 |
Глава 2. Прикладные программные пакеты схемотехнического моделирования.
|
|
|
|
Схемотехническое моделирование является наиболее эффективным способом исследования проектируемого объекта на стадии формирования его принципиальной электрической схемы. Схемотехническое моделирование – важный этап проектирования многих изделий электронной техники (ИЭТ): цифровых и аналоговых интегральных схем (ИС), электронных схем разной степени сложности, реализованных на дискретных элементах, блоков радиоаппаратуры и электронных изделий в целом. Схемотехническое моделирование учитывает реальные физические ограничения в электрических процессах – законы сохранения. Этим оно отличается от логического моделирования, при котором рассматриваются только информационные потоки в схеме. Упомянутые ограничения описываются первым и вторым законами Кирхгофа, которые вытекают из законов сохранения заряда и энергии и называются обычно законами электрического равновесия. Необходимость выполнения этих законов в каждой расчетной точке требует решения соответствующих уравнений электрического равновесия.
Все современные программные продукты Electronics Workbench 5, Multisim 2001, Ultiboard 2001, Ultiroute и Commsim 2001. разработанные для метода схемотехнического моделирования, предполагают ввод в редакторе принципиальных схем, после чего генерируется список соединений, необходимый для работы программы моделирования.
Для учебных задач остановимся на рассмотрении принципа схемотехнического моделирования с использованием программы Electronics Workbench, Version 5.12 (EWB 5.12)
Интерфейс программы.
Использование интегрированной программной системы схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств Electronics Workbench позволяют решать следующие задачи:
|
|
|
· создание модели принципиальной электрической схемы устройства и ее редактирование;
· расчет режимов работы модели;
· расчет частотных характеристик и переходные процессы модели;
· провести оценку и анализ модели;
· наращивать библиотеку компонентов;
· представлять данные в форме, удобной для дальнейшей работы;
· разрабатывать печатные платы и подготовку научно-технических документов и д. р.
Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench (EWВ) имитирует реальное рабочее место исследователя – лабораторию, оборудованную измерительными приборами, работающими в реальном масштабе времени. Для понимания принципов ее работы необходимо:
· знание основных принципов работы операционной системы Windows;
· понимание принципов работы основных измерительных приборов (осциллографа, мультиметра и т.д.);
· знание отдельных элементов электрических и электронных устройств.
Работа с системой моделирования EWВ включаетв себя три основных этапа:
· создание схемы (для сложных систем схемы замещения);
· подключение измерительных приборов;
· активизация схемы – расчет процессов протекающих в исследуемом устройстве (объекте).
Процесс создания схемы начинается с размещения на рабочем поле EWВ компонентов из библиотеки программы. Окно (интерфейс) программы Electronics Workbench представлено на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Окно программы Electronics Workbench
Программа использует стандартный интерфейс Windows, что значительно облегчает ее использование.
В верхней части окна программы расположена строка меню. Она содержит шесть заголовков (рис. 2.2):
Рис. 2.2. Меню программы Electronics Workbench
Под меню в виде строки пиктограмм расположена стандартная панель инструментов (рис. 2.3). Щелчок мышью на той или иной пиктограмме дублирует основные команды меню.
Рис. 2.3. Стандартная панель инструментов.
Кроме стандартных Windows- кнопок, на панели инструментов расположены следующие:
|
|
|
· поворот;
· горизонтальное зеркальное отображение;
· вертикальное зеркальное отображение;
· создать модель;
· вывести график;
· свойства компонента;
· две кнопки изменения масштаба изображения.
Далее расположены раскрывающиеся панели линейки инструментов с компактным представлением библиотек (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Панели выбора элементов схемы и измерительных инструментов.
· Sources – источники питания.
· Basic – группа пассивных компонентов.
· Diodes – полупроводниковые диоды, стабилитроны и т. п.
· Transistors – полупроводниковые транзисторы.
· Analog ICs – аналоговые микросхемы.
· Mixed IСs – микросхемы смешанного типа (АЦП, ЦАП).
· Digital IСs – цифровые микросхемы.
· Logic Gates – логические цифровые микросхемы.
· Digital – цифровые микросхемы (отличающиеся от Digital IСs).
· Indicators – индикаторные устройства.
· Controls – аналоговые вычислительные устройства (дифференциаторы, интеграторы и т.д.).
· Miscellaneous – компоненты смешанного типа.
· Instruments – контрольно-измерительные приборы.
Favorites содержит, созданные пользователем элементы-подсхемы, и в начале работы панель пуста.
В рабочем поле программы располагается моделируемая схема с подключенными к ней “иконками” контрольно-измерительных приборов и краткое описание схемы (description). При необходимости каждый из приборов может быть развернут для установки режимов его работы и наблюдения результатов.
|
|
|
