Часть 2. Методические указания по использованию программы моделирования электрических и электронных устройств Electronics Workbench.

2.1. Основные элементы программы.

2.1.1 Интерфейс

Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench (EWB) предназначена для моделирования и анализа электрических схем.

Программа EWB позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов, параметры которых можно изменять в широком диапазоне значений.

Программа EWB использует стандартный интерфейс Windows. На

рис 1.1 представлен внешний интерфейс пользователя программы EWB.

Рис. 1.1. Внешний вид экрана компьютера при работе с программой EWB.

Интерфейс пользователя состоит из полоски меню, панели инструментов и рабочей области.

2.1.1.1. Основные меню и команды.

Полоса меню состоит из следующих компонент: меню работы с файлами (File), меню редактирования (Edit), меню работы с цепями (Circut), меню анализа схем (Analysis), меню работы с окнами (Window), меню работы с файлами справок (Help).

1. Меню File (Файл) используется для работы с документами. В это меню входят:

New – для создания новых документов;

кнопка и команда Open – для открытия документов;

кнопка и команда Save – для сохранения документов;

кнопка и команда Print – для печати документов.

2. Меню Edit (Правка) для редактирования документов. В это меню входят:

кнопка и команда Cut – для вырезания фрагментов документов;

кнопка и команда Copy – для копирования фрагментов документов;

кнопка и команда Paste – для вставки фрагментов документов.

3. Меню Circut (Цепь) для подготовки схем и задания параметров моделирования. В это меню входят:

кнопка и команда Rotate – для вращения компонентов схем;

кнопкаи командаFlip Horizontal – для зеркального отображения компонентов схем по горизонтали;

кнопкаи командаFlip Vertical – для зеркального отображения компонентов схем по вертикали;

кнопка и командаZoom Out – для уменьшения компонентов и схем;

кнопка и командаZoom In – для увеличения компонентов и схем.

1.1.1.4. Меню Analysis (Анализ) позволяет выполнить различные анализы. Анализ будет выполнен только в том случае когда это возможно для данной схемы.

1.1.1.5. Меню Window (Окно) позволяет осуществить операции работы с окнами. В это меню входят:

команда Arrange - команда аккуратно расставляет открытые окна и может выполняться при одновременном нажатии клавиш CTRL+W;

команда Circuit (Цепь) - команда переносит окно схемы на передний план;

команда Description (Описание) - команда открывает окно описания, при этом если окно описания уже открыто, переносит его на передний план. Операция также может выполняться при одновременном нажатии клавиш CTRL+D.

1.1.1.6. Меню Help (Помощь) предоставляет вызов файла-справки и может быть осуществлено нажатием клавиши F1.

2.1.1.2. Панели инструментов.

Панель инструментов состоит из “быстрых кнопок”, имеющих аналоги в меню кнопок запуска и приостановки схем, набора радиоэлектронных аналоговых и

цифровых деталей, индикаторов, элементов управления и инструментов.

На рис. 1.2 представлен внешний вид строки групп компонентов схем.

Рис.1.2. Строка основных групп компонентов схем.

1.1.2.1. Кнопка и группа компонентовSources – для моделирования источников питания электрических схем. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели источников, в которую входит 23 компонента. На рис. 1.3 представлен внешний вид строки группы Sources.

Рис.1.3. Строка группы Sources.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Sources:

кнопка и компонент «Земля» - компонент "Заземление" имеет нулевое напряжение и служит точкой для отсчета потенциалов;

кнопка и компонент «Источник постоянного напряжения», величина которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Источник постоянного тока», величина которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Источник переменного напряжения», величина которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Источник переменного тока», величина которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Источник напряжения, управляемый напряже-нием», коэффициент передачи которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Источник тока, управляемый напряжением», коэффициент передачи которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Генератор амплитудно-модулированных колеба-ний», напряжение, частота несущей, индекс и частота модуляции которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Генератор фазо-модулированных колебаний», напряжение, частота несущей, индекс и частота модуляции которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.2. Кнопка и группа компонентовBasic для моделирования пассивных компонентов электрических схем. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели базовых компонентов, в которую входит 20 компонента. На рис. 1.4 представлен внешний вид строки группы Sources.

Рис.1.4. Строка группы Basic.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Basic:

кнопка и компонент «Соединение» - точка соединенияч проводников, используемая также для введения надписей в схему;

кнопка и компонент «Резистор», сопротивление которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Потенциометр», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Конденсатор», ёмкость которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Катушка», индуктивность которой задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Воздушный трансформатор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Трансформатор с сердечником», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Переключать, управляемый нажатием задава-емой клавиши клавиатуры», управляющая клавиша которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.3. Кнопка и группа компонентовDiodes для моделирования полупроводниковых диодов. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели полупроводниковых диодов, в которую входит 8 компонентов. На

рис. 1.5 представлен внешний вид строки группы Diodes.

Рис.1.5. Строка группы Diodes.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Diodes:

кнопка и компонент «Полупроводниковый диод», параметры кото-рого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Стабилитрон», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Светодиод», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Мостовой выпрямитель», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.4. Кнопка и группа компонентовTransistors для моделирования биполярных и полевых транзисторов. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели транзисторов, в которую входит 14 компонентов. На рис. 1.6 представлен внешний вид строки группы Transistors.

Рис.1.6. Строка группы Transistors.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Transistors:

кнопка и компонент «Биполярный транзистор типаn-p-n», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Биполярный транзистор типаp-n-p», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Полевой транзистор сn-каналом и управля-ющим p-n переходом», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Полевой транзистор с р-каналом и управля-ющимp-n переходом», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Полевой транзистор на основе металлооксидной плёнки (МОП – транзистор) сn-каналом», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Полевой транзистор на основе металлооксидной плёнки (МОП – транзистор) с р-каналом», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.5. Кнопка и группа компонентовAnalog ICs для моделирования операционных усилителей. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели операционных усилителей, в которую входит 6 компонентов. На рис. 1.7 представлен внешний вид строки группы Analog ICs.

Рис.1.7. Строка группы Analog ICs.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Analog ICs:

кнопка и компонент «Линейная модель операционного усилителя», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Нелинейная модель операционного усилителя», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Компаратор - операционный усилитель, предназначенный для сравнения напряжений», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна.

1.1.2.6. Кнопка и группа компонентовMixed для моделирования аналого-цифровых схем. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели аналого-цифровых схем, в которую входит 5 компонентов. На рис. 1.8 представлен внешний вид строки группы Mixed.

Рис.1.8. Строка группы Mixed.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Mixed:

кнопка и компонент «Аналого-цифровой преобразователь», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Цифро-аналоговый преобразователь с внешним опорным источником тока», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Цифро-аналоговый преобразователь с внешним опорным источником напряжения», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Одностабильный мультивибратор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Таймер», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.7. Кнопка и группа компонентовDigital ICs для моделирования цифровых устройств. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели цифровых устройств, в которую входит 6 компонентов. На рис. 1.9 представ-

Рис.1.9. Строка группы Digital ICs.

лен внешний вид строки группы Digital ICs.

1.1.2.8. Кнопка и группа компонентовLogic Gates для моделирования логических элементов. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели логических элементов, в которую входит 18 компонентов. На рис. 1.10 представлен внешний вид строки группы Logic Ggates.

Рис.1.10. Строка группы Logic Gates.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Logic Gates:

кнопка и компонент «Логический элемент И», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический элемент И-НЕ», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический элемент ИЛИ», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический элемент ИЛИ-НЕ», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический элемент НЕ», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Триггер Шмитта», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.9. Кнопка и группа компонентовDigital для моделирования цифровых элементов. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели цифровых элементов, в которую входит 14 компонентов. На рис. 1.11 представлен внешний вид строки группы Digital.

Рис.1.11. Строка группы Digital.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Digital:

кнопка и компонент «RS - триггер», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «JK - триггер», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «D - триггер», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.10. Кнопка и группа компонентовIndicator для моделирования индикаторных устройств. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели индикаторных устройств, в которую входит 9 компонентов. На рис. 1.12 представлен внешний вид строки группы Indicator.

Рис.1.12. Строка группы Indicator.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Indicator:

кнопка и компонент «Вольтметр», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Амперметр», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Лампа накаливания», параметры которой задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Светоиндикатор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Семисегментный индикатор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.11. Кнопка и группа компонентовControl для моделирования аналоговых функциональных устройств. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели аналоговых функциональных устройств, в которую входит 12 компонентов. На рис. 1.13 представлен внешний вид строки группы Control.

Рис.1.13. Строка группы Control.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Control:

кнопка и компонент «Аналоговый умножитель», коэффициент передачи которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Аналоговое устройство деления», коэффициент передачи которого задаётся с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.12. Кнопка и группа компонентовMiscellaneous для моделирования компонентов смешанного типа. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели компонентов смешанного типа, в которую входит 13 компонентов. На рис. 1.14 представлен внешний вид строки группы Miscellaneous.

Рис.1.14. Строка группы Miscellaneous.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Miscellaneous:

кнопка и компонент «Плавкий предохранитель», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Кварцевый резонатор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

1.1.2.13. Кнопка и группа компонентовInstruments для моделирования контрольно–измерительных приборов. Нажатие на эту кнопку вызывает появление панели контрольно–измерительных приборов, в которую входит 7 компонентов. На рис. 1.15 представлен внешний вид строки группы Instruments.

Рис.1.15. Строка группы Instruments.

Далее рассмотрены некоторые компоненты группы Instruments:

кнопка и компонент «Мультиметр», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Функциональный генератор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Осциллограф», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Графопостроитель», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Генератор слова», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический анализатор», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;

кнопка и компонент «Логический преобразователь», параметры которого задаются с помощью соответствующего диалогового окна;