Путеводитель в мир электроники. Книга 2

Проектирование сложных схем сегодня уже немыслимо без компьютера. Это позволяет ускорить процесс разработки и сократить затраты времени и средств. Ведь физическое исследование влияния разных изменений в устройстве более трудоемко, поскольку требует макетировать схему «живьем», проводить сложные измерения. Компьютер позволяет быстро и наглядно получить ответы на большинство возникающих вопросов; не рискуя при этом повредить сами элементы схемы. Но не следует думать, что виртуальное моделирование избавит от необходимости в конечном итоге проверять результаты работы устройства на реальной (собранной в «железе») схеме или от необходимости разбираться в схемотехнике, т. е. особенностях построения схем. Пока компьютер еще не умеет придумывать хорошие схемы, а позволяет только проанализировать параметры предложенного ему варианта. Именно синтез схемы является творческим процессом.

Существует достаточно большое количество программ для расчета схем и демонстрации их характеристик. Все они отличаются по возможностям, скорости работы и сложности освоения (большинство этих программ является лицензионными и достаточно дорогостоящими продуктами). Кроме знаний технического английского языка (многие имеют англоязычный интерфейс), сложность освоения заключается в основном в том, что для многих элементов, с которыми приходится реально иметь дело, в программах нет готовых математических моделей. Их приходится вводить самостоятельно по имеющемуся шаблону. Так, например, даже для такого простого элемента, как трансформатор, чтобы создать математическую модель (конкретного типа, имеющегося у вас в руках) потребуется вводить от 15 до 40 параметров, большую часть из которых вы не найдете ни в одном справочнике (придется измерить самостоятельно). А точность конечного результата работы любой программы зависит не только от точности исходной виртуальной модели каждого элемента, но и от алгоритма вычислений.

Все эти программы можно назвать современными, так как они выполнены для Windows. После инсталляции можно использовать все приемы, которые имеются в «Окнах» (перетаскивание объектов мышкой, копирование в буфер и др.). Помочь разобраться с интерфейсом поможет имеющаяся в каждой программе справочная система и собственная интуиция. В комплекте, как правило, имеется большой перечень уже готовых (нарисованных) схем-примеров, что помогает быстрее узнать возможности программ.

Каждая из программ для моделирования имеет свои особенности, с некоторыми из которых вы и познакомитесь. Вот список основных, наиболее известных программ (в скобках указан Интернет-адрес фирмы-разработчика, где можно получить оценочные или студенческие версии, другую дополнительную информацию):

 Circuit Maker — электронная лаборатория, которая может использоваться для наглядного обучения основам электротехники и электроники. . В базе содержится много типовых схем.

Файл программы в архивном виде занимает 3,3 Мб (бесплатную студенческую версию 6 вы найдете на компакт-диске).

 Electronics Workbench — универсальная программа была разработана в 1989 г. фирмой Interactive Image Technologies и в настоящее время распространяется уже ее 6-я версия. Демонстрационная версия работает 30 дней.

Версия v. 5.12 программы (наиболее распространена из-за своих умеренных требований к компьютеру) предназначена для работы из Windows 95, 98, NT 3.51. В компьютере требуется не менее 8…12 Мб оперативной памяти. Сама программа занимает на винчестере около 16 Мб и еще 10 Мб потребуется для хранения временных файлов.

Программа очень проста в освоении и удобна в работе (разобравшись с ней, вы легко сможете освоить и более сложные программы). Позволяет анализировать работу электронных схем (цифровых и аналоговых). Имеет обширную библиотеку компонентов (полупроводниковых приборов и микросхем разных фирм), а также включает генераторы сигналов, осциллографы, тестеры. Пользователю не нужно изучать правила составления задания на моделирование — достаточно составить схему из нужных элементов (имеющихся в базе) и разместить на ней измерительные приборы. В отличие от других программ, на экране выводится изображение виртуальных измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам.

После составления схемы процесс моделирования начинается подачей питания при помощи виртуального включателя (расположен в правом верхнем углу панели инструментов). Воспользовавшись имеющимися в меню панели инструментов программами анализа можно получить любую информацию о работе схемы.

Возможностей программы вполне достаточно для моделирования цепей и каскадов усилителей не только на транзисторах, но и на радиолампах. Имеется возможность экспорта схемы в программы РСВ-трассировки (автоматизация выполнения топологии печатной платы).