Пакет Electronics Workbench

с большой степенью точности моделирует построение реальных схем в "железе".

Интерфейс пользователя состоит из строки заголовка, полоски меню, панелей инструментов, рабочей области и строки состояния.

❑ меню работы с файлами (File): С помощью этого раздела меню пользователь осуществляет работу с файлами (открытие, создание, распечатку файлов и прочее).
❑ меню редактирования (Edit): с помощью этого раздела пользователь осуществляет редактирование и работу с текущем документом. Опции раздела позволяют копировать, удалять, перемещать элементы или блоки схемы. Кроме того возможна настройка визуальных параметров схемы (расположение и ориентация элементов схемы, настройка цветов и шрифта, поиск и другие стандартные функции)
❑ меню работы с цепями (Circut): раздел, позволяющий вращать, менять свойства, приближать и отдалять элементы схемы
❑ меню анализа схем (Analysis):
раздел служит для проведения различного рода анализов схем ❑ меню работы с окнами (Window): раздел предназначен для настройки экранных настроек при работе с документами
❑ меню работы с файлами справок (Help):
раздел служит для доступа к справочной системе Electronics Workbench.

меню, кнопок запуска и приостановки схем, набора радиоэлектронных аналоговых и цифровых деталей, индикаторов, элементов управления и инструментов.
Панель «стандартная»:

Все элементы электронных схем сосредоточены в 13 панелях, разделенных на группы:
❑ Аналоговые элементы
❑ Интегральные схемы
❑ Цифровые и логические элементы
❑ Индикаторные и прочие устройства
❑ Инструменты

Работа с Electronics Workbench

«Аналоговые элементы»:

❑ Источники питания и сигнала содержит источники постоянного, импульсного и переменного тока, управляемые источники, AM и FM – модуляторы, а также заземление.
❑ «Базовые» элементы содержит такие эл-ты, как узел, сопротивления, катушки, конденса-торы, переключатели, реле и т.д.
❑ Диоды
содержит диоды, диодные сборки, тиристоры симисторы, светодиод и т.д.
❑ Транзисторы содержит биполярные, одноперехо-дные, полевые транзисторы и с изолированным затвором.

Работа с Electronics Workbench

лампочки, сегментные индикаторы и индикаторы уровня
Устройства управления
содержит различные элементарные звенья управления, активные фильтры и преобразователи сигналов
❑ Прочие устройства
содержит предохранитель, устройства регистрации сигналов, кварцевый резонатор, электродвигатель, вакуумный триод, устройства задержки сигналов и поле ввода текста

Работа с Electronics Workbench

одним прибором
❑ функциональный генератор
позвоялет получить прямоугольные, пилообразные (треугольные) и синусоидальные импульсы
❑ осциллограф (oscilloscope)
позволяет отобразить диаграмму сигнала во времени (по горизонтали – шкала времени, по вертикали – напряжения)
плоттер Боде
позволяет отобразить амплитудно – фазовую характеристику сигнала
генератор цифровых сигналов («слов»)
вырабатывает определенным образом изменяющуюся 16 – разрядную последовательность цифровых сигналов
❑ логический анализатор
позволяет увидеть одновременно 16 различных цифровых сигналов
❑ логический преобразователь
предназначен для выполнения логических операций

Все устройства этой панели можно установить только один раз

Работа с Electronics Workbench

элементов необходимо подвести курсор мыши к соответствующей кнопке наборов и нажать один раз ее левую клавишу, после чего откроется окошко с кнопками – компонентами.

Вставка элемента осуществляется путем перетаскивания компоненты при нажатой левой кнопке мыши с панели инструментов на рабочую область.

щелкнуть по одному из них левой кнопкой мыши и , не отпуская клавишу, довести курсор до второго контакта.

Демонстрация соединения

быстрый доступ к свойствам компонента и простейшим операциям над ним, таким как копирование/вырезание (copy/cut), удаление, вращение (rotate), разворот по вертикали и горизонтали (flip), а также к его справочной информации (help).

Создание схемы – контекстное меню

В случае необходимости можно добавить дополнительные узлы (разветвления). Для этого надо просто перетащить узел с панели на место проводника, где надо его разветвить:

этой вкладке задается имя элемента (Label) и его обозначение на схеме (Reference ID).
Свойства показаны на примере постоянного резистора.

значение сопротивления (resistance), 1-й и 2-й температурные коэффициенты сопротивления (ТС1, ТС2) и допуск (разброс) сопротивления (resistance tolerance). Флажок «Use global tolerance» означает, что будут использованы одинаковые параметры разброса для всех элементов схемы

параметры дефектов: утечка на «землю» (Leakage) и сопротивление относительно «земли», КЗ (Short), обрыв (Open) или отсутствие дефекта (None). Флажками 1 и 2 выбираются выводы, имеющие дефект. Данное свойство можно использовать для временного выключения элемента из схемы. Элемент с любым дефектом выделяется красным цветом.

параметры отображения свойств элемента. Можно выбрать одинаковые характеристики для всех элементов (Use Schematic Options global Setting), или если этот флажок снят, то отдельно для каждого элемента – показывать метки (Show labels), показывать значения (Show values), показывать обозначение на схеме (Reference ID).

установки анализа

Задаются параметры для анализа – в данном случае – температура. Можно установить одну температуру для всей схемы, установив флажок «Use global temperature», или выбрать температуру отдельно для каждого элемента, сняв его. Для других элементов установки анализа будут отличаться.

для переменного резистора

Key – клавиша – ключ, с помощью нее будет производиться изменение сопротивления, Уменьшение производится нажатием на клавишу, увеличение – Shift + клавиша – ключ.
Resistance - значение сопротивления;
Setting – значение сопротивления в % от Resistance (по умолчанию 50%), изменяется клавишей - ключом;
Increment – шаг изменения сопротивления (по умолчанию 5%).

для конденсатора и катушки

Емкость

Индуктивность

для источника переменного тока

Voltage – напряжение, выдаваемое источником.
Frequency – частота переменного тока;
Phase – значение начальной фазы в градусах;
Voltage tolerance– разброс значений.
В свойствах источника постоянного тока параметры Frequency и Phase будут отсутствовать

схеме могут быть выделены левой кнопкой мыши. Групповое выделение выполняется также, как и в других приложениях. Выделенные элементы подсвечены красным. Их можно переместить или удалить.
Внимание! Команда «Отменить/вернуть» в данной программе ОТСУТСТВУЕТ!

быть выделены цветом. Для этого нужно дважды щелкнуть на проводе, и в появившемся окне выбрать один из цветов.
Кроме этого, элементы на схеме могут быть перенесены в нужно место путем перетаскивания. При этом соединительные провода будут перемещены автоматически. При необходимости провода можно также перемещать.
Внешний вид проводов никак не влияет на работу схемы.

для начала имитации процесса работы необходимо щелкнуть кнопку включения питания на панели инструментов:

Данное действие приведет в рабочее состояние схему и в одном из окон строки состояния будет показываться время работы схемы, которое не соответствует реальному и зависит от процессора и установленной операционной системы. Прервать имитацию можно двумя способами. Если вы закончили работу и просмотр результатов имитации можно повторно щелкнуть переключатель питания. Если же нужно временно прервать работу схемы, например, для детального рассмотрения осциллограммы, а затем продолжить работу, можно воспользоваться кнопкой Pause, которая также расположена на панели инструментов:

В случае серьезной ошибки в схеме (замыкание элемента питания накоротко, отсутствие нулевого потенциала в схеме) будет выдано предупреждение.

При помощи него можно формировать три вида сигналов: синусоидальный, пилообразный и прямоугольный. Вывести панель генератора импульсов на экран можно при помощи двойного нажатия кнопкой мыши на его компоненте:

Для перевода генератора в нужный режим требуется нажать соответствующую кнопку на панели. Также можно изменить другие параметры.

Кнопки вида сигнала (синусоидальный, пилообразный, прямоугольный)

Частота

Скважность

Амплитуда

Фаза

Выводы генератора (в центре – заземление)

Вывести осциллограф на экран можно при помощи двойного нажатия кнопкой мыши на его компоненте:

Возможны 2 варианта осциллографа: стандартный и расширенный. Переключение со стандартного на расширенный и наоборот производится кнопкой Expand/Reduce.

Рабочая область

Настройки канала А

Настройки канала В

Настройки шкалы времени

Настройки синхронизации

Переход на расширенный режим

метка

Полоса прокрутки

Область индикаторов

Настройки канала А

Настройки канала В

Настройки шкалы времени

Настройки синхронизации

Кнопки управления

шкалы (Y/T - реальная шкала (времени) ; В/А – сигнал В по горизонтали, А – по вертикали; А/В – наоборот.

Режим синхронизации (внутренняя, от каналов А и В, внешняя)

Шаг по времени (секунд на деление)

Вид синхронизации (по нарастающему или спадающему фронту импульса)

Смещение по горизонтали в делениях

Уровень (амплитуда) синхроимпульсов

ток

Запись осциллограммы в текстовый файл

Черный фон

Шаг по вертикали (вольт на деление

Смещение по вертикали

Кнопки перехода в стандартный режим

Канал выключен

Постоянный ток

Настройки канала А идентичны каналу В.

Workbench позволяет выполнить дополнительные виды анализа. В качестве примера для данной схемы можно привести получение АЧХ и ФЧХ схемы. При расчете на вход схемы будет подаваться сигнал различной частоты и будет произведен анализ зависимости вида выходного сигнала от входного. При этом нужно будет задать начальную и конечную частоты, на которых будет произведен анализ. Для проведения этого анализа нужно остановить работу цепи и выполнить команду меню Analysis / AC Frequency. Перед расчетом будет выведено окно параметров анализа.
Измерения при проведении анализа производятся в указанных узлах.

цвета

Дополнительные установки анализа

оси

Выбор узлов для анализа

Сохранить

на примере диода

Библиотеки моделей

Позволяет выбрать элемент с параметрами конкретного прототипа

Собственно модели элементов

Новая библиотека

Редактиро-вать эл-т

Копировать, вставить удалить, переимно-вать эл-т

на примере диода

Пример редактирования параметров, модель philips, прототип ВА220

на 90 градусов по часовой стрелке. Текст, относящийся к элементу (метки, значения и т.д.), не вращается. Соединительные провода прокладываются автоматически. При вращении амперметр и вольтметр их показания также вращаются.
Flip Vertical - Зеркальное отражение относительно вертикали
То же, только поворот по вертикали
Flip Horizontal - Зеркальное отражение относительно горизонтали
То же, только поворот по горизонтали

свойства выбранного элемента. Содержание диалогового окна Circuit/Component Properties зависят от типа выбранного элемента.
Create Subcircuit Создание микросборок (микромодулей)
Объединяет выбранные элементы схемы в микросборку, фактически создавая интегральную схему.
Микросборка может содержать любое количество элементов.
Создание микросборки:
1. Выбрать элементы, которые используются микросборки.
2. Выбрать Create Subcircuit, и завершить диалог, который появляется:
Возможно копирование, перемещение и замена элементов с основной схемы в микросборку.
Название новой микросборки будет добавлено в список имеющихся микросборок. Микросборка доступна только для текущей схемы. Чтобы сделать ее доступной для всех схем, созданным с этого времени, нужно включить ее в файл, создаваемый по умолчанию при загрузке Electronics Workbench.
Zoom - Масштабирование
Позволяет увеличить или уменьшать размер окна схемы.

в микросборку

Заменить элементы в микросборке

Использование микросборок позволяет создавать повторяющиеся элементы схемы однократно, а затем тиражировать их неограниченное число раз.

Созданные микросборки доступны из соответствующей панели инструментов, находящейся в левом верхнем углу экрана.

отображением схемы на экране. Изменения доступны только для текущей схемы.
Чтобы сделать их доступными для всех схем, созданным с этого времени, нужно включить ее в файл, создаваемый по умолчанию при загрузке Electronics Workbench.
Schematic Options включает в себя следующие вкладки:
Grid - Сетка
Show/Hide - Показать/Скрыть
Font – шрифт
Viring – Соединительные провода
Printing - Печать

Grid – Сетка
Управляет отображением сетки. Использование сетки позволяет выравнивать элементы в схеме относительно друг друга. Можно использовать сетку, не отображая ее.

отображением информации на схеме. Выбранные элементы будут отображаться для всей схемы, если иное не установлено для отдельных элементов при помощи команды Display диалогового окна Circuit/Component Properties.

метки

обозначения

модели

значения

узлы

микросборки

– шрифт – установка шрифта для …
Label – Меток
Value– Значений элементов на схеме

метки

значения

– соединительные провода
Позволяет установить параметры прокладки соединительных проводов, например, вручную или автоматически

Проложить вручную

Проложить автом.

Всегда перепрокла-дывать провода

Если возможно, не перепрокладывать

Автоудаление узлов

– Печать
Позволяет установить опции печати, такие как масштаб и титульная страница перед выводом основной схемы или микросборок

пауза
Stop – остановить анализ
Указанные команды управляют последним заданным анализом (одним из нижеперечисленных)
Analysis Options – настройки анализа
DC Operation Point – значения постоянных составляющих
AC Frequency – частотный анализ
Transient – анализ нестационарных процессов
Fourier - Фурье - анализ
Monte-Carlo – метод Монте- Карло
Display Graph – отобразить графики

постоянных составляющих

Данная команда позволяет замерить значения постоянного тока в каждом узе в текущий момент времени, а также напечатать или сохранить их в файл

команда позволяет отобразить осциллограммы сигналов с установленным масштабом, а также напечатать или сохранить их в файл

процессов. Описание.

В анализе переходных процессов Electronics Workbench вычисляет реакцию схемы как функцию времени.
Цикл измерений разделен на интервалы, и фактически производится анализ постоянных составляющих в каждом из этих интервалов. Все элементы имеют одинаковые значения
Значения источников постоянного тока не меняется; значения источников переменного тока изменяются во времени.
Результат анализа переходных процессов - график зависимости напряжения от времени. Этот график появляется по окончании анализа.
Во многих случаях тот же результат можно получить при помощи осциллографа.

процессов. Описание.

Обнулить

Определяется пользователем

Расчет по постоянному току

Время начала

Время окончания

Автомат. выбор шага по времени

Минимальное кол-во точек по времени

Максимальный шаг по времени

Установить шаг графика

Узлы для анализа

Начальные условия

процессов. Результат.

Описание.

Фурье Анализ оценивает постоянные и гармонические составляющие сигнала. Electronics Workbench разделяет исходный сигнал на элементарные частоты (гармоники).
В диалоговом окне необходимо установить выводной узел, основную частоту, которая должна быть установлена в источнике переменного тока в вашей схеме. Если источников переменного тока несколько, можно установить основную частоту равную минимальному общему множителю частот. Например, если есть источник на 10.5 кГц и на 7 кГц, устанавливается основная частота 0.5 кГц.
В результате выводится график зависимости компонент напряжения от времени и, дополнительно, зависимость фазы от частоты. График по умолчанию - гистограмма, но можно выбрать обычный график.

гармоник

Установить доп. параметры

Кол-во точек на гармонику

Частота дискретизации

Установить перех. параметры

Вертикальная шкала

Показать фазу

Вывести как линейный график

Fourier analysis – Фурье Анализ. Установка параметров.

Результат.

Значения гармоник

Монте Карло . Описание.

Анализ Монте Карло - статистический анализ, который позволяет исследовать, как изменение} свойств элемента воздействует на параметры всей схемы. Параметры каждого элемента изменяются случайным образом согласно заданному закону распределения СВ и допуску (разбросу) параметра
Первая имитация всегда выполняется с номинальными значениями. Для остальных имитаций значение разброса прибавляется или вычитается к номинальному значению.
Используется два закона распределения: однородное (равномерное) и Гауссово.
Результат Анализа Монте Карло представляет график соответствующих характеристик напряжения последовательно по номерам. Номер характеристик равен номеру, установленному в диалоговом окне.

Монте Карло . Настройка.

Количество серий (имитаций)

Глобальный разброс

Тип распределения

Источники

Вывод результата

Функция сопоставления

Порог напряжения

Анализ …
- Постоянных составляющих
- Переходных процессов
- Частоты

Выходной узел

Монте Карло . Результат.

Результат анализа. Количество графиков соответствует количеству серий (имитаций)
и показывает, насколько будет изменяться выходной сигнал при заданном изменении параметром элементов.