иначе сначала нужно расширить их.

Чтобы привязать переменную к компоненту, откройте его свойства и впишите в поле номинала имя переменной вместо числа (например, L1) — так же, как ввели бы обычное число, и нажмите «Сохранить номинал». Переменную можно привязать к любому числу компонентов подходящего типа: изменение её номинала (вручную или в результате оптимизации) сразу отражается везде, где она используется.

Каждую переменную можно отдельно заблокировать (чекбокс в списке переменных) — заблокированная переменная не меняется при оптимизации, даже если стоит в нескольких компонентах. Обычные числовые номиналы (не связанные с переменной) оптимизатор никогда не трогает — блокировать их отдельно не нужно.

Цели оптимизации и подбор номиналов

Кнопка «Цели» открывает список целей и форму добавления новой: характеристика (S11, S21 и так далее — набор зависит от числа портов в схеме), диапазон частот (от/до), условие — характеристика должна быть больше или меньше заданного значения в дБ во всём этом диапазоне — и вес. Частота — в той же единице, что и в окне «Диапазон частот» (это одна и та же единица на всю страницу, менять — в «Единицы»).

Вес — приоритет цели относительно остальных (по умолчанию 1, у всех целей одинаковый). Если удовлетворить все цели одновременно невозможно (например, они физически противоречат друг другу или мешают границы переменных), оптимизатор старается сильнее выполнить ту цель, у которой вес больше, — за счёт остальных. Одинаковый вес у всех целей означает, что все они одинаково важны.

Все поля уже созданной цели можно поменять прямо в таблице — характеристику, границы диапазона, условие, значение в дБ и вес — без удаления и создания заново.

Кнопка «Оптимизировать» (рядом с «Рассчитать») становится доступна, когда задана хотя бы одна цель и хотя бы одна незаблокированная переменная реально используется в схеме. Если подходящей переменной нет, под кнопками появляется подсказка «Для оптимизации нужна хотя бы одна переменная…» — она пропадает сразу, как только переменная создана и привязана к номиналу компонента. По нажатию сервер подбирает значения незаблокированных переменных — строго в пределах их минимума и максимума — так, чтобы удовлетворить всем целям сразу (с учётом их веса), и сразу показывает получившийся график и статус по каждой цели (достигнута/нет). Это локальный подбор (не полный перебор всех возможных решений) — как и в профессиональных программах для расчёта СВЧ-схем, для очень сложных или противоречивых наборов целей, а также для слишком узких границ переменных, результат может не полностью их удовлетворить; статус по каждой цели показывает, так ли это.

На графике цели показываются пунктирной линией на нужном уровне в дБ, в границах своего диапазона частот, цветом соответствующей кривой — но только если в этом же графике отмечена галкой сама характеристика цели. Чекбокс «Показывать цели» (в ряду с S-параметрами каждого графика) включает и выключает их отображение на всех графиках сразу — состояние общее, не отдельное для каждого графика.

Под кнопками, если задана хотя бы одна цель, показывается «Показатель ошибки по целям» — одно число на все цели сразу (взвешенная сумма квадратов невязок с учётом веса, та же величина, которую минимизирует оптимизатор). 0 значит, что все цели выполнены с запасом; чем больше число, тем дальше текущая схема от целей. Оно обновляется и после «Рассчитать» (для текущих, не обязательно оптимизированных номиналов — удобно сравнивать «было/стало» при ручной подгонке), и после «Оптимизировать».

Пока идёт расчёт или оптимизация (это может занять несколько секунд), кнопка показывает это явно: меняется текст («Считаю…» / «Оптимизация…»), рядом крутится спиннер, сама кнопка временно недоступна. У «Оптимизировать» дополнительно появляется подсказка «Идёт оптимизация — обычно занимает несколько секунд…», которую по завершении сменяет итоговый статус по целям.

Сохранение схем

Схемы сохраняются только на сервере и привязаны к вашему аккаунту — выгрузка в файл и загрузка файла намеренно не предусмотрены, это дополнительная защита от подмены схемы. В разделе «Мои схемы» наверху редактора можно сохранить текущую схему под именем, открыть или удалить ранее сохранённую — вместе со схемой сохраняются и переменные, и цели (включая вес), и глобальные единицы измерения. Сообщение «Сохранено.» само пропадает через 10 секунд; сообщения об ошибке остаются, пока их не увидят и не исправят.