Моделирование в Electronics Workbench

Введение

Проектирование всех радиоэлектронных устройств должно сопровождаться физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование обычно сопряжено со значительными материальными затратами, так как оно предполагает создание макетов и их достаточно трудоемкое изучение. Иногда физическое моделирование просто не представляется возможным по причине повышенной сложности оборудования, к примеру, при проектировании больших и сверхбольших интегральных микросхем. В таком случае специалисты применяют математическое моделирование с привлечением средств и методик вычислительной техники. Например, общеизвестный программный пакет P-CAD имеет в своем составе блок логического моделирования цифровых устройств, но при этом для начинающих пользователей, включая и студентов, он может представлять существенные трудности при его освоении. Не меньше трудностей может возникнуть и с применением системы Design Lab.

Как показывает анализ состояния программного обеспечения схемотехнического моделирования, на этапах первоначального изучения методик автоматизированного проектирования, а также на этапах осуществления поисковых и исследовательских работ является целесообразным использование программы Electronics Workbench (EWB).

Основы моделирования в Electronics Workbench

Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench разработана для моделирования и анализа электрических схем. Окно этой программы представлено на рисунке ниже.

Рисунок 1. Окно программы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Программа Electronics Workbench предоставляет возможность моделирования аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых схем большого уровня сложности. Существующий в программе набор библиотек имеет в своем составе большую совокупность широко используемых электронных элементов. А также имеется возможность подключать и создавать новые библиотеки элементов.

Параметры элементов могут изменяться в большом диапазоне величин. Простые элементы могут быть описаны совокупностью параметров, значения которых могут изменяться прямо с клавиатуры. Активные компоненты являются моделью, которая представляет собой набор параметров и описывает конкретный элемент или его идеальное отображение.

Модель может быть выбрана из списка библиотек элементов, а параметры модели также могут изменяться пользователями. Большая совокупность приборов предоставляет возможность выполнять измерения разных величин, определять входные воздействия, выстраивать графики. Каждый прибор отображается в виде, который максимально приближен к реальности, поэтому использовать его просто и удобно.

Итоги моделирования могут быть выведены на принтер или импортированы в текстовые или графические редакторы для их дальнейшего использования. Программа Electronics Workbench является совместимой с программой P-SPICE, что означает возможность экспорта и импорта схем и итогов измерений в различные ее варианты.

К основным достоинствам программы следует отнести, прежде всего, экономию времени. Исследования в реальной лаборатории сопряжены с большими временными затратами на подготовку эксперимента. А наличие программы Electronics Workbench по сути способно заменить электронную лабораторию, которая будет всегда будет под рукой, что делает исследования электрических схем более доступными.

С точки зрения достоверности измерений следует отметить, что в природе нет даже пары абсолютно одинаковых элементов. То есть все существующие элементы обладают большим разбросом значений, что может привести к погрешностям в ходе выполнения экспериментов. В программе Electronics Workbench каждый элемент описывается строго заданными параметрам, поэтому каждый раз в процессе эксперимента будет повторяться результат, который определяется лишь параметрами элементов и алгоритмами расчетов.

Обучение невозможно без ошибок, а ошибки в реальных лабораториях порой могут очень дорого обойтись экспериментаторам. Используя программу Electronics Workbench, экспериментаторы застрахованы от случайных поражений током, а приборы не могут сломаться по причине неверно собранной схемы. Благодаря этой программе в наличии у пользователей присутствует самый широкий инструментальный набор, который никогда не станет доступным в реальных условиях.

Все изложенное выше означает, что у пользователя всегда присутствует уникальная возможность для планирования и осуществления обширного спектра исследований электронных схем при незначительных временных затратах. Сложные схемы могут занимать очень много места, изображение в этом случае пользователи стремятся выполнить более плотным, что иногда может приводить к ошибкам в подключениях проводников к компонентам цепи. Программа Electronics Workbench предоставляет возможность размещения схемы таким образом, чтобы были ясно отображены все соединения компонентов и при этом видна вся схема целиком.

Интуитивно понятный и простой интерфейс делает программу доступной каждому пользователю, знакомому с азами работы с операционной системой Windows. Программа Electronics Workbench основывается на типовых компонентах программы SPICE. Это дает возможность экспортировать разные модели компонентов и выполнять обработку результатов, путем использования дополнительных возможностей разных версий программы Р-SPICE.

В библиотеки элементов программы включены пассивные элементы, такие как, транзисторы, управляемые источники, управляемые ключи, гибридные элементы, индикаторы, логические элементы, триггерные устройства, цифровые и аналоговые элементы, специализированные комбинационные и последовательные схемы.

Активные компоненты могут представляться моделями идеальных, а также и реальных элементов. Имеется возможность создания своих моделей элементов.