Работа 1.
Сборка и моделирования электронных схем в САПР Micro-Cap 12: общие рекомендации
Оглавление
1. СБОРКА И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В САПР MICROCAP 12: ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 2
Введение 2
1.1 О программе Micro-Cap 2
1.2 Установка программы на ПК 3
1.3 Внешний вид программы 4
1.4 Основные команды меню 4
1.5 Выбор элементов и их настройка 7
1.6 Моделирование схем во временной области 13
1.7 Моделирование схем в частотной области 21
1.8 Получение статических характеристик схем и элементов 25
Контрольные вопросы. 28
1. Сборка и моделирования электронных схем в сапр microcap 12: общие рекомендации Введение
Цель работы: знакомство с основными возможностями Micro-Cap.
Порядок выполнения работы:
1) Ознакомиться с информацией из п.п. 1.1 и 1.2.
2) Запустить программу Micro-Cap 12 и, выполняя рекомендации из п.п. 1.3 – 1.5, ознакомиться с основными возможностями программы Micro-Cap 12.
3) По п.п. 1.6 собрать и провести моделирование схем релаксационного генератора, фильтра верхних частот (ФВЧ) и получить ВАХ диода.
4) Подготовить отчет о выполненной работе.
Содержание отчета: цель работы, изучаемые в работе схемы, результаты их анализа (графики) и выводы (в данной работе они должны содержать информацию о рассмотренных вариантах анализа схем с помощью программы Micro-Cap 12).
1.1 О программе Micro-Cap
Micro-Cap – SPICE-подобная программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей с интегрированным визуальным редактором. Разрабатывается компанией Spectrum Software.
Micro-Cap является мощной программой, используемой в разработке как интегральных схем, так и печатных плат для проверки целостности схемы и для анализа её поведения.
На сегодняшний день последней разработкой программы является MicroCap 12. Приведем перечень ее основных характеристик:
огромная библиотека компонентов;
программа позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые и аналого-цифровые электронные устройства;
при многовариантном анализе допускается одновременно варьировать до 20 переменных и строить графики зависимостей характеристик схемы от варьируемых параметров, включая температуру;
большой набор макросов позволяет проводить анализ устройств, заданных в виде функциональных схем;
введен режим анимации при анализе устройств;
Перечисленные особенности отражают далеко не все достоинства программы Micro-Cap 12, которые можно почувствовать лишь при ее использовании для разработки и проектировании электронных устройств.
1.2 Установка программы на пк
Бесплатную студенческую версию Micro-Cap 12 можно скачать на официальном сайте разработчика:
http://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm
В таблице (рисунок 1.1), расположенной на сайте выберете и скачайте весь архив (Full CD) MicroCap 12.
Рисунок 1.1 – Окно официального сайта с перечнем версий, доступных для скачивания
Загрузите компакт-диск и разархивируйте его в отдельную папку. Запустите программу setup.exe, чтобы установить всю программу, включая библиотеки, примеры схем и руководства.
1.3 Внешний вид программы
При запуске программы появляется окно, показанное на рисунке 1.2. Рабочее поле программы как бы поделено на несколько областей. В центре находится рабочая область рисования схемы.
Рисунок 1.2 – Внешний вид окна программы
На верхней панели расположено меню, ниже – панель инструментов. В нижней части окна на рисунке 1.2 отмечены вкладки открытых проектов. Переключаясь между ними можно переходить от одной активной схемы к другой.
1.4 Основные команды меню
1) Меню File предназначено для загрузки или записи файлов, экспорта/импорта файлов в форматах других систем моделирования, для подготовки к печати и печати схем и результатов анализа.
Первые четыре команды этого меню: New, Open, Save, Save As – соответственно означают команды «создать новый файл», «открыть файл», «сохранить», «сохранить файл как».
2) Меню Edit включает команды редактирования схем, объектов, текста.
Основные команды меню Edit:
Can`t Undo – отмена последней команды редактирования (откат назад).
Can`t Redo – повтор последней отмененной команды (откат вперед).
Cut – удаление выбранного объекта и размещение его в буфере обмена.
Copy – копирование выбранного объекта в буфер обмена.
Paste – копирование содержимого буфера обмена в текущее окно в место на которое показывает курсор.
Clear – удаление выбранного объекта без копирования в буфер.
Select all – выделение всех объектов в текущем окне.
3) Меню Component содержит каталоги библиотек аналоговых и цифровых компонентов. Он имеет систему разворачивающихся иерархических меню, открывающихся при наведении на них курсора мышью.
На данном этапе мы будем пользоваться только разделом Component → Analog Primitives.
Раздел Analog Primitives содержит следующие подразделы:
Passive Components – резисторы, конденсаторы, катушки, диоды, трансформатор и др.
Active Devices – n-p-n и p-n-p биполярные транзисторы, МДП-транзисторы, полевые транзисторы, операционные усилители
Основные пассивные и активные примитивы могут быть выбраны с помощью группы иконок на верхней панели инструментов (рисунок 1.3):
Рисунок 1.3 – Основные активные и пассивные компоненты на панели инструментов
Waveform Sources (источники сигналов)
источник постоянного напряжения (Battery)
независимые источники напряжения и тока сложной формы, зависящие от времени (Voltage source, Current source)
источник синусоидального напряжения (Sin source)
источник импульсного сигнала (Pulse source)
Чаще всего в работах нужно будет использовать элементы Battery для источника постоянного напряжения и Sin source для источника синусоидального сигнала.
4) Меню Analysis содержит команды запуска различных режимов моделирования:
Transient... – режим анализа переходных процессов (временной анализ).
AC... – режим анализа частотных характеристик (частотный анализ).
DC ... – режим анализа передаточных функций по постоянному току .
Dynamic DC – расчет режима по постоянному току и его динамическое отображение на схеме.
Dynamic AC – расчет по переменному току напряжений, токов и фазового сдвига и динамическое отображение этих значений на схеме. В диалоговом окне задаются значения частоты и температуры.
Transfer Function... – расчет передаточных функций по постоянному току, а также входного и выходного сопротивления.
При выборе трех оставшихся режимов анализа – Probe Transient... , Probe AC... , Probe DC... . – рабочее поле делится на две части: справа размещается окно с изображением схемы, а слева окно построения графиков характеристик. Далее курсором на схеме указывается узел схемы или компонент. При этом в левой части экрана немедленно вычерчивается его характеристика.