Методические указания к работе Electronics Workbench

Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается физическим и математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоемкое исследование. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники.

Программа Electronics Workbench фирмы Interactive Image Technologies (Канада) предназначена для схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств различного назначения, представленных большим количеством практических схем. Она может быть использована в учебных заведениях при проведении лабораторных работ по основам электротехники, электроники, вычислительной техники, автоматики и радиоприемных и передающих устройств.

Особенностью программы является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам. Программа легко осваивается и достаточно удобна в работе. После составления схемы и ее упрощения при необходимости путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного выключателя (кнопки).

При подготовке к выполнению лабораторных работ студенты должны изучить (повторить) правила работы на компьютере, особенности программы Electronics Workbench и соответствующий теоретический материал.

Внешний вид рабочего экрана представлен на рисунке 1.1

Структура окна и система меню

Рисунок 1.1- Внешний вид экрана, при запуске WorkBench

В левом верхнем углу располагается строка Меню. Под ней находятся кнопки быстрого вызова некоторых команд меню (Рисунок 1.2), расположенных в несколько групп (если задержать курсор на определенной кнопке на некоторое время, то рядом с курсором появится всплывающая подсказка о том, какую команду выполняет данная кнопка):

Рисунок 1.2 - Кнопки быстрого вызова команд меню

1 группа: “New” - удаляет старый проект (файл, схему) и создает новый чистый лист.

“Open” - удаляет старый и загружает имеющийся на диске проект.

“Save” - сохраняет текущий проект на диске.

“Print” - печатает текущий проект на принтере.

2 группа: “Cut” - поместить выделенные элементы в буфер и удалить их с рабочего листа.

“Copy” - поместить выделенные элементы в буфер, но оставить их на рабочем листе.

“Paste” - вставить содержимое буфера на рабочий лист.

3 группа: ”Rotate” - осуществляет поворот против часовой стрелки выделенных компонентов.

“Flip Horizontal” - перевернуть по горизонтали выделенные компоненты.

“Flip Vertical” - перевернуть по вертикали выделенные компоненты.

“Create Subcircuit” - создать подсхему.

“Display Graphs” - показать графики.

4 группа: “Component Properties” - вызывает диалоговое окно свойств компонента.

“Zoom Out” - уменьшить масштаб рабочего листа.

“Zoom In” - увеличить масштаб.

“Scale Factor” - изменить масштаб.

5 группа: “Help” - вызов справочной информации (на английском языке).

Кнопка включения (Рисунок 1.3) начинает или останавливает процесс моделирования работы схемы. Кнопка “Pause” приостанавливает процесс моделирования.

Рисунок 1.3 - Кнопки включения и приостановки

процесса моделирования работы схемы

Кнопки выбора стандартных элементов моделирования схемы (Рисунок 1.4), так же делятся на несколько групп:

Рисунок 1.4 - Кнопки выбора стандартных элементов

1 группа: “Favorites” - подсхемы созданные с помощью кнопки “Create Subcircuit”.

2 группа: “Sources” - простые и управляемые элементы питания (Рисунок 1.5).

“Basic” - основные элементы (узел, сопротивление, переменное сопротив-ление, емкости, индуктивности, ключи и т.д.) (Рисунок 1.6).

Примечание:

- ключ - это переключатель, используемый во всех лабораторных работах. Управление (переключение) производится нажатием цифровых клавиш клавиатуры компьютера или пробелом (Space), что указывается на схеме. Переключение возможно только если схема включена и находится в активном режиме (непрерывный или пауза), курсор наводится на любое свободное место рабочего поля окна после редактирования, настройки измерительных приборов, включения-выключения, паузы и нажимается левая клавиша “мышки”;

- управление переменными резисторами от 0% до 100% номинала осуществляется в сторону увеличения нажатием назначенных цифровых клавиш на клавиатуре, а в сторону уменьшения одновременным нажатием клавиши “Ctrl” и соответствующей цифровой.

“Diodes” - диодные модели элементов (диоды, светодиоды, диоды Шоттки и т.д.).

“Transistors” - транзисторные модели элементов (биполярные и полевые транзисторы).

3 группа: “Analog Ics” - аналоговые схемы (усилители, компараторы и т.д.) (Рисунок 1.7).

“Mixed Ics” - смешанные схемы (аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи...) (Рисунок 1.8).

“Digital Ics” - цифровые схемы.

4 группа: “Logic Gates” - логические элементы (И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и т.д.) (Рисунок 1.9).

“Digital” - цифровые элементы (сумматоры, триггеры, мультиплексоры, счетчики и т.д.) (Рисунок 1.10).

5 группа: “Indicators” - индикаторы (вольтметры, амперметры, свето-индикаторы, цифровые индикаторы и т.д.) (Рисунок 1.11).

“Controls” - схемы, выполняющие, какое-либо функциональное преобразо-вание (интегрирование, дифференцирование, умножение и т.д.).

“Miscellaneous” - специальные схемы (кварцевый резонатор, линии передачи, вакуумные лампы и т.д.).

6 группа: “Instruments” - специальные измерительные приборы (Рисунок 1.12).

Рисунок 1.5 - Элементы питания

Рисунок 1.6 - Основные элементы

Рисунок 1.7 - Аналоговые схемы

Рисунок 1.8 - Смешанные схемы

Рисунок 1.10 - Цифровые элементы

Рисунок 1.11 - Индикаторы

Рисунок 1.12 - Специальные

измерительные приборы

Создание схем

Прежде чем создавать чертеж принципиальной схемы средствами программы EWB, необходимо на листе бумаги подготовить ее эскиз с примерным расположением компонентов и с учетом возможности оформления отдельных фрагментов в виде подсхем:

а) выбрать на панели элементов (Рисунок 1.4) нужные группы элементов (щелкнуть поочередно по кнопкам “Sources”, “Basic”, “Diodes”);

б) появится окно с пассивными компонентами (Рисунки 1.5, 1.6 и 1.7);

в) выбрать необходимые элементы (резисторы, диоды, источники питания) и поместить их в рабочую область (Рисунок 1.1). Перенос осуществляется следующим образом: курсор наводится на необходимый элемент, нажав левую клавишу мыши и не отпуская ее, курсор переводят в то место, где необходимо расположить элемент - клавишу мыши отпустить (перенос путем «захвата элемента»);

г) таким же образом необходимо поместить на рабочий лист источники напряжения и нулевой узел (Рисунок 1.5);

д) связь одного элемента с другим элементом осуществляется следующим образом: курсор подводится к выводу элемента (появляется черная точка на выводе элемента) надо нажать левую клавишу мыши и вести курсор к выводу другого элемента. В момент соединения на выводе соединяемого элемента так же появляется черная точка, что означает момент соединения. Клавишу мыши необходимо отпустить - появляется линия соединения;

е) для удаления линии соединения необходимо установить курсор на место соединения с элементом до появления черной точки. В момент появления черной точки, нажать левую клавишу мыши и, не отпуская ее, отвести курсор в сторону и отпустить клавишу. Линия соединения исчезнет;

ж) передвижение элемента влечет за собой и изменения линии соединения, те линия соединения удлиняется или уменьшается;

з) удаление элемента. Необходимо выделить элемент (элемент подсвечи-вается) и нажать клавишу Del.;

и) затем с панели контрольно-измерительных приборов (Рисунок 1.12) на рабочую область помещаем осциллограф. Измерительный прибор устанавли-вается следующим образом: необходимо выбрать измерительный прибор, захватить его курсором мыши и, не отпуская перенести на рабочую поверхность. Место на приборной панели остается пустым. Двойное нажатие открывает панель прибора;

к) чтобы установить номинал и другие параметры компонента необходимо два раза щелкнуть мышью по символу его графического изображения и в раскрывающемся после этого окне установить нужные параметры (выбрать номинал резистора, тип транзистора и др.);

л) схема готова.

Все контакты элементов, при выборе их курсором, подсвечиваются черной точкой.