Программа Electronics Workbench –
назначение, способ применения
История создания программы Electronics Workbench (EWB)
начинается с 1989 г. Ранние версии программы состояли из двух независимых
частей. С помощью одной половины программы можно было моделировать аналоговые
устройства, с помощью другой — цифровые. Такое "раздвоенное"
состояние создавало определенные неудобства, особенно при моделировании
смешанных аналого-цифровых устройств. В 1996 г. в версии 4.1 эти части были
объединены и через полгода выпущена пятая версия программы. Она дополнена
средствами анализа примерно в объеме программы Micro-Cap
V, переработана и несколько расширена библиотека компонентов. Средства анализа
цепей выполнены в типичном для всей программы ключе — минимум усилий со стороны
пользователя. Дальнейшим развитием EWB является программа EWB Layout, предназначенная для разработки печатных плат.
Программа EWB обладает преемственностью снизу вверх, т.е. все схемы, созданные
в версиях 3.0 и 4.1, могут быть промоделированы в версии 5.0. Следует отметить,
что EWB позволяет также моделировать устройства, для которых задание на
моделирование подготовлено в текстовом формате SPICE, обеспечивая совместимость
с программами Micro-Cap и PSpice,
Разработка
любого электротехнического 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.
Программное обеспечение комплекса Electronics Workbench (EWB)
— разработка фирмы Interactive Image
Technologies (www.interactiv.com). 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 путем оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного
выключателя.
Необходимо отметить, что как учебная
программа EWB обладает весьма важным достоинством, которое заключается в
развитии творческого начала учащегося: он может не только выполнять задания
преподавателя, но и имеет возможность предложить и апробировать свои
технические решения, а это уже творчество, которое превращает учебный процесс в
увлекательное занятие. Учитывая легкость освоения программы, следует отметить,
что эта программа и, соответственно, руководство по ее применению будут полезны
студентам.
Компоненты и проведение экспериментов
В библиотеки компонентов программы входят
пассивные элементы, транзисторы, управляемые источники, управляемые ключи,
гибридные элементы, индикаторы, логические элементы, триггерные устройства,
цифровые и аналоговые элементы, специальные комбинационные и последовательные
схемы. Активные элементы могут быть представлены моделями как идеальных, так и
реальных элементов. Возможно также создание своих моделей элементов и
добавление их в библиотеки элементов. В программе используется большой набор
приборов для проведения измерений: амперметр, вольтметр, осциллограф, мультиметр, Боде-плоттер
(графопостроитель частотных характеристик схем), функциональный генератор,
генератор слов, логический анализатор и логический преобразователь.
Анапиз схем Electronics Workbench может
проводить анализ схем на постоянном и переменном токах. При анализе на
постоянном токе определяется рабочая точка схемы в установившемся режиме
работы. Результаты этого анализа не отражаются на приборах, они используются
для дальнейшего анализа схемы. Анализ на переменном токе использует результаты
анализа на постоянном токе для получения линеаризованных моделей нелинейных
компонентов. Анализ схем в режиме АС может проводиться как во временной, так и
в частотной областях. Программа также позволяет
производить анализ цифро-аналоговых и цифровых схем. В Electronics Workbench
можно исследовать переходные процессы при воздействии на схемы входных сигналов
различной формы. Electronics Workbench
позволяет строить схемы различной степени сложности при помощи следующих
операций:
• выбор элементов и приборов из библиотек
• перемещение элементов и схем в любое место
рабочего поля
поворот элементов и групп элементов на углы,
кратные 90 градусам
копирование, вставка или удаление элементов,
групп элементов, фрагментов схем и целых схем
изменение цвета проводников
выделение цветом контуров схем для более
удобного восприятия
одновременное подключение нескольких
измерительных приборов и наблюдение их показаний на экране монитора
присваивание элементу условного обозначения
изменение параметров элементов в широком
диапазоне
Все операции производятся при помощи мыши и
клавиатуры. Управление только с клавиатуры невозможно. Путем настройки приборов
можно:
изменять шкапы
приборов в зависимости от диапазона измерений
задавать режим работы прибора
задавать вид входных воздействий на схему
(постоянные и гармонические токи и напряжения, треугольные и прямоугольные
импульсы).
Графические возможности программы позволяют:
одновременно наблюдать несколько кривых на графике
отображать кривые на графиках различными
цветами
измерять координаты точек на графике
импортировать данные в графический редактор,
что позволяет произвести необходимые преобразования рисунка и вывод его на
принтер.
Electronics Workbench позволяет использовать
результаты, полученные в программах P-SPICE, РСВ, а также передавать результаты
из Electronics Workbench в эти программы. Можно вставить схему или ее фрагмент
в текстовый редактор и напечатать в нем пояснения или замечания по работе
схемы.
Программа
EWB рассчитана для работы в среде Windows и занимает
от 5 до 16 Мбайт дисковой памяти, Для размещения временных файлов требуется
дополнительно 10 — 20 Мбайт свободного пространства.