1. Возможности программы electronics workbench

1.1. Основные достоинства программы Electronics Workbench

Программа моделирования Electronics Workbench предназначена для математического моделирования и анализа электрических схем на персональном компьютере с операционной системой Microsoft Windows [1–2]. Правильно говорить: система моделирования и анализа электрических схем Electronics Workbenсh, но, как указывалось во введении, для кратности здесь и далее будем называть ее сокращенно программой EWB.

Программа EWB позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифроаналоговые электрические схемы большой степени сложности. Причем моделирование выполняется без формул, на языке принципиальных электрических схем. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электротехнических и электронных компонентов. Предусмотрена возможность подключения и создания новых библиотек компонентов. Параметры компонентов можно изменять в широком диапазоне значений. Разнообразный набор современных приборов позволяет производить измерение различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. Все приборы изображаются на экране монитора в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно. Это предоставляет в распоряжение обучаемого уникальные возможности для планирования и проведения широкого спектра экспериментов: от простейших опытов до исследования реальных электротехнических устройств. Программа является идеальным средством для обучения, так как позволяет снять практически все ограничения, касающиеся элементной базы и приборного парка. Снимаются, кроме того, и все проблемы, связанные с возможностью некорректных действий экспериментатора.

Такой подход предполагает индивидуализацию процесса обучения и выход его за рамки привычных учебных лабораторий. При условии доступа к компьютеру обучаемый может осваивать лабораторный практикум, проводить экспериментальные исследования по учебной дисциплине «Теоретические основы электротехники» в любом месте и в любое время, что важно для дистанционного обучения.

Отличительной особенностью программы EWB является максимальная наглядность процесса моделирования. В качестве исходной модели принимается принципиальная электрическая схема исследуемой электрической цепи. Причем графические возможности программы позволяют «рисовать» схемы на экране монитора персонального компьютера, используя готовые шаблоны условных графических изображений элементов электрических цепей и электрических приборов. Условные графические изображения большинства элементов отвечают действующим требованиям Единой системы конструкторской документации. Но главной отличительной особенностью данной программы является наличие в ней виртуальных контрольно-измерительных приборов, лицевые панели которых по внешнему виду, характеристикам и приемам работы с ними приближены к их реальным промышленным аналогам.

Внешний вид рабочего экрана программы EWB соответствует общепринятым нормам графического интерфейса пользователя операционной среды Windows, и обучаемый, имеющий минимальные навыки работы со стандартным пакетом прикладных программ Microsoft Office, не испытывает трудностей при выполнении операций загрузки и сохранения файлов схем, редактирования схем.

Вид основного рабочего окна программы EWB приведен на рис. 1.1.

Исследование электрического фильтра

Рис. 1.1. Вид основного рабочего окна программы EWB

Результаты моделирования с использованием программ EWB можно вывести на принтер, перенести в текстовый или графический редакторы, входящие в состав пакета стандартного прикладного программного обеспечения Microsoft Office.

В случае, когда необходимо получить результаты в аналитическом виде и провести экспериментальные измерения, программа EWB позволяет с помощью многооконного режима работы Windows воспользоваться программой «Калькулятор» из стандартных программ Microsoft Office для Windows. На рис. 1.2 приведено положение рабочих окон программ EWB и «Калькулятор». Как видно из рисунка, можно непосредственно наблюдать на экране результаты расчета (на табло виртуального калькулятора) и эксперимента (на экране виртуального осциллографа).

Рис. 1.2. Расположение рабочих окон программ EWB и «Калькулятор»

Основные достоинства программы EWB:

• экономия времени. Работа в реальной электротехнической лаборатории требует больших временных затрат на подготовку эксперимента. Теперь, с появлением программы EWB, электротехническая лаборатория всегда будет под рукой, что позволяет сделать изучение дисциплины ТОЭ более доступным и развивать дистанционное обучение;

• достоверность измерений. В природе не существует двух совершенно одинаковых элементов, то есть все реальные элементы имеют большой разброс значений параметров, что приводит к погрешностям в ходе проведения эксперимента. В программе EWB все элементы описываются строго установленными параметрами, поэтому каждый раз в ходе эксперимента будет повторяться результат, определяемый только параметрами элементов и алгоритмом расчета;

• удобство проведения измерений. Учеба невозможна без ошибок, а ошибки в реальной электротехнической лаборатории порой очень дорого обходятся экспериментатору. Работая с программой EWB, экспериментатор застрахован от случайного поражения током, а приборы не выйдут из строя из–за неправильно собранной схемы. Благодаря этой программе в распоряжении пользователя имеется такой широкий набор приборов, который вряд будет доступен в реальной жизни. Таким образом, всегда имеется уникальная возможность для планирования и проведения широкого спектра исследований электрических схем при минимальных затратах времени;

• графические возможности. Сложные схемы электрических цепей занимают достаточно много места, изображение при этом стараются сделать более плотным, что часто приводит к ошибкам в подключении проводников к элементам цепи. Программа EWB позволяет разместить схему таким образом, чтобы были четко видны все соединения элементов и одновременно вся схема целиком. Возможность изменения цвета проводников позволяет сделать схему более удобной для восприятия. Можно отображать различными цветами и графики, что очень удобно при одновременном исследовании нескольких зависимостей;

• стандартный пользовательский интерфейс Windows. Программа EWB использует стандартный пользовательский интерфейс Windows, что значительно облегчает ее усвоение и использование. Интуитивность и простота интерфейса пользователя делает программу доступной любому, кто знаком с основами использования Windows.