Введение
1. Состав программного пакета MC8
2. Интерфейс программы Micro-Cap
3. Основные возможности программы MC8
Заключение
Список литературы
программа проектирование схемотехнический интерфейс
Введение
Пакеты программ схемотехнического моделирования и проектирования семейства Micro-Cap (MicrocomputerCircuitAnalysisProgram – «Программа анализа схем на микрокомпьютерах») фирмы SpectrumSoftware относятся к наиболее популярным системам автоматизированного проектирования (САПР) электронных устройств. Последние версии Micro-Cap(далее МС), обладая большими сервисными возможностями, позволяют выполнять графический ввод и редактирование проектируемой схемы, проводить анализ характеристик аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств. С помощью МС можно осуществить анализ электрических схем по постоянному току, рассчитать переходные процессы и частотные характеристики проектируемых схем, провести оптимизацию параметров схемы. Программы МС имеют средства синтеза пассивных и активных аналоговых фильтров, средства моделирования функциональных схем аналоговых и цифровых устройств, обладают возможностями построения 3-мерных графиков результатов моделирования и многое другое.
Подробные сведения о системе МС и приемах проектирования можно найти в [1…3]. Для первоначального освоения схемотехнического моделирования достаточна демонстрационная или студенческая версия МС (например, MC8DEMO), которая свободно доступна на сайте http://www.spectrum-soft.com.
1. Состав программного пакета
MC
8
В системе MC8 имеется один исполнительный модуль MC
8.
exe
. Программный модуль MODEL
.
exe
(программа создания моделей электронных компонентов) в отличие от предыдущих версий встроен в основную программу и вызывается отдельным пунктом меню Model
.
После установки дистрибутива программной пакет MC8 (далее программа МС8) располагается в трех каталогах: корневой каталог и два подкаталога – DATA
и LIBRARY
. Корневой каталог помимо исполняемого модуля MC
8.
EXE
содержит ряд файлов, обеспечивающих функционирование программы. Например, HELP
.
MC
8
– файл, используемый для выдачи сообщений об ошибках, MC
8.
HLP
– встроенная помощь для программы, TIP
.
MC
8
–типовые сообщения и подсказки, выдаваемые программой при диалоге с пользователем, STANDARD
.
CMP
– стандартная библиотека компонентов, содержащаяся в программном пакете, DEMO
.
MC
8
– демонстрационные примеры, помогающие освоить работу в среде программы и др.
В подкаталог MC
8
DATA
заносятся файлы схем и результаты моделирования этих схем. Пользователь может создать свой подкаталог схем (папку), включив его в состав подкаталога DATA.
Подкаталог MC
8
LIBRARY
содержит файлы библиотек математических моделей отдельных компонентов (аналоговых и цифровых), выпускаемых промышленностью. Демонстрационная версия MC имеет ограниченный набор коммерческих компонентов.
Полный перечень файлов корневого каталога, а также перечень принятых по умолчанию расширений имен файлов подкаталогов DATA и LIBRARY можно найти в [1] .
Запуск программы MC8.exe производится обычным способом, т.е. двойным щелчком мыши по пиктограмме (ярлыку).
2. Интерфейс программы
Micro
-
Cap
В системе МС8 используется стандартный многооконный графический интерфейс с ниспадающими и разворачивающимися меню. При запуске МС8 появляется основное рабочее окно
программы, изображенное на рис. 1.1. На этом же рисунке отмечены некоторые элементы интерфейса.
Строка заголовка
содержит имя окна. Если открыто окно схем, то указывается каталог и имя файла схемы из данного каталога. Если же открыто окно анализа характеристик схемы (Analysis
) – указывается вид анализа.
Меню команд
имеет стандартный для Windows-приложений вид и содержит следующие разделы: File
,
Edit
,
Component
,
Windows
,
Options
,
Analysis
,
Design
,
Model
и Help
.
На строке инструментов (панели инструментов) размещены пиктограммы часто используемых команд. Причем пиктограммы команд, переключающих режимы редактирования, остаются в положении “включено” до введения следующей команды, а название команды дублируется в строке названия текущей команды. Пиктограммы команд немедленного действия остаются нажатыми непродолжительное время и затем восстанавливают свое первоначальное положение. На рис. 1.1 включен режим Selectmode(пиктограмма ) – выбор объектов.
Рабочее окно МС8 снабжено также линейками горизонтальной и вертикальной прокрутки
, позволяющими панорамировать окно схем или текста по горизонтали или вертикали. При нажатии правой кнопки мыши в рабочем окне схем курсор приобретает форму руки, и его перемещение при нажатой кнопке позволяет перемещать (панорамировать) схему.
В нижней части интерфейса расположены закладки
переключения окон описания схемы. На рис. 1.1 открыто основное (Main
)графическоеокно создаваемой схемы. Если электрическая схема располагается на нескольких страницах, то появляются закладки Page
1
, Page
2
,…, с помощью которых открываются соответствующие страницы схемы.
При нахождении курсора на строке названия страницы новая страница схемы создается по команде Add
…
Page
всплывающей панели, открываемой щелчком правой кнопки мыши.
Нажатие на закладку Text
выводит в рабочее окно содержание текстового окна, в котором размещаются описание математических моделей компонентов текущей схемы, директивы и другая текстовая информация. Закладка Models
открывает текстовую страницу схемы, в которой находятся модельные директивы, помещаемые туда по команде меню EDIT>Refresh Models
.
Для управления
программой использую
и клавиатура
.Управление с помощью мыши осуществляется обычным способом: выбор с помощью курсора нужной команды из меню команд
(или соответствующей пиктограммы, если она имеется) и нажатие левой кнопки мыши (щелчок мыши). При использовании клавиатуры многие команды могут быть вызваны нажатием “горячих” клавиш или комбинаций клавиш [1]. Например, если команда меню имеет подчеркнутый символ, то эта команда вызывается одновременным нажатием клавиш Alt
+подчеркнутый символ
. Команды ниспадающего меню могут быть вызваны просто нажатием подчеркнутого символа.
Выбор отдельного объекта (компонента схемы, его позиционного обозначения, значения параметра или электрической цепи) выполняется щелчком мыши в режиме Select mode
. Выбор блока (совокупность отдельных объектов) – осуществляется заключением его в прямоугольную рамку с помощью курсора мыши (при нажатой левой кнопке). Выделенный объект изменяет цвет и его можно перетаскивать с помощью мыши и редактировать по командам меню Edit
.
3. Основные возможности программы
MC
8
Как уже отмечалось, программа MC8 позволяет создавать, редактировать и анализировать аналоговые, цифровые и смешенные электронные схемы. При создании новой схемы (команда меню File
>
New
) открывается панель, предлагающая сделать выбор:
- создать схемный файл (Schematic
– в виде схемы, SPICE
/
Text
-
в виде текстового файла описания схемы формата SPISE);
- библиотечный (Library
) файл компонентов электронных схем (резисторы, конденсаторы, транзисторы, диоды, источники импульсных и синусоидальных сигналов и т.д.);
- файл *.MDL модели для программы Model
(параметры математических моделей отдельных компонентов в формате MC8).
Поскольку данное пособие предназначено для студентов младших курсов радиоэлектронных специальностей, впервые приступающих к освоению одного из пакетов схемотехнического моделирования, в дальнейшем основное внимание будет уделяться графическому представлению схем в формате Schematic, что, кстати, придает программе MC8 определенную привлекательность. Способы графического ввода и редактирования схем рассмотрены в разделе 2.
В программе MC8 предусмотрены следующие режимы моделирования электронных схем (раздел меню Analysis
):
Transient
– анализ переходных процессов;
AC
– анализ частотных характеристик;
DC
– анализ передаточных функций по постоянному току;
Dynamic
DC
– расчет режима по постоянному току с отображением на схеме узловых потенциалов, токов ветвей и рассеиваемой мощности;
Dynamic
AC
– расчет режима по переменному току с отображением
на схеме комплексных величин тока, напряжения и мощности;
Sensitivity
– расчет чувствительности схемы по постоянному току;
Transfer
Function
– расчет малосигнальных передаточных функций по постоянному току;
Distortion
– расчет нелинейных искажений.
Для оперативного построения графиков результатов расчетов в разделе Analysis
имеются команды Probe
Transient
,
AC
,
DC
. Результаты моделирования могут быть представлены в табличной форме или в виде графиков. Следует отметить большой набор измерительных инструментов, которые в виде строки пиктограмм представлены в окнах анализа. Использование инструментов позволяет быстро и точно измерить и вывести на экран значения амплитудных, временных и частотных параметров анализируемых графиков, определить максимальные и минимальные значения функций и многое другое. “Электронная лупа” дает возможность более детально исследовать отдельные участки графиков. В режимах Transient
,
AC
иDC
предусмотрена также возможность многовариантного анализа при вариации любого параметра компонента схемы или его модели, а 3
D
графика позволяет построить цветные графики функции двух переменных, одной из которых и является варьируемый параметр.
Программа MC8 позволяет не только построить временные графики сигнала в различных узлах схемы, но и рассчитать дискретный спектр периодического сигнала. Имеется большой набор моделей источников сигналов (включая генератор шума), которые могут быть полезны при исследовании разрабатываемой схемы.
По командам меню Design
программа Micro-Cap 8 синтезирует аналоговые пассивные и активные фильтры. Задание на проектирование предусматривает выбор типа фильтра, ввод характерных частот и коэффициент усиления для активного фильтра. В результате синтеза программа определяет порядок фильтра, рассчитывает стандартные реализации отдельных звеньев фильтра. Синтезированный фильтр может быть использован в дальнейшем в виде самостоятельного модуля (макромодели) или в виде принципиальной схемы.
Программа MC8 дает возможность провести оптимизацию параметров компонентов схемы (параметрическая оптимизация) по заданному критерию, а также оценить степень влияния естественного разброса параметров компонентов на характеристики схемы по методу Монте-Карло [1].
Заключение
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. В случае необходимости дополнительные (и более подробные) сведения могут быть получены из встроенной подсказки системы (вызывается клавишей <F1> или через меню HELP/Contens).
Список литературы
1. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-CAP 7. — Горячая линия-Телеком, 368 с. 621.38 Р-17 /2003 – 9 аб, 2 чз
2. 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
3. Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086