Система моделювання Electronics Workbench

Система моделювання Electronics Workbench

Вступ

Electronics Workbench (EWB) -- розробка фірми Interactive Image Technologies (www.interactiv.com). Особливістю програми EWB є наявність контрольно-вимірювальних приладів; по зовнішньому вигляді, органах керування і характеристиках максимально наближених до їхніх промислових аналогів, що сприяє придбанню практичних навичок роботи з найбільш розповсюдженими приладами: мультиметром, осцилографом, вимірювальним генератором і ін. Програма легко освоюється і досить зручна в роботі. Після складання схеми і її спрощення шляхом оформлення підсхем моделювання починається щигликом звичайного вимикача.

Історія створення програми Electronics Workbench (EWB) починається з 1989 р. Ранні версії програми складалися з двох незалежних частин. За допомогою однієї половини програми можна було моделювати аналогові пристрої за допомогою іншої -- цифрові. Такий роздвоєний стан створював визначені незручності, особливо при моделюванні змішаних аналого-цифрових пристроїв. У 1996 р. у версії 4.1 ці частини були об'єднані, а через півроку була випущена п'ята версія програми з розширеними можливостями при розмірному аналізі в обсязі програми Micro-Cap V і переробленою бібліотекою компонентів. Додаткові засоби аналізу ланцюгів у EWB 5.0 виконані в типовому для всієї програми ключі -- мінімум зусиль з боку користувача. Подальшим розвитком EWB є програма EWB Layout, призначена для розробки друкованих плат , а також EWB версії 6.02.

Програма EWB має наступність знизу нагору, тобто всі схеми, створені у версіях 3.0 і 4.1, можуть бути промодельовані у версії 5.0. Крім того EWB дозволяє також моделювати пристрої, для яких завдання на моделювання підготовлено в текстовому форматі SPICE, чим забезпечується сумісність із програмами Micro-Cap і PSpice .

Програма EWB 4.1 розрахована для роботи в середовищі Windows З.хх або 95/98 і займає близько 5 Мбайт дискової пам'яті, EWB 5.0 -- у середовищі Windows 95/98 і NT 3.51, необхідний обсяг дискової пам'яті -- близько 16 Мбайт. Для розміщення тимчасових файлів потрібно додатково 10...20 Мбайт вільного простору.

1. Структура вікна і система меню

Робочі вікна програм версій 4.1 і 5.0 показані на мал. 1.1 і 1.2 відповідно.

Вікно програми EWB 4.1 (мал. 1.1) містить поле меню, лінійку контрольно-вимірювальних приладів і лінійку бібліотек компонентів, одна з яких у розгорнутому виді показана в лівій частині вікна. У робочому полі програми розташовується моделююча схема з підключеними до неї іконками контрольно-вимірювальних приладів і короткий опис схеми (description), нажаль, тільки англійською мовою. При необхідності кожний із приладів може бути розгорнутий для установки режимів його роботи і спостереження результатів. Лінійки прокручування використовуються тільки для переміщення схеми.

Вікно програми EWB 5.0 (мал. 1.2) відрізняється додатковим меню Analysis, наявністю лінійки інструментів і більш компактним представленням бібліотек у розгорнутому виді. Крім того, лінійка контрольно-вимірювальних приладів розташована в одному полі з бібліотеками компонентів. Варто згадати також про наявність підсвічуваних підказок призначення всіх кнопок.

Подальший виклад матеріалу будемо вести паралельно по програмах версій 4.1 і 5.0, причому спочатку буде розглядатися версія 4.1, як більш простому і доступна, а потім у плані відмітних ознак і додаткових можливостей -- версія 5.0.

Розглянемо команди меню програми EWB 4.1 у порядку їхнього проходження на мал. 1.1.

1.1 Меню File

Меню File призначено для завантаження і запису файлів, одержання твердої копії обраних для друкування складових частин схеми, а також для імпорту/експорту файлів у форматах інших систем моделювання і програм розробки друкованих плат.

Мал.1.1. Вікно програми EWB 4.1.

Мал 1.2.Вікно програми EWB 5.0

Перші чотири команди цього меню: New (Ctrl+N), Open... (Ctrl+O), Save (Ctrl+S), Save As... -- типові для Windows команди роботи з файлами і по цьому пояснень не вимагають. Для цих команд у п'ятої версії існують кнопки (іконки) зі стандартним зображенням. Схемні файли програми EWB мають наступні розширення:.саЗ H.cd3 -- аналогові і цифрові схеми для EWB 3.0,.са4 -- аналого-цифрові схеми для EWB 4.1 H.ewb -- аналогові-цифрові схеми для EWB 5.O.

Revent to Saved... -- стирання всіх змін, внесених у поточному сеансі редагування, і відновлення схеми в первісному виді.

3. Print... (CTRL+P) -- вибір даних для висновку на принтер: Schematic -- схеми (опція включена за замовчуванням); Description -- опису до схеми;

Part list -- переліку виведених на принтер документів; Label list -- списку позначень елементів схеми; Model list -- списку наявних у схемі компонентів;

Subcircuits -- підсхем (частин схеми, що є закінченими функціональними вузлами й позначаємих прямокутниками з назвою усередині);

Analysis options -- переліку режимів моделювання; Instruments -- списку приладів (див. гл. 3).

У цьому ж підменю можна вибрати опції друкування (кнопка Setup) і відправити матеріал на принтер (кнопка Print). У програмі EWB 5.0 передбачена також можливість зміни масштабу виведених на принтер даних у межах від 20 до 500%.

Print Setup... -- настроювання принтера.

Exit (ALT + F4) -- вихід із програми.

Install... -- установка додаткових програм із гнучких дисків.

7.Import from SPICE -- імпорт текстових файлів опису схеми і завдання на моделювання у форматі SPICE (з розширенням.cir) і автоматична побудова схеми по її текстовому описі.

8.Export to SPICE -- складання текстового опису схеми і завдання на моделі у форматі SPICE.

Export to PCB -- складання списків з'єднань схеми у форматі OrCAD і інших програм розробки друкованих плат.

Однойменне меню програми EWB п'ятої версії відрізняється від розглянутого тим, що в підменю Import/Export передбачені можливості обміну даними з програмою розробки друкованих плат EWB Layout.

1.2 Меню Edit

Меню Edit дозволяє виконувати команди редагування схем і копіювання екрана.

Cut (CTRL+X) -- стирання (вирізання) виділеної частини схеми зі збереженням її в буфері обміну (Clipboard). Виділення одного компонента виробляється кліком миші на зображенні (значку) компонента. Для виділення частини схеми або декількох компонентів необхідно поставити курсор миші в лівий кут уявного прямокутника, що охоплює виділювану частину, натиснути ліву кнопку миші і, не відпускаючи її, простягнути курсор по діагоналі цього прямокутника (косинця), контури якого з'являються вже на початку руху миші, і потім відпустити кнопку. Виділені компоненти офарбовуються в червоний колір.

Copy (CTRL+C) -- копіювання виділеної частини схеми в буфер обміну.

Paste (CTRL+V) -- вставка вмісту буфера обміну на робоче поле програми. Оскільки в EWB немає можливості поміщати імпортоване зображення схеми або її фрагмента в точно зазначене місце, то безпосередньо після вставки, коли зображення ще є відзначеним (виділене червоним) і може виявитися накладеним на створювану схему, його можна перемістити в потрібне місце клавішами курсору або схопивши мишею за один з відмічених компонентів. У такий же спосіб переміщаються і попередньо виділені фрагменти вже наявної на робочому полі схеми.

Delete (Del) -- стирання виділеної частини схеми.

Select All (CTRL+A) -- виділення всієї схеми.

Copybits (CTRL+I) -- команда перетворює курсор миші в хрестик, яким за правилом прямокутника можна виділити потрібну частину екрана, після відпускання лівої кнопки миші виділена частина копіюється в буфер обміну, після чого його вміст може бути імпортований в будь-який додаток Windows. Копіювання всього екрана виробляється натисканням клавіші Print Screen; копіювання активної в даний момент частини екрана, наприклад, діалогового вікна -- комбінацією Alt+Print Screen. Перераховані команди дуже зручні при підготовці звітів по моделюванні, наприклад, при оформленні лабораторних робіт.

Show Clipboard -- показати вміст буфера обміну.

Однойменне меню EWB 5.0 аналогічно розглянутому, за винятком назви команди копіювання екрана в п. 6. Вона називається Copy As Bitmap і, нажаль, не має клавіатурного дублювання (комбінації CTRL+I для EWB 4.1), що в деяких випадках утрудняє можливість копіювання елементів схеми.

Мал.1.3. Вікно вводу позиційного значення резистора.

Мал 1.4. Вікно вводу номінального значення компонента.

Мал 1.5. Меню вибору моделі операційного підсилювача з можливістю редагування його параметрів.

6. Model... (CTRL+M) -- вибір моделі компонента (напівпровідникового приладу, операційного підсилювача, трансформатора й ін.); команда виконується також подвійним щигликом по компоненті. У меню команди (мал. 1.5) вибираються:

Library -- перелік бібліотек, у яких знаходяться компоненти обраного типу;

Model -перелік моделей компонентів обраної бібліотеки;

Bd-після натискання цієї кнопки викликається діалогове вікно з параметрами вибраної моделі, показане для операційного підсилювача на мал. 1.6. При необхідності редагування доцільно по команді New Library створити окрему бібліотеку (щоб не псувати параметри бібліотечного компонента), куди переноситься компонент, що редагується, за допомогою команд:

Сору -- копіювання відзначеного в колонку Model компонента в буфер обміну;

Paste -- вставка скопійованої в буфер обміну моделі компонента в обрану в колонку Library бібліотеку (у тому числі і знову створену) з наступним редагуванням її параметрів без зміни характеристик компонента основної бібліотеки;

Rename -- перейменування відзначеної моделі компонента.

Мал.1.6.Вікно редагування параметрів моделі операційного підсилювача

Робота з меню, як і у всіх інших подібних випадках, закінчується натисканням кнопок Accept або Cancel -- зі збереженням або без збереження введених змін.При створенні бібліотеки моделей вітчизняних компонентів доцільно діяти в наступній послідовності:

Ш створити бібліотеку, наприклад, під ім'ям rus_lib;

Ш скопіювати в цю бібліотеку модель компонента, найбільш близького по параметрах до вітчизняного компонента;

Ш перейменувати скопійовану модель, привласнивши їй, наприклад, ім'я K140UD5 (латинська транскрипція ДО140УД5);

Ш при необхідності відредагувати значення параметрів перейменованої моделі, використовуючи дані каталогів вітчизняних мікросхем або літературних джерел [4 -- 11].

Zoom (CTRL+Z) -- розкриття (розгортання) виділеної підсхеми або контрольно-вимірювального приладу, команда виконується також подвійним клацанням миші по іконці компонента або приладу.

Rotate (CTRL+R) -- обертання виділеного компонента; більшість компонентів повертаються по годинній стрілці (у EWB 5.0 -- проти) на 90° при кожному виконанні команди, для вимірювальних приладів (амперметр, вольтметр і ін.) міняються місцями клеми підключення; команда використовується при підготуванні схем. У готовій схемі користуватися командою недоцільно, оскільки це найчастіше приводить до плутанини, -- у таких випадках компонентів потрібно спочатку відключити, а потім обертати.

Fault (CTRL+F) -- імітація несправності виділеного компонента шляхом введеня:

Leakage -- опору витоку;

Short -- короткого замикання;

Open -- обриву;

None -- несправність відсутня (включена за замовчуванням).

10. Subcircuit... (CTRL+B) -- перетворення попереднє виділеної частини схеми в підсхему. Виділювана частина схеми повинна бути розташована таким чином, щоб у виділену область не потрапили не стосовні до неї провідники і компоненти. У результаті виконання команди викликається діалогове вікно, у рядку Name якого вводиться ім'я підсхеми, після чого можливі наступні варіанти:

Copy from Circuit -- підсхема копіюється з зазначеною назвою в бібліотеку Custom без внесення змін у вихідну схему;

Move from Circuit -- виділена частина вирізує з загальної схеми й у виді підсхеми з привласненим їй ім'ям копіюється в бібліотеку Custom;

Replace in Circuit -- виділена частина заміняється у вихідній схемі підсхемою із привласненим їй ім'ям з одночасним копіюванням у бібліотеку Custom.

Для перегляду або редагування підсхеми потрібно двічі клацнути мишею по її значку. Редагування підсхеми виробляється за загальними правилами редагування схем. При створенні додаткового висновку необхідно з відповідної крапки підсхеми курсором миші простягнути провідник до краю її вікна до появи незафарбованої прямокутної контактної площадки, після чого відпустити ліву кнопку миші. Для видалення висновку необхідно курсором миші схопитися за його прямокутну площадку в краю вікна підсхеми і винести її за межі вікна.

Як приклад на мал. 1.7. приведена підсхема sensor підсилювача, що неінвертує, на ОП, використовуваного у фільтрі (див. мал. 1.22). Тут доречно відзначити, що введення в підсхему "землі" недоцільно, оскільки при великій кількості таких підсхем сповільнюється процес моделювання. Тому в схемі на мал. 1.7 для резистора R передбачений окремий висновок, що у схемі фільтра на мал. 1.22 заземлюється.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7