О программах моделирования

При изучении электротехнических дисциплин используется большое количество программ, среди которых следует выделить PSpice, Electronics Workbench, Micro-Cap, MicroLogic.

Возможности пакета программ PSpice схемотехнического моделирования рассмотрены в параграфе 16.1.

Пакет программ Electronics Workbench позволяет моделировать аналоговые, цифровые и аналого-цифровые схемы. Особенностью системы моделирования является наличие измерительных приборов, позволяющих автоматически выбрать режим работы программы. Если, например, к входу схемы подключить генератор гармонических колебаний, а к выходу — анализатор частотных характеристик, то автоматически сначала выполняется расчет режима по постоянному току, после чего — расчет схемы в частотной области.

Система моделирования Micro-Cap V фирмы Spectrum Software также позволяет моделировать аналоговые, цифровые и аналого-цифровые электронные устройства. В текстовых надписях на схемах и 1рафиках можно использовать кириллицу. В пакет входит большая библиотека компонентов (более 10 000), включающая цифровые интегральные схемы и дискретные элементы (диоды, биполярные и МОП-транзисторы, магнитные сердечники, кварцевые резонаторы и др.). При моделировании допускается варьировать до 10 переменных и выводить графики зависимостей от изменяемых параметров. Введен режим построения трехмерных графиков. В состав пакета входит специальная программа MODEL для расчета параметров математических моделей аналоговых компонентов по справочным или экспериментальным данным. Имеется студенческая версия программы Micro-Cap V, предназначенная для модслирова;

ния схем, содержащих не более 50 компонентов или 100 связей (число узлов + число индуктивностей + число источников сигналов).

Пакет программ Micro-Logic II фирмы Spectrum Software предназначен для моделирования цифровых устройств, работает в среде MS-DOS и средах Windows XX как DOS-приложение. В пакете Micro-Logic II имеются [29]:

=> графические средства и набор библиотечных элементов, с помощью которых можно построить и вывести на экран подлежащую моделированию логическую схему цифрового устройства с текстовыми обозначениями и надписями на русском языке;

=> средства для формирования различных последовательностей информационных и управляющих сигналов;

=> средства создания макроэлементов, объединяющих цифровые узлы в компактную «микросхему», что значительно упрощает размещение схем на экране монитора;

=> средства для вывода временных диаграмм в 19 точках схемы, являющихся результатом моделирования исследуемого цифрового устройства, и др.

При изучении электрических цепей и электронных устройств программы используются как инструмент, на освоение работы с ними нс должно затрачиваться много времени. Поэтому автор в течение многих лет пользуется пакетом программ PSpice 5.0 MSDOS для моделирования аналоговых схем и пакетом Micro-Logic II фирмы Spectrum Software для моделирования цифровых схем. Программа Micro-Logic II адаптирована для учебного процесса: изменены зарубежные графические изображения на отечественные, исправлены принципиальные схемы многих библиотечных элементов, разработана библиотека макроэлементов стандартных цифровых узлов. Оба пакета программ легко осваиваются студентами, занимают небольшой объем памяти и не требуют инсталляции, что позволяет использовать их для работы в домашних условиях. Автором разработаны циклы лабораторных работ по компьютерному моделированию линейных и нелинейных цепей, аналоговых и цифровых устройств.

Рассмотрим некоторые возможности использования программ схемотехнического моделирования при изучении дисциплины «Электротехника и электроника».