Я "подсел" на Proteus, когда увлекся микроконтроллерами (МК).
В частности, 8-битной линейкой Atmega (в народе - Arduino). Если надо смоделировать простую схему + софт на этом МК - просто сказка! Практически 100% достоверность в реальности.
А вот когда нужно продумать нюансы: все токи, предельные напряжения, временные задержки - "садишься на измену". Постоянное "тыкание мышкой" в переключатели, изменение номиналов резисторов и генераторов, вставка и удаление новых цепей, "отлов" переходных процессов в осциллографе...
Один параметр улучшил, другой "поплыл", про третий совсем забыл. Меня это больше не "штырит".
Как же сделать все и сразу? И, желательно, без больших трудозатрат.
Нам нужен "черный ящик"
Еще я употребляю Multisim, на который я "подсел" еще в универе. Он лучше Proteus для моделирования аналоговых схем, особенно импульсных БП и радиотрактов. Вот что обидно - его UI толком не изменился за 18+ лет с момента получения мной диплома.
Опять таки - быстро "накидать" мышкой схему из библиотеки элементов и сразу посмотреть ее работу очень удобно. Далее "полный Proteus".
Схему нужно оформить как функцию, как "черный ящик", чтобы можно было менять параметры самой схемы (ее структуру), а так же входные и выходные сигналы (в т.ч. питание). Написать необходимые условия работы, после чего система меняя параметры, сгенерирует оптимальный вариант схемы.
Я сначала решил сделать математическую модель. Для конденсаторов, резисторов и источников напряжения это сделать легко. Для транзисторов и, тем более, микросхем - кошмар. Задумался...
Вспомнил лекции по САПР, которые я успешно прогуливал в универе: в памяти всплыл SPICE. Это симулятор электронных схем. В студенческие годы мы использовали еще DOS'овскую версию.
А что есть сегодня? Желательно что-нибудь open-source и(или) бесплатное.
Оказалось, такая система существует.
Ngspice
Это официальный преемник оригинального симулятора SPICE, впервые выпущенного в 1993 году и до сих пор активно поддерживаемого. Он поддерживает нелинейный анализ на постоянном токе и переходных процессов, линейный анализ на переменном токе, что делает его универсальным инструментом для проектирования разнообразных схем.
Схема моделируется посредством создания текстового файла схемы (netlist) и описание параметров. Ngspice выдает графики и текстовые файлы с таблицами напряжений в различных узлах схемы с временными метками.
Имеется обширная библиотека популярных элементов (в т.ч. и микросхем). Работает и под Windows и под Linux. То, что надо!
Текст на входе - текст на выходе
Ничего не напоминает?
Все верно! HTML и его серверную и браузерную обработку. Конечно Perl, PHP и JS я "употреблять" не решился, а вот идею с манипуляциями с текстом добавил в свой "коктейль".
В качестве "текстового процессора" выбрал Python. Самое главное - в его арсенале есть множество библиотек, которые используют аналитики и дата-сайентисты (ну те, которые обучают нейросети). Для наших целей это отличный "ингредиент"!
К тому же его можно использовать в Colab.
Для тех кто "не в теме": Colab - это сайт, на котором можно запускать программы на питоне (скрипты), используя обычный CPU, GPU и даже TPU. Обучить небольшую нейросеть или запустить нейросеть чуть побольше, проанализировать табличные данные и вывести графики.
Запустить со смартфона и, даже, откорректировать текст вручную (немного повозившись).
Бесплатно (правда с ограничениями).
Для работы с ним нужна гуглопочта.
PySpice
Немного изучив смежные темы я нашел PySpice - это "обертка" над Ngspice и еще тремя симуляторами. Поиграв немного с ним, я уперся в проблемы при использовании библиотек электронных компонентов. А вот с чистым Ngspice проблем почти не было.
Для меня так даже лучше - больше контроля над входными и выходными данными, проще отладка. Сгенерированные схемы можно легко проверить на своем ноутбуке.
Возможно, в будущем для получения Full Power я еще вернусь к теме Shared Library. Но пока только "чистый SPICE".
SPICE
Вот так выглядит упрощенная схема для тестирования компаратора на ОУ.
Ниже - ее текстовое spice представление.
А так мы подаем "аварийный импульс".
После получения параметров схемы, дополнительно рассчитываются "виртуальные" переменные, которые используются для анализа характеристик схемы и упрощают процесс принятия решений.
Если хотите, чтобы "торкнуло" основательно, то используйте Черный Ящик.
Про большой китайский сайт я ничего не знаю, интернетом пользоваться не умею и, кроме импортозамещения, ничем не занимаюсь.