Введение. Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается физическим или

Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоемкое исследование. Часто физическое моделирование просто невозможно из-за чрезвычайной сложности устройства, например, при разработке больших и сверхбольших интегральных микросхем. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники.

Программа Electronic Workbench (EWB) фирмы Interactive Image Technologies (Канада) предназначена для схемотехнического моделирования аналоговых и цифровых радиоэлектронных устройств различного назначения. Эта программа легко осваивается и удобна в работе. Особенностью программы EWB является наличие контрольно- измерительных приборов, по внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближенных к их промышленным аналогам, что способствует приобретению практических навыков работы с наиболее распространенными приборами: мультиметром, осциллографом, измерительным генератором и др. После составления схемы моделирование начинается щелчком обычного выключателя. Поэтому программу EWB часто применяют при обучении студентов электронике и схемотехнике [25].

Структура окна программы

Окно программы EWB 5.12 содержит поле меню, линейку инструментов и линейку библиотек компонентов. В рабочем окне программы располагается моделируемая схема.

Линейка инструментов содержит стандартные кнопки работы с файлами (создать, открыть, сохранить, печатать) и с элементами схем (вырезать, копировать, вставить).

Также на линейке инструментов присутствуют кнопки:

– Поворот выделенного элемента против часовой стрелке на 900

 

(Rotate)

– Поворот выделенного элемента относительно вертикальной оси

(Flip Horizontal)

– Поворот выделенного элемента относительно горизонтальной оси (Flip Vertical)

 

 

 

Кнопки и, а также поле ввода позволяют изменять масштаб схемы.

С помощью кнопки можно вызвать справочную систему (на английском языке).

Ниже линейки инструментов находится линейка библиотечных компонентов – компонентов, входящих в состав программы EWB.

– Favorites (Избранное). В этот раздел помещаются подсхемы, созданные пользователем.

– Sources (Источники сигналов). В раздел входят следующие компоненты:

– Ground (Заземление)

– Battery (Батарея)

– Clock (Генератор однополярных прямоугольных импульсов)

– Basic (Базовые компоненты). Раздел содержит компоненты:

– Connector (Точка соединения проводников)

– Resistor (Сопротивление)

– Capacitor (Конденсатор)

– Inductor (Индуктивность)

– Switch (Переключатель)

– Potentiometer (Потенциометр, переменное сопротивление)

– Diodes (Диоды)

– Transistors (Транзисторы). Имеются следующие виды транзисторов:

– NPN Transistor (NPN-транзистор)

– PNP Transistor (PNP-транзистор)

– N- Channel JFET (N-канальный полевой транзистор)

– P- Channel JFET (P-канальный полевой транзистор)

– Analog ICs (Аналоговые микросхемы). Сюда входят операционные усилители и компараторы.

–

 

Mixed ICs (Микросхемы смешанного типа). Здесь присутствуют аналого-цифровые преобразователи (АЦП), цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), таймер.

– Digital ICs (Цифровые микросхемы). Представлены модели промышленных микросхем серии SN74 (аналог советской серии К155), а также микросхем серии CD4000 (отечественные аналоги К164, 176, 564, 561, 1561).

– Logic Gates (Логические вентили). Раздел содержит элементы:

– 2- Input AND Gate (2-входовой вентиль И). Количество входов можно изменять от 2 до 8.

– 2- Input OR Gate (2-входовой вентиль ИЛИ). Количество входов можно изменять от 2 до 8.

– NOT Gate (Инвертор).

– 2- Input NOR Gate (2-входовой вентиль ИЛИ-НЕ).

– 2- Input NAND Gate (2-входовой вентиль И-НЕ).

– 2- Input XOR Gate (2-входовой вентиль Исключающее ИЛИ).

– 2- Input XNOR Gate (2-входовой вентиль Исключающее

ИЛИ-НЕ).

– Tristate Buffer (Тристабильный элемент).

– Buffer (Буферный элемент).

Здесь же представлены промышленные микросхемы, включающие в себя логические вентили.

– Digital (Цифровые микросхемы). В этот раздел входят следующие элементы:

– Half- Adder (Полусумматор).

– Full- Adder (Полный сумматор).

– RS Flip- Flop (RS-триггер).

– D Flip- Flop (D-триггер).

– Multiplexers (Мультиплексоры).

– Decoders (Дешифраторы).

– Encoders (Шифраторы).

– Arithmetic (АЛУ).

– Counters (Счетчики).

– Shift Registers (Регистры сдвига).

– Flip- Flops (Микросхемы триггеров).

– Indicators (Индикаторы). Раздел включает в себя следующие индикаторные приборы:

– Voltmeter (Вольтметр).

– Ammeter (Амперметр).

– Bulb (Лампа накаливания).

– Red Probe (Светоиндикатор). Может быть красным, зеленым и

синим.

– Seven- Segment Display (Семисегментный индикатор).

– Decoded Seven- Segment Display (Семисегментный индикатор с

дешифратором).

– Buzzer (Зуммер).

– Bargraph Display (Линейка из 10 независимых светодиодов).

– Decoded Bargraph Display (Линейка из 10 независимых светодиодов со встроенным АЦП).

– Controls (Аналоговые вычислительные устройства). Раздел содержит дифференциатор, интегратор, ограничители и другие элементы.

– Miscellaneous (Компоненты смешанного типа). Раздел

включает:

– Crystal (Кварцевый резонатор).

– Textbox (Текстовая строка).

– Title Block (Текстовый блок).

– Instruments (Контрольно-измерительные приборы).

Присутствуют следующие приборы:

– Multimeter (Мультиметр) – прибор для измерения напряжения, тока, сопротивления и коэффициента усиления.

 

– Function Generator (Функциональный генератор) – предназначен для задания на выходе синусоидального, треугольного или прямоугольного сигнала.

– Oscilloscope (Осциллограф) – прибор для отображения формы

 

сигнала.

– Bode Plotter (Измеритель амплитудно-частотных и

фазочастотных характеристик).

– Word Generator (Генератор слова) – предназначен для генерации 16-разрядных двоичных слов.

– Logic Analyzer (Логический анализатор) – предназначен для отображения 16-разрядных двоичных слов.

– logic Converter (Логический преобразователь) – предназначен для отображения таблицы истинности исследуемой схемы.

Создание схем

Прежде чем создавать чертеж принципиальной схемы средствами программы EWB, необходимо на листе бумаги подготовить ее эскиз с примерным расположением компонентов.

В общем случае процесс создания схемы начинается с размещения на рабочем поле EWB компонентов из библиотек программы в соответствии с подготовленным эскизом. Необходимая библиотека выбирается с помощью щелчка мышью на её значке. Открытую библиотеку можно расположить в любом месте с помощью перетаскивания за заголовок.

Необходимый для создания схемы компонент переносится из библиотеки на рабочее поле программы мышью при нажатой левой кнопке, после чего кнопка отпускается. Чтобы изменить параметры компонента, производится двойной щелчок по значку компонента. В раскрывающемся диалоговом окне устанавливаются требуемые параметры (сопротивление резистора, число входов логического вентиля и т. д.), и выбор подтверждается нажатием кнопки Accept или клавиши Enter.

После размещения компонентов производится соединение их выводов проводниками. При этом необходимо учитывать, что к выводу компонента можно подключить только один проводник. Для выполнения подключения курсор мыши подводится к выводу компонента, после появления прямоугольной площадки черного цвета нажимается левая кнопка; появляющийся при этом проводник протягивается к выводу другого компонента до появления на нем такой же прямоугольной площадки, после чего кнопка мыши отпускается, соединение готово.

При необходимости подключения к этим выводам других проводников в библиотеке Basic выбирается Connector (точка соединения) и переносится на ранее установленный проводник. Чтобы точка почернела (первоначально она имеет красный цвет), необходимо щелкнуть мышью по свободному месту рабочего поля. Если эта точка действительно имеет электрическое соединение с проводником, то она полностью окрашивается черным цветом. Если на ней виден след от пересекающего проводника, то электрического соединения нет и точку необходимо установить заново. После удачной установки к точке соединения можно подключить еще два проводника.

Если необходимо переместить отдельный сегмент проводника, к нему подводится курсор, нажимается левая кнопка и после появления в вертикальной или горизонтальной плоскости двойного курсора производятся нужные перемещения.

Описания компонентов

Дата добавления: 2015-07-14