Порядок работы с системой Micro-Cap V

Последовательность действий при моделировании может быть следующей:

1. Изображение моделируемой схемы с указанием типов функциональных блоков, полупроводниковых компонентов (диодов, транзисторов, операционных усилителей и т.п.) и номиналов резисторов конденсаторов и катушек индуктивности.

2. Определение номеров узлов схемы.

3. Формирование задания на моделирование и проведение моделирования.

4. Регистрация результатов моделирования.

1. ИЗОБРАЖЕНИЕ МОДЕЛИРУЕМОЙ СХЕМЫ

Моделируемая схема вводится в режиме Редактирования схем. Этот режим устанавливается автоматически при запуске программы. Для ввода новой схемы нужно последовательно выбрать пункты меню FILE-NEW. В раскрывшемся диалоговом окне следует установить переключатель SCHEMATIC (щелчком левой кнопки мыши) и подтвердить выбор, щелкнув на кнопке OK.

Для удобства размещения компонентов схемы на рабочее поле чертежа можно нанести сетку, последовательно выбирая пункты меню OPTION-VIEW, и щелкнув на строке GRID.

На рабочем поле размещаются все компоненты схемы, включая источники питания и входных сигналов. После этого компоненты соединяются проводниками в соответствии с принципиальной схемой.

Хотя бы к одному узлу схемы должен быть подключен компонент Ground - “земля”. Обычно это узел, потенциал которого принимается за нуль: при одном источнике питания это либо «+», либо «-»; при двух источниках - это узел, в котором источники соединяются между собой. При логическом моделировании цифровых схем компонент Ground можно не использовать.

Наиболее часто используемые компоненты содержатся на рабочей палитре компонентов. Для её вывода на экран нужно нажать на клавиатуре комбинацию клавиш CTRL_<номер_палитры>.

Для размещения компонентов на поле чертежа нужно:

1. щелкнуть левой кнопкой мыши на нужном компоненте в палитре,

2. перевести указатель мыши на рабочее поле и нажать (не отпуская) левую кнопку,

3. буксировать появившийся компонент в нужное место,

4. для поворота компонента щелкнуть правой кнопкой (удерживая нажатой левую) нужное число раз,

5. компонент фиксируется после отпускания левой кнопки.

Численные значения введенных компонентов (резисторов, конденсаторов, постоянных напряжений, токов и т.п.) могут содержать суффиксы, соответствующие степеням 10:

N =10^-9, U =10^-6, M =10^-3, K =10³, MEG =10⁶. При выводе графиков, для экономии места, программа вместо М печатает m, а вместо MEG выводит М.

Для построения переходных процессов и статических характеристик можно использовать импульсный источник входных сигналов PULSE. Он формирует периодический сигнал трапецеидальной формы (см. рис.) с параметрами:

V

Y(t)

P5

ONE –максимальное значение сигнала,

V

VONE

ZERO –минимальное значение сигнала,

P

VZERO

1 –начало переднего фронта,

Р 2 –начало плоской вершины,

Р

t

P1

3 –начало заднего фронта,

Р

P2

P3

4 –конец заднего фронта импульса,

Р

P4

5 –период повторения импульсов.

Значения моментов времени могут совпадать. Параметры источника можно задать после его размещения на схеме. Для этого нужно перейти в режим текстового описания схемы (CTRL_G) и найти строку «.MODEL PULSE PUL ( )». В скобки нужно ввести требуемые параметры, например:

.MODEL PULSE PUL (VONE=5 VZERO=0 P1=0 P2=1U P3=0.1 P4=0.11 P5=0.2). Возврат в режим редактирования схем осуществляется повторным нажатием клавишей CTRL_G.

Для перехода в режим ввода проводников нужно нажать на клавиатуре клавиши CTRL_W. В процессе соединения указатель мыши подводится к одному узлу, нажимается левая кнопка, указатель перемещается к другому узлу и кнопка отпускается.

При желании введенную схему можно отредактировать. Процесс редактирования включат в себя:

• выбор конкретного компонента, проводника или номинала (резистора, конденсатора, источника энергии)

• поворот, перемещение или уничтожение выбранного элемента схемы,

• изменение номинала.

Для перехода в режим выбора элемента на клавиатуре нажимается комбинация CTRL_E. Выбор производится щелчком левой кнопки на нужном элементе. Выбранный элемент меняет свой цвет. Для перемещения элемента нужно нажать левую кнопку, буксировать элемент в нужное место и отпустить кнопку. Поворот происходит после щелчка правой кнопкой мыши. Для удаления элемента нажимается кнопка DELETE на клавиатуре.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОМЕРОВ УЗЛОВ

Номера узлам схемы присваиваются программой автоматически. Они используются при формировании заданий на моделирование. Для вывода на схему номеров узлов можно выбрать пункт меню OPTIONS и в выпадающем меню пункта VIEW отметить строку NODE NUMBER. Удаление этой отметки удаляет со схемы номера узлов. Заземленным узлам присваивается номер “0”.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ

При моделировании можно исследовать работу схемы в переходных процессах, определить её частотные характеристики и построить зависимость между напряжениями и токами в разных элементах схемы в статическом режиме.

1. Построение функций времени (переходных функций).

В качестве источника воздействия используется Pulse source. Параметр Р1 может быть равен нулю, Р2 –малую величину порядка наносекунд (для обеспечения крутизны переднего фронта), параметры Р3, Р4 и Р5 должны быть больше ожидаемой длительности переходного процесса.

Для перехода в режим моделирования выбирается пункт меню ANALISIS и подпункт Transient Analisis (анализ переходных процессов), при этом открывается окно заданий на моделирование. В нем указываются:

• ожидаемая длительность переходного процесса (Time Range),

• нулевые начальные условия (State Variables: Zero),

• предварительный расчет начальной точки (флажок Operating Point),

• автоматический выбор масштаба графиков (флажок Auto Scale Ranges).

В нижней части окна размещается таблица, в которой задаётся способ отображения результатов моделирования:

-X Expression –имя величины, откладываемой по горизонтальной оси (Т –время);

-Y Expression - имя величины, откладываемой по вертикальной оси.

В качестве имен отображаемых величин можно использовать:

• напряжение между узлами схемы (V(3,4) –напряжение между узлами 3 и 4),

• напряжение на выводах компонента (V(R2) –напряжение на резисторе R2),

• ток через компонент или через ветвь, соединяющую два узла (I(R6), I(3,7)).

На экране может быть изображено несколько графиков. Они могут выводиться в одно или несколько разных окон. Номер окна для представления данного графика указывается в графе Р. Для добавления новой строки в таблице описания графиков нужно щелкнуть на кнопке ADD.

Процесс моделирования начинается после щелчка на кнопке RUN. Возврат в режим редактирования схемы происходит по нажатию клавиши F3.

При моделировании цифровых схем в поле Y Expression вводится номер нужного узла в формате D(номер_узла).