Tutti i progettisti conoscono il favoloso simulatore elettronico Micro-Cap della Spectrum Software. Si tratta di un potente software si simulazione che risolveva qualsiasi problematica elettrica ed elettronica e il suo costo era molto elevato. Da qualche tempo esso è distribuito dalla stessa azienda gratuitamente per tutti e senza limiti. Vediamo il perché.

La Spectrum Software

Spectrum Software è stata fondata nel febbraio del 1980 come produttrice di software per personal computer. Inizialmente l’azienda si è concentrata sulla fornitura di software per i sistemi Apple II. Uno dei primi prodotti è stato Logic Designer and Simulator. Rilasciato nel giugno 1980, questo prodotto è stato il primo editor di circuiti integrati e sistema di simulazione logica disponibile per personal computer. Per molti versi è stato il precursore dei prodotti Micro-Cap. Il suo obiettivo principale era fornire un ambiente di “creazione e simulazione di circuiti” per la simulazione digitale. Nell’agosto del 1981 fu rilasciato l’equivalente analogico del programma, Circuit Designer and Simulator. Il suo editor di testo integrato serviva per creare le descrizioni dei circuiti per un simulatore analogico semplice e lineare.

Micro-Cap I

Il settembre del 1982 vide il rilascio del primo pacchetto Micro-Cap. Il primo programma a offrire un motivo di “schizzo e simulazione”, prevedeva un editor di schemi con la netlist da analizzare per il simulatore. Comprendeva anche un simulatore non lineare migliorato, basato sulla formulazione del circuito nodale modificata e sulle tecniche di integrazione di Eulero. Una delle sue caratteristiche principali era la capacità di tracciare i risultati dinamicamente durante la simulazione. Poiché si osservava il risultato in tempo reale, si poteva interrompere l’elaborazione molto prima che essa fosse naturalmente terminata, risparmiando tempo prezioso. Sono state rilasciate entrambe le versioni Apple II e IBM del prodotto.

Micro-Cap II

Nel novembre del 1984, Spectrum ha rilasciato il pacchetto Micro-Cap II. Notevolmente migliorato rispetto al precedente editor di schemi includeva modelli avanzati. Le versioni 2.0, 3.0 e 4.0 furono introdotte rispettivamente nel 1985, 1986 e 1987 e includevano il supporto per display, coprocessori e plotter a risoluzione più alta. Sono state rilasciate sia le versioni Macintosh che IBM del prodotto.

Micro-Cap III

Micro-Cap III è stato rilasciato nel dicembre 1988. Costruito intorno all’uso del mouse e delle finestre, ha fornito un ambiente molto facile da imparare. Il suo simulatore, sebbene non compatibile al 100% con Spice, era basato molto da vicino sul modello UC Berkeley SPICE 2G. I modelli di dispositivi standard includevano il modello di transistor bipolare Gummel-Poon, il modello JFET ei modelli MOSFET di livello 1 e livello 3. Le revisioni successive lo hanno convertito in linguaggio C e aggiunti numerosi miglioramenti ed estensioni ai modelli Spice 2G. Questi includono modelli per sorgenti comportamentali analogiche (Laplace e funzione non lineare), nuclei magnetici non lineari, GaAsFETS e OPAMP. Comprendeva molte altre funzionalità avanzate come l’analisi Monte Carlo e il passaggio dei parametri.

Micro-Cap IV

Nel febbraio del 1992, Spectrum ha introdotto Micro-Cap IV. Oltre a un editor di schemi molto migliorato, Micro-Cap IV includeva un simulatore in grado di leggere e analizzare direttamente i file di testo di SPICE 2G. L’editor di schemi ha messo in mostra molti nuovi perfezionamenti, incluso un appunti. La versione DOS del simulatore era più veloce di qualsiasi simulatore basato su DOS e la versione DOS estesa era ancora più veloce. Quest’ultimo utilizzava fino a 16 Megabyte di RAM estesa e gestiva circuiti fino a diecimila transistor. Il simulatore principale era identico a SPICE 2G, con miglioramenti derivati dagli sviluppi di Spice 3 e Spectrum. Per coloro che richiedevano modelli di dispositivi non presenti nella libreria di parti di grandi dimensioni, è stato incluso un generatore di modelli ottimizzato che ha reso la creazione di modelli da fogli dati facile e accurata. I modelli di dispositivi standard includevano tutti i modelli SPICE 2G, sorgenti comportamentali analogiche (Laplace e funzione non lineare), nuclei magnetici non lineari, GaAsFET e OPAMP. La funzione Sonda consente agli utenti di sondare lo schema con il mouse per visualizzare le forme d’onda in uno “scope”. L’uso di espressioni matematiche ha fornito una grande flessibilità nel tracciare e definire i modelli dei componenti. Le espressioni includevano tutti i soliti operatori aritmetici, trascendentali, iperbolici, booleani e relazionali, nonché alcuni speciali come trasformata di Fourier diretta e inversa, correlazione, auto-correlazione, coerenza, integrazione numerica e differenziazione.

Micro-cap V

Nell’agosto del 1995, Spectrum ha introdotto la prima versione di Windows, Micro-Cap V. Micro-Cap V includeva tutte le funzionalità di Micro-Cap IV e aggiungeva un simulatore di logica digitale basato su eventi a 5 stati compatibile con PSpice, sincronizzato nel tempo con il motore di simulazione analogico interno. L’interfaccia utente era simile a quella di Micro-Cap IV, ma aggiornata per conformarsi allo standard dell’interfaccia di Windows. Sono stati aggiunti ulteriori modelli di componenti, comprese linee di trasmissione con perdite e interruttori controllati in tensione e corrente. La struttura schematica è stata migliorata con l’aggiunta di un’area di testo separata per contenere il testo necessario in un file di simulazione. Gli schemi sono stati generalizzati a documenti multipagina utilizzando legami interpagina per la connessione. I nuovi comandi di modifica includevano il mirroring della regione, la rotazione e il capovolgimento sugli assi X e Y. I componenti acquisivano attributi aggiuntivi, ciascuno con testo spostabile indipendentemente. Le linee divennero fili con la nuova proprietà di connettersi solo ai loro estremi, una caratteristica essenziale per la densa interconnessione degli schemi logici. I grafici di analisi hanno acquisito oggetti grafici, testo e tag per etichettare singoli punti dati e differenze tra punti dati.

Micro-Cap V V2.0

Nel giugno del 1997 è stato rilasciato Micro-Cap V 2.0. Comprendeva modelli BSIM MOSFET completi, plottaggio 3D, tracciamento delle funzioni delle prestazioni, stepping multidimensionale dei parametri, stepping simbolico e display animati. I display animati includevano display lampeggianti a sette segmenti, LED, stati dei nodi e interruttori.

Micro-Cap 6

Nel luglio del 1999 è stato rilasciato Micro-Cap 6 con tantissime migliorie e novità.

Micro-Cap 7

Nel settembre 2001 è stato rilasciato Micro-Cap 7, anch’esso con tante modifiche e nuove funzionalità.

Micro-Cap 8

Nell’aprile 2004 è stato rilasciato Micro-Cap 8.

Micro-Cap 9

Nel gennaio 2007 è stato rilasciato Micro-Cap 9.

Micro-Cap 10

Nel maggio del 2010 è stato rilasciato Micro-Cap 10.

Micro-Cap 11

Nel dicembre del 2013 è stato rilasciato Micro-Cap 11.

Micro-Cap 12: tutto gratis

A partire dal 7/4/2019, la Spectrum Software ha chiuso tristemente i propri battenti e il programma Micro-Cap, giunto alla versione finale 12, è ora gratuito. Con un mesto messaggio l’azienda comunica che la nuova versione non richiede più la chiave di sicurezza e protezione, pertanto Micro-Cap è effettivamente gratuito per l’intera comunità di ingegneri e progettisti. L’azienda ringrazia per l’onore e il privilegio di aver servito tutti negli ultimi 39 anni. Micro-Cap 12 è un editor di schemi integrato e un simulatore misto analogico / digitale che prevede uno schema interattivo e simula l’ambiente per gli ingegneri elettronici. Dalla sua versione originale nel 1982, Micro-Cap è stato costantemente ampliato e migliorato. Micro-Cap 12, la dodicesima generazione, combina un’interfaccia moderna e intuitiva con algoritmi numerici robusti per produrre livelli senza precedenti di potenza di simulazione e facilità d’uso. Prevede miglioramenti algoritmici, codice ottimizzato e un’interfaccia di simulazione analogica / digitale integrata e senza interruzioni che contribuiscono alla straordinaria velocità di Micro-Cap 12. Numerose caratteristiche contribuiscono alla potenza di Micro-Cap 12. Tra queste ricordiamo:

• Editor e simulatore di schemi integrati
• L’analisi dinamica aggiorna le forme d’onda e le curve durante la modifica
• Simulatore digitale nativo
• Analisi del caso peggiore per trovare i limiti statistici ed estremi delle prestazioni
• Analisi dei “fumi” per valutare quanto è vicino il circuito alla violazione dei limiti massimi di funzionamento
• Analisi periodica dello stato stazionario
• Ottimizzatore di circuiti integrati con più metodi di ottimizzazione
• Funzione integrata di progettazione di filtri attivi e passivi
• Libreria dispositivi con oltre 33.000 parti
• Modellazione comportamentale analogica e digitale
• Sonda su schematico della forma d’onda
• Visualizzazione di tensione / stato, corrente, alimentazione e condizione sullo schema durante il tracciamento
• Carte di Smith / grafici polari
• Parametri multidimensionali
• Analisi Monte Carlo
• Stampa 3D
• Funzioni e grafici delle prestazioni
• Funzioni di misura per misurare il comportamento del circuito
• Ottimizzazione del modellatore di parti
• Modelli bipolari Gummel-Poon, Mextram e Modella
• Modelli MOSFET Berkeley BSIM 1, BSIM 2, BSIM3 e BSIM4
• Gli ultimi modelli di dispositivi Philips, inclusi MOS 11, 20, 31, 40 e PSP 102
• Modello Hefner IGBT
• Traduttore modello IBIS
• LED animati, interruttori, barre, contatori, relè, semafori e motori CC
• Campiona e mantieni, timer e trasformatori Z
• Linee di trasmissione in perdita
• Modello magnetico non lineare di Jiles-Atherton
• Interfaccia PCB per pacchetti popolari
• Versione LAN per progetti collaborativi
• Analisi transitoria – per indagare sul comportamento dei circuiti nel dominio del tempo
• Analisi AC – per studiare il comportamento di piccoli segnali
• Analisi DC – per tracciare variabili DC statiche
• Analisi della funzione di trasferimento: per il calcolo della funzione di trasferimento CC
• Analisi di stabilità – per trovare i limiti di stabilità per circuiti lineari
• Analisi della distorsione armonica
• Analisi della distorsione di intermodulazione
• Operatori e variabili matematici estesi

L’interfaccia grafica e intuitiva è semplice da imparare e da usare. I modelli standard SPICE e le estensioni sono facili da applicare. Oltre 500 avvisi e messaggi aiutano a risolvere i problemi, quando l’errore si verifica. Micro-Cap 12 traccia le forme d’onda durante la simulazione, non dopo, quando è troppo tardi per modificare i valori critici.