6. Исследование электрических схем с использованием персонального компьютера

В настоящее время в связи с массовым внедрением персональных компьютеров (ПК) в повседневную жизнь значительно упростились все математические расчеты и исследования физических процессов. ПК позволил автоматизировать сложные вычисления, а также на несколько порядков увеличил скорость их обработки. Большое разнообразие программных средств дает широкие возможности по изучению различных функциональных зависимостей, статистических данных, проектированию электрических схем и разработке печатных плат. Существует достаточно широкий ассортимент программных продуктов, позволяющих моделировать с помощью ПК различные процессы, в том числе – и электрические.

Таким образом, задав необходимую функциональную зависимость некоторой величины, можно узнать о ее поведении на определенном интервале, а если задать необходимые параметры электрической цепи, то можно прямо на экране компьютера увидеть графики переходных процессов, протекающих в ней и т.д.

Следует также отметить, что, несмотря на очень высокую точность программного моделирования, конечный результат может отличаться от реального из-за того, что даже при использовании ПК невозможно учесть всех факторов, оказывающих влияние на исследуемый объект.

Из всего многообразия программных продуктов, позволяющих исследовать электрические цепи, можно отметить следующие:

а). Mathsoft MathCAD (версии 6.0 Plus, 7.0, 8.0)

б). Microcap-V

в). Electronic WorkBench 5.0

г). Microchip FilterLab и другие.

Программа MathCAD основана на математическом расчете уравнений, систем уравнений, функций и т.д., поэтому, с практической точки зрения, она не совсем подходит для моделирования электрических цепей.

Microcap и WorkBench – это две очень похожие по принципу программы. Они основаны на использовании готовых моделей реальных элементов, а процесс моделирования похож на работу с обычным конструктором – соединяй элементы в нужном порядке и смотри на результат. Для правильной работы схемы необходимо довольно подробно задавать параметры каждого элемента в отдельности, что создает определенные трудности при работе с программами такого рода.

FilterLab – это программа, ориентированная на исследование только активных электрических фильтров. Она основана на использовании готовых схемных блоков без необходимости задания каждого элемента в отдельности, поэтому и представляет больший практический интерес.

7. Обзор программы FilterLab для исследования активных фильтров на оу

7.1. Общие сведения.

Программа Microchip FilterLab version 1.0.40 является программным продуктом фирмы Microchip Technology Inc. Данная программа позволяет визуально исследовать АЧХ ФНЧ в зависимости от конкретной схемной реализации фильтра. Простота и наглядность делают эту программу весьма привлекательной для исследования активных ФНЧ, построенных на ОУ.

FilterLab распространяется бесплатно с сайта в интернете по адресу htpp://www.microchip.com. Для загрузки (скачивания) программы подойдет любой интернет-броузер (программа для удобного визуального доступа к интернет ресурсам), например Microsoft Internet Explorer. Дистрибутив программы занимает примерно 4,3 Мб дискового пространства. При этом установленная версия занимает примерно 2,7 Мб. Программа ориентирована на новейшие операционные системы Windows’9x или Windows NT.

Для установки программы FilterLab 1.0.40 нужен ПК класса i80486 и выше (желателен Pentium, хотя программа не очень требовательна к мощности процессора).

После установки программы, в меню Пуск - Программы появляется пункт FilterLab с одним единственным элементом FilterLab, щелкнув на котором один раз можно запустить саму программу. Запустив программу FilterLab указанным выше способом, вы, через некоторое время (зависит от быстродействия ПК) увидите основное окно программы (рис. 7.1).

Обычно при запуске программы в центре основного окна появляется меньшее окно – окошко Tip Of The Day, которое позволяет пользователям, знакомым с английским языком, быстро ознакомиться с возможностями FilterLab. Для переключения тем служит кнопка Next Tip, а для перехода к работе с FilterLab – кнопка OK. Можно убрать появление этого окошка, удалив птичку в прямоугольнике в нижнем левом углу окошка Tip Of The Day.

К ак известно [5], Windows’9x - многозадачная система, позволяю­щая быстро переключаться с решения одной задачи на решение другой (в частности, путем одновременного нажатия клавиш Alt и Tab). Возмож­но также управление окнами различных приложений. Для этого в пра­вом верхнем углу окна FilterLab помещены три кнопки в виде маленьких квадратов.

Левая кнопка сворачивает окно, сохраняя FilterLab активным. При этом в панели задач Windows (внизу экрана) появляется бирка с пик­тограммой системы и ее названием. Если загружены и другие приложе­ния Windows, то и их бирки будут видны в панели задач и активизируя их можно делать активным то или иное приложение.

Средняя кнопка выполняет функции переключения размеров окна – она раскрывает окно на весь экран или задает окно в уменьшенном раз­мере. При этом окно можно растягивать в разных направлениях, уце­пившись за его стороны (границы) или углы курсором мышки. Он при этом приобретает вид тонких двухсторонних стрелок, указывающих на на­правление, в котором можно растягивать или сужать окно.

Третья кнопка (с жирным наклонным крестиком) служит для закрытия ок­на. При этом работа с приложением (FilterLab или другим) завершается.