Дипломная работа: Моделирование электрических схем при помощи средств программного пакета Micro-Cap 8

Окно Properties вызывается двойным щелчком курсора в поле графиков, а также с помощью пиктограммы  или клавиши F10. Окно содержит разделы (закладки) редактирования и оформления графиков (цвет и толщина линий, размер и стиль шрифта и др.).

Команды, сгруппированные в разделе Options>Mode, позволяют реализовать следующие операции:

 Scale (F7) – вывод в графическое окно части графика, заключенного курсором мыши в рамку;

 Cursor (F8) – режим электронного курсора для считывания координат одной или двух точек на графике, имя переменной которого подчеркнуто;

 Point Tag – нанесение на график значений координат X, Y выбранной точки;

 Horizontal Tag – нанесение расстояния по горизонтали между двумя выбранными точками графика;

 Vertical Tag - нанесение расстояния по вертикали между двумя выбранными точками графика;

 Text – ввод текста с привязкой к графикам в абсолютных и относительных координатах.

В режиме электронного курсора () в окне графиков появляются изображения двух вертикальных пунктирных линий, перемещаемых в определенные точки графиков буксировкой правой и левой кнопками мыши. Курсоры привязываются к графикам, имена которых выбраны щелчком курсора. Ниже каждого графического окна размещается таблица значений переменных (включая независимую переменную, откладываемую по оси X). В колонках таблицы располагается информация:

-  имя переменной;

-  Left – значение переменной, помеченной левым курсором;

-  Right – значение переменной, помеченной правым курсором;

-  Delta – разность значений координат курсора;

-  Slope – тангенс угла наклона прямой, соединяющей два курсора.

Перемещение левого курсора между несколькими графиками в режиме Stepping выполняется нажатием клавиш ↑‚ ↓, а правого курсора – комбинацией клавиш Shift +↑‚ (↓).

Большинство команд управления электронным курсором и оформления графиков располагаются в меню Scope. Команды группы View меняют характер отображения информации в графических окнах:

 Data Point – отображение на графиках расчетных точек;

 Tokens – нанесение на графики специальных знаков для облегчения их распознавания;

Ruler – нанесение разметки координатных осей вместо изображения сетки;

 Plus Mark – замена изображения сетки знаками «+»;

 Horizontal Axis Grids – нанесение сетки по горизонтальной оси;

 Vertical Axis Grids – нанесение сетки по вертикальной оси;

 Minor Log Grids – нанесение мелкой логарифмической сетки на всех осях координат, размеченных в логарифмическом масштабе;

 Baseline – нанесение нулевой сетки на выбранный график;

 Horizontal Cursor – проведение горизонтальной линии через точку пересечения электронного курсора с графиком.

Команды группы Trackers управляют изображением координат на графиках в режиме электронного курсора (Cursor Mode):

Cursor (Ctrl+Shift+C) – включение/выключение координат точки пересечения вертикальных курсоров с графиком;

Cursor: Branch Info – к координатам точки пересечения курсора с графиком добавляется значение параметров, при которых этот график получен (в режимеStepping);

Intercept (Ctrl+I) – включение/выключение индикации координат точек пересечения вертикальных курсоров с графиком на осях координат;

Mouse (Ctrl+M) – включение/выключение координат курсора мыши.

Команды из раздела Cursor Functions перемещают курсор к характерным точкам выбранного графика в режиме Cursor Mode:

 Next Simulation Data Point – перемещение курсора к следующей расчетной точке графика (при нажатии на пиктограмму);

 Next Interpolation Data Point – перемещение курсора к следующей интерполированной точке графика;

 Peak – перемещение курсора к следующему пику, расположенному слева или справа от текущего положения курсора;

 Valley – перемещение курсора к следующей впадине, расположенной слева или справа от текущего положения курсора;

 High – перемещение курсора к наиболее высокой точке графика;

 Low – перемещение курсора к наиболее низкой точке графика;

 Inflection – перемещение курсора к следующей точке перегиба;

 Global High – перемещение курсора к наиболее высокой точке семейства графиков (например, в режиме Stepping);

 Global Low – перемещение курсора к наиболее низкой точке семейства графиков;

 Top (Alt+Home) – активизация графика, расположенного сверху;

 Bottom (Alt+End) – активизация графика, расположенного снизу.

Перемещение курсоров влево или вправо при выполнении перечисленных выше команд выполняется нажатием клавиш ←‚ → (для левого курсора) или комбинацией клавиш Shift+←‚ (→) для правого курсора.

Остальные команды меню Scope не имеют четкого деления на разделы, но не менее полезны при анализе графиков:

Label Branches – вывод параметров графиков в графическое окно при многовариантном анализе;

Label Time (Frequency) Point – вывод на график функции метки с заданным временем (частотой) в режиме Transient (AC);

 Animate Options – открытие диалогового окна для задания параметров анимации;

Normalize at Cursor (Minimum or Maximum) – нормирование выбранного графика путем деления всех его ординат Y на значение ординаты Y точки графика, отмеченного курсором или деление ординат Y на минимальное (максимальное) значение функции;

 Go to X (Shift+Ctrl+X) – перемещение выбранного электронного курсора в точку с заданной координатой по оси X;

 Go to Y (Shift+Ctrl+Y) – перемещение выбранного электронного курсора в ближайшую точку с заданной координатой по оси Y;

 Go to Performance – открытие диалогового окна для выбора специальных функций, которые используются для указания и измерения некоторых характеристик построенных графиков;

 Go to Branch – переход к указанной реализации многовариантного анализа;

Tag Left Cursor – нанесение на график координат левого курсора;

Tag Right Cursor – нанесение на график координат правого курсора;

Tag Horizontal – нанесение на график размерных линий между точками графика, отмеченными левым и правым курсорами и указания расстояния между ними по горизонтали;

Tag Vertical - нанесение на график размерных линий между точками графика, отмеченными левым и правым курсорами и указания расстояния между ними по вертикали;

Align Cursors – синхронное перемещение курсора и считывание координат всех графиков, расположенных во всех графических окнах;

Keep Cursors on Same Branch – перемещение левого и правого курсоров по одному и тому же графику результатов многовариантного анализа;

Same Y Scales – построение всех графиков в одном графическом окне с общей осью Y для этих графиков;

 Thumb Nail Plot – вывод изображения выбранных графиков в отдельном окне в мелком масштабе.

Среди приведенных выше команд особый интерес представляет команда Go to Performance ( ), при вызове которой открывается диалоговое окно, показанное на рис. 19.

Рис. 19

На закладке Performance имеется группа специальных функций (Function), перечень которых (более двадцати наименований) открывается левой кнопкой  . Правая кнопка  открывает список выражений (Expression), заданных при моделировании схемы в одном из режимов анализа. На рис. 19 в качестве такого выражения выбрано напряжение на конденсаторе V(C1), заданное при анализе переходных процессов в схеме рис. 2. Анализирующей функцией в рассматриваемом примере является функция Rise_Time, позволяющая измерить длительность (DX) положительного фронта импульса по уровням Low и High. Уровни можно задать вручную или выбрать стандартные (при подобных измерениях), воспользовавшись клавишей Default Parameters. После нажатия на кнопку Go To результат измерений появляется в окне (см. рис. 19). Функции раздела Performance позволяют достаточно просто осуществить и другие измерения (определить точки максимума или минимума, вычислить разности координат по осям X и Y между двумя точками графика и т.д.). Причем каждая функция измерения характеристик графиков снабжена диаграммой, поясняющей процесс измерения, и поэтому не требует дополнительных коментариев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Программа Micro-Cap 8 поставляется с большим количеством примеров, размещенных в меню Help и в каталоге MC8\DATA. Эти примеры, доступные и в демонстрационной версии MC8 DEMO, полезно просмотреть в процессе освоения программы и использовать в качестве справочного материала при составлении собственных схем.

Рассмотренные выше методы схемотехнического проектирования и моделирования в основном касаются вопросов анализа аналоговых электронных схем. Программа MC8 (как и предыдущие версии) позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые устройства (включая смешенные аналого-цифровые схемы). Некоторые рассмотренные выше режимы анализа (например, расчет переходных процессов или передаточных функций по постоянному току) вполне применимы к цифровым устройствам. Однако схемотехническое моделирование цифровых устройств имеет определенную специфику и требует специального рассмотрения.

Перечисленные достоинства делают пакет программ MicroCAP-7 весьма привлекательным для моделирования электронных устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и способность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать этот пакет в учебном процессе. В данной работе рассмотрены лишь основные сведения, необходимые для начала работы с пакетом и анализа большинства электронных схем, изучаемых в специальных дисциплинах и используемых при курсовом и дипломном проектировании. В случае необходимости дополнительные (и более подробные) сведения могут быть получены из встроенной подсказки системы (вызывается клавишей <F1> или через меню HELP/Contens).

Другие возможности программы MC8 (построение трехмерных графиков, анимация, подготовка файлов для переноса схемы на печатную плату) так же полезны не только для инженерной практики, но и при использовании пакета в учебном процессе.

Библиографический  список

1.  Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 368 с.

2.  Кардашев Г.А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств. – М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 260 с.

3.  Кардашев Г.А. Цифровая электроника на персональном компьютере. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 311 с.

4.  Разевиг В.Д. Система моделирования Micro-Cap 6. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001. — 344 с., ил.

5.  Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. – Москва, «Солон», 1999. 004 Р-17 /2003 – 1 аб/ 2000 – 11 аб, 5 чз

6.  Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086