Моделирование схем – Программы для радиолюбителей для моделирование электронных схем: скачать бесплатно

4.2. Пример построения и моделирование схемы

Необходимо
построить схему для моделирования
работы лабораторного стенда при
исследовании вольтамперных характеристик
диода (рис.3.90).

Рис.3.90. Схема

Схема будет содержать
измерительные приборы, представленные
резисторами -эквивалентами
миллиамперметра и милливольтметра,
источник питания (батарею постоянного
тока) и собственно исследуемый диод.
Последовательность действиепо
подготовке такой схемы к проведению
анализа может быть таковой:

•В окне программы
выбирается местоположе­ние элементов
схемы и производится вызов контекстного
меню для установки компонент за
счет щелчка ПКМ. Вызвать окно выбора
компонент можно
и «горячими» клавишами (Ctrl+W),
ичерез
панели инструментов (см. рис.3.85).

•Далее в появившемся
окне выбора компонент выбирается
требуемый элемент из соответст­вующей
базы данных (резистор, соответст­вующий
измерителю тока, с величиной со­противления,
равной 1 Ом) и нажимается эк­ранная
кнопка ОК (рис.3.91).

Рис.3.91. Диалоговое окно

Например, можно выбрать виртуальный
резистор RatedResistor(см. рис.3.91), резистор, которому кроме
обычных параметров можно назначить
пре­дельно допустимую мощность —
мощность, при превышении которой этот
элемент вый­дет из строя, «сгорит».
Если после установки на схеме этот
резистор имеет сопротивление, определенное
программой и не устраивающеепользователя,
то виртуальному резистору можно
назначить новое значение, для этого
дважды щелкают по резистору ЛКМ и в окне
свойств резистора и на закладкеValue
уста­навливается
новое (можно произвольное, не «в
сетке») значение сопротивления,
см.рис.3.89. Если резистор устанавливается
«фабричный», то свободы действий при
измене­нии сопротивления не будет. В
этом случае можно лишь удалить старый
рези­стор и поставить новый, выбрав
сопротивление в соответствии с разрешенным
рядом значений.

Аналогично
устанавливается второй резистор,
соответствующий измерителю на­пряжения,
вольтметру (величина этого сопротивления
определена как 1 Ом), иисточник
питания схемы. Источник питания выбирается
из базы данных Master
Data­baseкак источникDC_POWER(рис.3.92). Установка диода в схеме проводится
аналогично предыдущим элементам.

Рис.3.92. Диалоговое
окно Select a Component

Параметры для виртуального диода, его
модели можно увидеть и можно переопределить
после нажатия кнопки EditModel, рис.3.93 и 3.94.

Размещенные на схеме элементы схемы
можно перемещать, выделив их предва­рительно,
можно вращать (по горизонтали и по
вертикали) и поворачивать (по часовой
стрелке и против часовой стрелки) как
с использованием панели меню Edit
/ Ori­entation,
так и с помощью горячих
клавиш.

  • CtrlR
    — повернуть
    компонент на 90 градусов по часовой
    стрелке.

  • CtdShiftR
    — повернуть
    компонент на 90 градусов против часовой
    стрелки.

  • AltX
    повернуть компонент по горизонтали.

  • AltY
    повернуть компонент по вертикали.

Рис.3.93. Окно
RISISTOR_RATED

Рис.3.94. Окно
EditModel

Рис.3.95. Панели меню Edit
/
Ori­entation

Подготовленную к моделированию схему
можно несколько усовершенствовать для
более удобной работы с ней. Так же, как
и узлам схемы, можно дать имена рези­сторам,
которые будут более наглядно отражать
их свойства. Так, резистор R1
— ре­зистор, отображающий миллиамперметр,
можно назвать RmA,
а резистор R2,
ото­бражающий милливольтметр,
можно назватьRmV. Для
задания имен этих резисто­ров
необходимо вызвать окно свойств каждого
из резисторов (двойной щелчок ЛКМ по
компоненту) и на закладкеLabel
свойств в полеRefDes
(RefDes= =ReferenceDesignato) задать его (рис.3.96).

Имя компонента
может состоять из букв и цифр, но не
должно содержать других символов.
Кроме этого, для сохранения преемственности
с другими программами схемотехнического
анализа и имя должно сохранить первую
буквуRдля резистора, С
для емкости и т. д. Изменение имени
компонента, метки компонента возможноза счет введения в
поле Label
и/или
Справочной
информации (RefDes
= Reference
Designate)
нового значения. Но значение RefDes
должно быть для компонента уни­кальным.
Если значениеRefDesбудет
равноRefDesдругого
компонента, то про­грамма
выдаст сообщение об ошибке и заставит
изменить это значение. В группе Attributes
можно указать
признаки, комментарии, позволяющие
уточнить детали из­менения
компонента. Здесь можно записать
комментарии к изменению, например
«уточнение значения резистора для
заказчика» и т. д. В полеShow
дляAttributes можно
указать режим отображения составляющих
группы (рис.3.96). Для сохранения изменения
нажать кнопку ОК, а для отказа от изменения
Cancel.
Вид измененной схемы показан на рис.3.97.

а

б

Рис.3.96. Окно
RISISTOR_RATED

Рис.3.97.
Схема

Для
удобства работы со схемой можно
использовать возможность масштабирования
схемы с помощью панели View,
рис.3.98. Масштабирование можно выполнить
с помощью клавиш F8
(увеличение масштаба) F7
(уменьшение масштаба). Дополнительные
возможности дает и колесико мыши. (если
оно имеется), режим работы для него
устанавливается в меню Options/Global
preference…
на закладк General,
см. рис.3.79.

Рис.3.26.
ПанельView

Созданную
схему можно снабдить комментариями.
Для их введения служит контекстное меню
с пунктом Place
Comment,
рис.3.99.

Рис.3.99.
Контекстное меню

После ввода схемы можно провести контроль
электрических соединений (кнопка
Electrical Rules
Checking (см рис.3.73,
4 – панельMain(главная)).
Правила проверки определяются в окне
свойств проверки электрических соединений
на закладкеERC Option
(
Electrical Rules
Checking)
(рис.3.100). Проверку можно провести как
для всей схемы, так и длянекоторой
ее части. Более тонкая настройка проверки
схемы — установка уровня отображаемых
ошибок и предупреждений возможна с
использованием возможности закладкиERCRules(рис.3.101), но, как правило, это используется
очень редко и здесь в данном пособии
рассматриваться не будет.

Рис.3.100.Окно
ElectricalRulesCheck

Рис.3.101.Окно
Electrical Rules Check

Результаты
проверки сообщаются в блоке сообщений,
в нижней части окна программы (рис.3.102,
схема не имеет ошибки). Если имеется
ошибка (рис.3.103 (обрыв в проводнике), то
выводится сообщение об ошибке, рис.3.104.
При двойном щелчке левой кнопкой мыши
по строке с сообщением об ошибке вызовет
место где имеется ошибка на схеме.

Рис.3.102. Блок
сообщений

Рис.3.103. Схема
с обрывом в проводнике

Рис.3.104. Блок
сообщений о неподсоединенном выводе

Моделирование схемы

Программа Multisim
оптимизирована для модели­рования
аналоговых и цифровых схем, а также схем
смешанных. Вычислительноеядро
Multisim
использует методы SPICE3F5
и XSPICE
(стандарты, принятые про­мышленностью),
что делает работу с программой достаточно
комфортной, а резуль­таты
моделирования — точными. Сам анализ
работы может быть проведен либоза
счет введения в схему измерительных
приборов, которые и определят вид
анализа, либо за счет использования
назначаемых методов анализа и дальнейшей
обработки (постобработки) полученных
результатов.

Исследование
с помощью измерительных приборов

Программа Multisim
имеет достаточно большой исходный набор
виртуальных приборов для исследования
схем. Их использование позволяет просто
получать ре­зультаты моделирования,
а правила применения этих приборов
достаточно простыи
похожи на правила использования реальных
приборов. В некоторых случаях при­боры
и внешне выглядят так же, как и реальные,
имеющиеся в лаборатории. Исполь­зование
виртуальных приборов — это самый легкий
способ исследовать поведениесхемы
и получить результаты моделирования.
Тип измерительных приборов, вклю­ченных
в схему, будет определять и вид анализа
— по постоянному току, по перемен­ному
току, во временной или частотной области
и т. д.

В программе Multisimизмерительные приборы могут быть
сгруппированы в 6 категорий:

1. Инструменты для
частотного анализа (АС) и анализа по
постоянному току (DC):

  • Function Generator;

  • Multimeter;

  • 2-Channel Oscilloscope;

  • 4-Channel Oscilloscope;

  • Wattmeter;

  • IV Analyzer;

  • Frequency Counter;

  • Bode Plotter;

  • Distortion Analyzer.

2. Инструменты для
анализа цифровых схем:

  • Logic
    Analyzer;

  • LogicConverter;

  • WordGenerator.

3. Инструменты для
специального анализа RF:

  • Spectrum
    Analyzer;

  • Network
    Analyzer.

4. Инструменты, моделирующие приборы
фирм — производителей измерительных

приборов:

■ Agilent
Oscilloscope
Type:
54622D;


Tektronix
Oscilloscope Type: TDS 2024.

5. Измерительные
пробники:

  • Dynamic Probe;

  • Referenced Probe;

■ Current
Probe.

6. Инструменты,
интегрированные с программой NI
LabVIEW:

  • LabVIEW Microphone;

  • LabVIEW Speaker;

  • LabVIEW Signal Analyzer;

■ LabVIEWSignalGenerator.
В дополнение к
набору стандартных приборов, которые
уже имеются вMultisim,

можно создать и
свои собственные, заказные приборы,
используя графическую среду программыLabVIEW.

Виртуальные приборы имеют 2 вида
представления на схеме: иконку (рис.3.105),
которую можно разместить на схеме, и
инструментальное окно, где можно
управлять прибором и считывать его
показания (рис.3.106). Переключаться из
одного вида в другой можно за счёт
щелчков по иконке. Инструментально окно
всегда будет на переднем плане, его
можно перемещать в окне программы. Все
данные, имеющиеся в виртуальных приборах,
могут быть сохранены.

Инструментальное окно

Иконка

Рис.3.105. Инструментальное окно и иконка

Иконка прибора
содержит выводы, которыми этот прибор
подключается к схеме, которая
указывает, как прибор может быть размещен
в схеме. Соединение приборасо
схемой происходит так же, как и соединение
любого компонента. Выбрать и по­местить
прибор на схеме можно с использованием
меню Simulate
/
Instruments
/ (не­
обходимый
прибор из набора приборов программы)
(рис.3.106).

Рис.3.106. Меню Simulate
/
Instruments

На см. рис.3.107
представлены способ вызова инструмента
из меню, иконка прибора мультиметра
ХММ1 и лицевая панель, окно измерения
прибора. Под­ключение прибора в
схему, как уже отмечалось, ничем не
отличается от подключе­ния любого
компонента. На иконке прибора мультиметра
отмечены выводы плюси
минус. Подключение в схему прибора так,
чтобы ток втекал в вывод плюс, даст
по­ложительные
значения тока, а подключение «наоборот»
— отрицательное значение тока.

С помощью мультиметра можно измерять
ток, напряжение, сопротивление —
в полной аналогии с реальным физическим
прибором, у которого на лицевой панели
тоже есть такие
же переключатели (рис.3.108). Передняя
панель мультиметра, она открывается,
если щелкнуть по иконке прибора дважды
ЛКМ, содержит еще один переключатель
— режим измерения напряжения в децибелах.
Здесь же можно выбрать.И
режим измерения по постоянному и
переменному току. Экранная кнопка на
панели мультиметра

позволяет отобразить параметры
мультиметра как прибора и
отдельном окне (см. рис.3.108).

Рис.3.107. Приборы
ХММ1, ХММ2 и лицевые панели

Рис.3.108.
Панель мультиметра и
окно

В окне свойств прибора можно видеть: в
группе Electronic Setting
то, что онимеет
внутреннее сопротивление, равное 1 нОм,
если он измеряет электрический ток,
имеет внутреннее
сопротивление 1 ГОм, если измеряет
напряжение и для измерения сопротивления
прибор формирует ток 10нА через подключенный
элемент схемы, который затем
используется для вычисления сопротивления.
В группеDisplay Setting
— значения, определяющие условия
индикации ошибки при измерении. Так,если, например,
напряжение превысит значение Voltmeter
Over
range,
то программой будет выдано сообщение
об ошибке.

Все перечисленные
параметры могут быть изменены при
настройке работы при­бора
в схеме, так, если последовательное или
параллельное сопротивление (измери­тель
тока или напряжения) будут влиять по
своей величине на работу схемы, то их
можно поменять на новое значение.

Измерение, моделирование работы схемы
начнется тогда, когда пользователь вос
пользуется кнопкой запуска моделирования,
см. рис.3.73. Существуют и другие способы
запуска процесса
моделирования..
После включения процесса моделирования
через несколько секунд время опре­делится
в соответствии с ресурсами компьютера,
на экранах мультиметров появятся
значения тока
и напряжения. Признаком работы программы
в режиме моделирования является
индикация в статусной строке (внизу,
справа) окна программы времени
мо­делирования
и название задачи (рис.3.109).
После включения

Рис.3.109.
Вид индикации в статусной строке

процесса моделирова­ния
через несколько секунд время определится
в соответствии с ресурсами компью­тера,
на экранах мультиметров появятся
значения тока и напряжения.После
этого процесс моделирования можно
остановить, вторично нажав на кнопку
запуска моделирования.

Кроме рассмотренного
мультиметра, в программе Multisim
имеется еще набор простых
измерителей-индикаторов. Их можно найти
на панели Measurement
Compo­nentsили в окне (при выборе режима установки
компонент)SelectaComponents(рис.3.110 рис.3.111).

Рис.3.110. Панель
Measurement
Compo­nents

Рис.3.111. Окно
SelectaComponents

Вceиндикаторы имеют,
аналогично прибору мультиметру, узлы
подключения к схеме,
плюс и минус. Двойным щелчком ЛКМ можно
открыть окно свойств прибора,
где можно увидеть и изменить его параметры
(закладка Value).
Это окно
позволяет посмотреть и изменить
параметр — режим измерения (по постоянному
или переменному току -ModeDC,ModeAC)
и параметр — последовательное или
параллельное подсоединенное сопротивление
(ResistanceR).
Еще раз напомним, что все реальные
измерители тока и напряжения (с точки
зрения схемотехники) имеют конечное
сопротивление, для измерителей тока
оно маленькое, для измерителей напряжения- оно очень большое. Внеш ний вид прибора,
установленного в схему, не меняется, и
показания прибора сразувидны
на его передней панели, которая является
одновременно и иконкой прибора
(рис.3.112).

Рис.3.112. Внешний
вид приборов, установленных в схему

С помощью измерительных приборов можно
получать не только значения тока и
напряжения в статическом режиме, но и
организовывать получение графических
зависимостей, например ВАХ-приборов.
Для получения ВАХ полупроводниковых
диодов и транзисторов используют
IV-плоттер программыMultisim, который может быть
вызван либо из пунктов менюSimulate
/ Instruments / IV Analyzer
(см.рис.3.34),
либо через
панель инструментов
Instruments.

После двойного
щелчка по иконке прибора открывается
окно свойств анализатора ВАХ
(рис.3.113). С его помощью можно получить
ВАХ -диода, биполярного и полевых

Рис.3.113. Окно свойств
анализатора ВАХ

транзисторов для каждого случая, а выбор
электронного полупроводникового прибора
осуществляется за счет выбора его
названия в выпадающем списке (рис.3.114)
Components. В блокеCurrentRange(пределы анализа тока)
указывается значение диапазона тока
(начало -Iи конец диапазона
-F), а в блокеVoltageRange(пределы анализа по
напряжению) указывается значение
диапазона напряжения (началоIи конец диапазона-F).

В правом нижнем углу окна свойств
анализатора ВАХ указана схема включения
полупроводникового прибора. Экранная
кнопка —
предназначена для инвертирования цвета
экрана построителя ВАХ, а экранная
кнопка-
параметры моделирования, на рисунке
показано, что начало изменения напряжения

Рис.3.114. Выбор электронного полупроводникового
прибора

назначено кик 0, а окончание — 2 В. Шаг по
напряжению определен 1 мВ (рис.3.115).

Рис.3.115. Окно SimulateParameters

Начало моделирования определяется
нажатием кнопки. После появления
кривой ВАХ на экране повторное нажатие
на эту клавишу остановит процесс
моделирования, а па (кране окнаIVAnalyzerбудет показана
ВАХ-диода (рис.3.116).

Рис.3.116. ВАХ-диода

Мы рассмотрели ВАХ используя инструмент
IV Analyzer.Получить ВАХ-диода можно, моделируя
работу диода, используя режим анализаDCSweep. В
этом режиме можно определить ток и
напряжение для любого элемента в схеме,
здесь можно проводить анализ для ряда
значений входного
напряжения (или входного тока) источника
питания. В режиме DC
Sweep
можно по­лучить результаты, которые
невозможны для других случаев
моделирования, с ис­пользованием
приборовMultisim.

При запуске
моделирования схемы (рис.3.117) в режиме
SPICE-анализа
(времен­ной
анализ, AC
Sweep,
DC
Sweep
или любой другой анализ из списка
назначаемых — рис. 3.118) необходимо
указать переменные, которые будут
выводиться в массив данных для визуализации
в окнеGraphe r
(Просмотр графика).

Рис.3.117. Схема

На рис.3.37 показано, что для анализа
выбран ток диода (доступ к выбору
пе­ременной
для индикации осуществляется через
экранную кнопку.
На закладке выбрать как показано на см.
рис.3.119, определить ток как функцию для
построения графика. Пределы анализа
назначаются на закладкеAnalysts
Parameter (Анализируемые
параметры) в группеSource1 (Источник 1)см.
рис.3.120. Для рассматриваемого случая
начальное значение напряжения источникаvvlзадано как О В, а конечное
1 — В. Шаг по значению напряжения определен
0,005 В. Результат анализа показан на
рис.3.121.

Рис.3.118. Меню Моделирование

Рис.3.119. Диалоговые окна DC

Рис.3.120. Диалоговое окно Изменения на
DC

Рис.3.121.
Результат
анализа

studfiles.net

Моделирование схем и систем, имитационный эксперимент из блоков

Моделирование
схем и систем, применение блоков

Традиционная схема моделирования может быть представлена в виде сравнительно независимых групп блоков (рис.1.). Блоки 1-3 соответствуют этапу формирования математической модели и перевода ее в моделирующую программу.

Блок 4 ответственен за проведение имитации. В блоке 6 производится обработка результатов моделирования. В блоках 4-7 реализуется план имитационного эксперимента. Результаты имитационного моделирования экспериментов могут влиять на вид модели лишь после завершения серии прогонов ее на персональном компьютере. Основы электротехники, математика, физика. Выполнение курсовой

Технологическая схема имитационного моделирования

Рис. 1. Технологическая схема имитационного моделирования

  1. — построение математической модели;
  2. — разработка моделирующего алгоритма;
  3. — построение машинной модели;
  4. — имитационные эксперименты с моделью;
  5. — планирование имитационных экспериментов;
  6. — обработка данных;
  7. — отображение результатов

Например, если в процессе эксперимента выяснится, что выходные результаты слабо зависят от того или иного параметра, то это может послужить причиной упрощения модели, состоящего в исключении данного параметра и соответствующем уменьшении размерности.
имитационный эксперимент

Имитационный эксперимент

Традиционно используемые программные средства для поддержки работы блоков 1-3 строятся с использованием языков программирования и моделирования.

Применение языков программирования порождает ряд проблем. В процессе исследования систем часто приходится модель уточнять, варьировать, упрощать или, наоборот, усложнять. Каждый раз при этом приходится составлять новые программы. Ясно, что такой процесс моделирования не будет эффективным. Требуемую гибкость можно обеспечить, если использовать формальные схемы, описывающие классы моделей из определенной предметной области, поскольку программировать тогда нужно функционирование данной схемы, а не описываемой ею частной модели. Чем уже проблемная ориентация используемой схемы, тем менее трудоемка работа по перепрограммированию. В идеале можно добиться полной параметризации системы, и тогда формирование конкретной модели будет состоять лишь в задании ее параметров, причем на языке, естественном для рассматриваемой предметной области. В этом случае пользователь по сути будет иметь дело с пакетом моделей.

Формально математическая модель системы в языках моделирования не используется, т.к. языки позволяют непосредственно переходить от содержательных описаний моделируемой системы к машинным моделям. Содержательное описание существенно облегчает пользователю общение с программой, позволяя составлять модель и использовать понятия из хорошо известной ему предметной области. Но оно не может служить препятствием для расширения класса моделируемых систем и применения для их анализа математических методов, ибо последние требуют знания особенностей именно математической модели.

Вернемся к блокам 5-7 (рис.1.4.). Функции этих блоков определяются пользователем сообразно с его практическими потребностями и существующими методами обработки результатов. Имитационный эксперимент, дающий информацию о системе, подобен натурному. Однако в натурных экспериментах исследованию подвергается существующая система, и вопрос об адекватности не стоит. При имитационных экспериментах изучению подвергается модель, которая лишь в общих чертах воспроизводит поведение реальной системы. Поэтому первоочередным является вопрос об адекватности, решение которого частично заменяется сравнением выходных данных с наблюдениями, полученными на реальном объекте, а частично – математическим исследованием модели.

Если по схеме рис.1.3. решается задача выбора приемлемого варианта из некоторого множества (например, при проектировании систем), то задача может быть решена лишь путем перебора конечного числа вариантов. Поскольку такой перебор не является полным, то таким образом нельзя получить обоснованного ответа на поставленные задачи.

Кроме этого, существует ряд задач, которые принципиально не могут быть решены в рамках указанной схемы. Например, оценку вероятностей редких событий (отказ высоконадежных систем, перегрузка сетей электроснабжения и т.п.) невозможно получить путем прямой имитации из-за чрезмерных затрат машинного времени.

Следовательно, часто используемое или подразумеваемое сведение процесса моделирования лишь к имитации в значительной степени неприемлемо для принятия ответственных решений при анализе крупномасштабных систем, когда необходимо комплексное исследование возникающих проблем, требующее применения как количественных, так и описательных методов.

Пройди тест моделирование онлайн чтобы узнать насколько хорошо Вы знаете эту тему! 

Пожалуйста оцените качество материала


Помогая проекту BEST-EXAM, вы делаете образование более доступным для каждого человека, внесите и вы свой вклад —
поделитесь этой статьей в социальных сетях!

best-exam.ru

3 симулятора работы электрических схем на русском языке

Qucs – удобный симулятор для радиолюбителей

Симулятор с дружелюбным интерфейсом для разработки и расчета электронных цепей и контуров.

Программное обеспечение Quite Universal Circuit Simulator является редактором с графическим интерфейсом с комплексом технических возможностей для конструирования схем. Для управления сложными схемами включена возможность разворачивания подсхем и формирования блоков. Софт включает встроенный текстовый редактор, приложения для расчета фильтров и согласованных цепей, калькуляторы линий и синтеза аттенюаторов. Чертеж можно оформить с обрамлением рамки и стандартного штампа.

Qucs включает широкую базу современных компонентов, разделенных на категории: дискретные (резисторы, конденсаторы и др), нелинейные (транзисторы и диоды), цифровые (базовые цифровые устройства и логические вентили) и другие (источники, измерители). Особый интерес представляют рисунки и диаграммы.

Qucs может настраиваться на множество языков, включая русский.

Программа функционирует на Mac OS, Linux и Windows XP, Vista, 7 и 8.

Бесплатно.

Официальный сайт Qucs: http://qucs.sourceforge.net/

Симулятор “Начала электроники”

Существует очень интересная программа, которая представляет собой несложный симулятор для демонстрации работы электрических схем и работы измерительных приборов. Удобство его не только в наглядности, но и в том, что интерфейс на русском языке. Она позволяет смоделировать на макетнице очень простые принципиальные схемы. Называется программа “Начала электроники”. Ссылка на нее внизу страницы, видео канала Михаила Майорова.

Для радиолюбителей и самодельщиков есть всё в этом китайском магазине.

Программа работает, начиная от Windows 98 и заканчивая Windows 7. Интерфейс выглядит следующим образом.

Внизу располагается чертеж печатной платы, но для нас наибольший интерес представляет панелька с макетной платой. Наверху кнопки управления: загрузить схему из файла, сохранить схему, очистка макетной платы, получить мультиметр, получить осциллограф, показать параметры деталей, состояние деталей, справочник, (кратко изложены понятия об электричестве), небольшой список лабораторных работ для самостоятельного их проведения, инструкция по пользованию симулятором, информация об авторах, выход из программы.

На видео о том, как работает симулятор цепи.

Что можно собрать на симуляторе схем?

На этом простом симуляторе можно собрать довольно много интересных вещей. Для начала давайте смоделируем обычный фонарик. Для этого нам потребуется лампочка, две батарейки и, естественно, все это надо будет соединить перемычками. Ну и какой же фонарик без выключателя и лампочки?

Двойным щелчком вызываем окно параметров батарейки. На появившейся вкладке видим напряжение, внутреннее сопротивление, показывающее ее мощность, миниполярность. В данном случае батарейка вечная.

Когда схема собрана, нажимаем два раза выключатель и лампочка почему то сгорает. Почему? Суммарное напряжение последовательно соединенных батареек 3 вольта. Лампочка по умолчанию была на 2,5 вольта, поэтому и сгорела. Ставим 3-вольтовую лампочку и снова включаем. Лампочка благополучно светится.

Теперь берем вольтметр. Вот у него загораются “ладошки”. Это измерительные щупы. Давайте перенесем щупы к лампочке и поставим измерение постоянного напряжения с пределом 20 Вольт. На мониторе показывает 2,97  вольта. Теперь попробуем измерить силу тока. Для этого берем второй мультиметр. Прибор, подсоединенный в схему, показал почти 50 миллиампер.

Практически как на настоящем мультиметре, можно измерить множество параметров.  Есть также в симуляторе осциллограф, у которого даже регулируется яркость луча. Кроме того, есть реостат, можно двигать движок. Есть переменный конденсатор, шунты, нагревательная печка, резисторы, предохранители и другое. К сожалению, в данном симуляторе нет транзисторов.

Выводы по программе “Начала электроники”

Для начинающих радиолюбителей это просто замечательная программа, простая и написанная на русском языке, на которой можно научиться многим операциям со схемами, мультиметром и осциллографом. Пригодится она и для разработки оптимальных решений для электрических плат. Скачать программу “Начала электроники”

Для продвинутых задач нужны другие программы, которые также есть в интернете. Одна из популярных – Workbench Electronic.

Logisim – бесплатная программа для создания и имитации цифровых логических схем

Logisim отличается наличием русским языка, у нее несложный графический интерфейс. Прежде всего предназначена для обучения. Приложение включает: панель инструментов, строку меню, панель проводника (со списком схем и инструментов загруженных библиотек), таблицу атрибутов выделенного компонента или инструмента и рабочее окно с компонентами схемы.

Интересной способностью программы Logisim является создание подсхем для решения задачи повторного применения ранее спроектированных частей и  облегчения хода отладки. Имеется редактор векторной графики, способный менять внешний вид и расположение контактов подсхем при их добавлении в другие схемы.

Программа  Logisim бесплатная. Официальный сайт: http://cburch.com

izobreteniya.net

Моделирование схемы из — Энциклопедия по машиностроению XXL

Имитационное моделирование узлов или процессов может выполняться как самостоятельный машинный эксперимент. Если имитационное моделирование производится в рамках физического эксперимента, его применяют для формирования программы испытаний, при обработке результатов испытаний и непосредственно в процессе испытаний. В последнем случае ЭВМ встраивают в экспериментальную установку для имитации реальных узлов исследуемого станка. В табл. 15 показано, что испытательная установка кроме узлов Yx и содержит ЭВМ, которая имитирует еще один узел реального объекта испытаний. Узлы Kj и Y осуществляют физическое моделирование составляющих реального объекта испытаний. ЭВМ обеспечивает машинную (программную) имитацию узлов, трудно реализуемых в лабораторных условиях, или в тех случаях, когда необходимо структуру и параметры этих узлов менять в широких пределах. Обычно имитируются отдельные узлы или полностью система управления станком. Например, в процессе испытаний фрезерного станка с импульсно-следящей системой ЧПУ (см. рис. 69) с помощью решающих блоков аналоговой вычислительной машины имитировались корректирующие фильтры следящих приводов по координатам X и F [62]. Эго позволило проверить правильность выбора передаточных функций корректирующих фильтров. Кроме того, исследовали влияние неидентичности параметров коррекции и влияние компенсации скоростной ошибки следящих приводов на контурную точность. Принципиальная схема моделирования одного из вариантов кор-  [c.167]










В книге изложены результаты исследований авторов в области постановки и решения задач оптимизации при схемотехническом проектировании электронных схем. Освещена сущность и основные особенности проектирования электронных схем как в дискретном, так и интегральном исполнении. Проанализированы возможности решения различных задач, возникающих на этапе схемотехнического проектирования электронных схем, с помощью ЦВМ. Описаны различные критерии оптимальности и способы постановок задач оптимизации в электронике. Изложены машинно-ориентированные модели компонентов и наиболее перспективные методы моделирования схем. Даны перспективные методы анализа электронных схем и определены области их предпочтительного применения. Проанализирован ряд методов оптимизации для целевых функций, обладающих гребневым характером. Значительное место уделяется одной из наиболее важных задач схемотехнического проектирования — задаче расчета параметров компонентов, сформулированной в виде задачи нахождения максимума функции минимума. Рассмотрены алгоритмы решения задачи расчета параметров компонентов, основанные на свойстве дифференцируемости функции минимума по направлению. Приводится проекционный алгоритм решения этой задачи, в котором уравнения гребня в виде ограничений типа равенств формируются в процессе поиска. Результаты теоретических исследований иллюстрируются большим количеством примеров и рисунков.  [c.2]

Дедуктивный и конкурентный методы — одни из наиболее эффективных методов анализа тестов. В этих методах для каждого входного набора вместо т-кратного моделирования схемы применяется однократное моделирование, направленное на получение списков неисправностей (СН). Списки неисправностей вычисляются для всех линий схемы. В список для линии х включаются все те неисправности, которые приводят к отклонению значения переменной л от ее значения в исправной схеме. Получив СН для наблюдаемых выходов, можно определить, какие неисправности обнаруживаются на данном входном наборе.  [c.125]










После создания схемы из библиотечных элементов, прежде чем запустить процесс моделирования, необходимо произвести три простых действия  [c.182]

Значения параметров каждого элемента изменяются независимо от остальных. Например, если в схеме есть два резистора сопротивлением 10К, а допуск установлен равным 10%, то во время первого прохождения процесса моделирования один из резисторов может получить значение 953 Ом, а другой 1022 Ом. Программа моделирования использует независимые генераторы псевдослучайных чисел для получения значений параметров каждого отдельного элемента.  [c.196]

Большие значения Гм обусловливают применение для анализа тестов наиболее экономичных методов моделирования логических и функциональных схем. Обычно используют параллельное синхронное трехзначное моделирование. Трехзначный алфавит целесообразен для отбраковки входных векторов Xft, приводящих к состязаниям сигналов в блоке, из-за которых результаты применения теста могут стать неопределенными.  [c.259]

При автоматизированном проектировании имитационные модели предназначены для изучения особенностей функционирования проектируемых структур, состоящих из разнообразных элементов (дискретных и непрерывных, детерминированных и стохастических и т.д.). Имитационные программы строят по модульному принципу, при котором все элементы системы описываются единообразно в виде некоторой стандартной математической схемы — модуля. Схемы и операторы сопряжения модулей друг с другом позволяют строить универсальные программы имитации, которые должны осуществлять ввод и формирование массива исходных данных для моделирования, преобразования элементов системы и схем сопряжения к стандартному виду, имитацию модуля и взаимодействия элементов системы, обработку и анализ результатов моделирования,  [c.351]

Технология разработки ПП АВЧ рабочей КД. Последовательность стадий и этапов разработки ПП АВЧ, а также методы и средства, применяемые при этом, называют компьютерной технологией или технологией разработки ПП АВЧ. Одна из возможных схем такой технологии, много лет применяемая на кафедре ИГ МАИ, показана на рис. 12.3. Основными стадиями технологии разработки ПП АВЧ являются моделирование, проектирование, программирование и использование ПП. Каждая из этих стадий имеет несколько этапов.  [c.354]

На рис. 1, с, 2, а и 3, и представлены проекционные чертежи пересекающихся цилиндров, на рис. 1, б. 2, б и 3, б — кинематические схемы соответствующих механизмов, точка К каждого из которых описывает линию пересечения цилиндров. Схемы основаны на совместном моделировании кинематического образования цилиндров, как поверхностей вращения, что определяет общность конструктивных схем для всех случаев пересечения цилиндров. Каждая из схем включает составное жесткое звено со сторонами КС и КВ, соответствующими образующим пересекающихся цилиндров. Сторона КС вращается около оси О, — 0 , параллельной оси 0[ — 0 цилиндра  [c.41]

Топологические уравнения подсистем записываются для узлов и контуров эквивалентной схемы, поэтому получение эквивалентной схемы — необходимый этап подготовки технического объекта к моделированию. Поскольку существующие методы получения топологических уравнений основаны на применении графов, рассмотрим основные определения и понятия из их теории.  [c.109]

Сущность указанного метода испытаний состоит в определении вероятностного распределения значений рабочих Показателей только некоторой выборки объема п из всей партии N изделий. В данном случае расчет параметров распределения у. проводится по общей схеме статистических испытаний, когда каждый экземпляр изделия из выборки и подвергается только эксплуатационным воздействиям. Схема алгоритма моделирования выборочных испытаний представлена на рис. 6,41 Здесь Л/экспл обозначает объем статистических испытаний, которые проводятся с каждым вариантом объекта из выборки п. Л экспл можно определить из рис. 5.7, задавшись необходимыми уровнями точности и доверительной вероятности. По результатам проверки выборки принимается решение о качестве всей партии изделий, а именно партия удовлетворяет предъявляемым требованиям, если  [c.260]

Имея в виду приведенные пояснения, вопросы моделирования (рассмотренные вьппе) можно представить схемой на рис. 16-1. Из этой схемы, в частности, видно следующее  [c.522]

Процесс решения уравнений, описывающих поведение механизма на АВМ, называют моделированием, а схемы, составленные из блоков АВМ для решения записанных уравнений, носят название их аналоговых моделей.  [c.10]

Постоянные коэффициенты при машинных переменных или машинные коэффициенты являются коэффициентами усиления решающих блоков в схеме моделирования. Эти коэффициенты рассчитываются, исходя из значений коэффициентов физических уравне-  [c.16]

Схема моделирования уравнений (И.1.10) —(II.1.18), приведенная на рис. II. 1.2, включает девять решающих блоков (но числу уравнений), из которых два интегратора 6 и 7), пять сумматоров (2—5, 9) и два нелинейных блока БИ-1 воспроизводит возведение в квадрат 1у, Eli-2 — извлечение квадратного корня. Усилители / и 8 выполняют необходимые операции перемены знака. На схеме показано, какие переменные отображают напряжения на выходах решающих блоков.  [c.18]

В таких схемах протекание многомерного физического процесса на каждом временном шаге представляется как результат последовательной реализации соответствующих одномерных процессов, каждый из которых начинается от распределения поля, возникшего после окончания предыдущего одномерного процесса. На основе такого представления, называемого расщеплением задачи по пространственным переменным, моделирование одномерных процессов проводится с помощью неявных схем, а последовательное действие процессов учитывается по существу явным образом, т. е. решение многомерной задачи сводится к расчету на каждом шаге по времени набора одномерных задач, решаемых в случае уравнения теплопроводности методом прогонки. Применение неявной аппроксимации одномерных задач обеспечивает устойчивость схемы, а общее число арифметических действий оказывается пропорционально числу  [c.118]

В маршрутах проектирования БИС и СБИС к числу основных проектных процедур относятся верификация логических и функциональных схем, синтез и анализ тестов. В этих процедурах требуется многократное выполнение моделирования логических схем. Однако высокая размерность задач логического моделирования (СБИС насчитывают.десятки—сотни тысяч вентилей) существенно ограничивает возможности многовариантного анализа. Так, современные программы анализа логических схем на универсальных ЭВМ могут обеспечить скорость моделирования приблизительно 10 вентилей в секунду (т. е. на анализ реакции схемы из 10 вентилей на один набор входных воздействий затрачивается 1 с машинного времени), что значительно ниже требуемого уровня. Преодоление затруднений, обусловливаемых чрезмерной трудоемкостью вычислений, происходит в двух направлениях. Первое из них основано на использовании общих положений блочно-иерархического подхода и выражается в переходе к представлениям подуровня регистровых передач, рассмотренным в 4.7. Второе направление основано на применении специализированных вычислительных средств логического моделирования, называемых спецпроцессорами или машинами логического моделирования (МЛМ), Важно отметить, что появление СБИС не только порождает потребности в таких спецпроцессорах, но и обусловливает возможности их создания с приемлемыми затратами. Разработанные к настоящему времени МЛМ функционируют совместно с универсальными ЭВМ и обеспечивают скорость моделирования 10 —10 вентилей в секунду.  [c.254]

Advan ed S hemati — графический редактор многостраничных и иерархических принципиальных схем, из которого вызываются программы моделирования аналого-цифровых устройств и программы синтеза и моделирования ПЛИС  [c.143]

После составления схемы моделирования, схем аппроксимации временных и функциональных зависимостей, расчета начальных условий вычисляют масштабы по переменным и рассчитывают машинные коэффициенты. Масштабы по переменным выбирают исходя из условия ограничения максимального напряжения i/max в АВМ. В зависимости от типа АВМ Umax равно 10, 25, 50 или 100 В. Таким образом, масштаб по переменной у  [c.96]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ ЛЕЗВИЙ. Чтобы вычислить значение износостойкости В, необходимо знать силу трения на контактных поверхностях взаимодействующей пары тел. Непосредственно измерить силу на поверхностях лезвия в процессе резания весьма затруднительно. Поэтому, чтобы определить закономерности изменения силы трения Г-, и массы Шу продуктов износа в зависимости от давления и скорости взаимного скольжения, используют метод физического моделирования. Схема моделирования трения и износа для условий, приближенных к процессу резания, аналогична схеме, использованной для изучения закономерностей наростообразования (см. рис. 6.8). В данном случае индентор изготовлен из инструментального материала и является изнашиваемым телом пары. Цилиндрический образец, зажатый в патроне токарного станка, изготовлен из конструкционного металла и является истирающим телом пары. До начала эксперимента на рабочем торце индентора подготавливается плоская контактная поверхность площадью Аг = 1 мм . Индентор своей контактной поверхностью прижимается к свежеобработанной поверхности цилиндра с нормальной силой р = рА . Давление р устанавливается в пределах 0,05… 0,6 ГПа, что соответствует средним значениям давления на контактных поверхностях режущих лезвий.  [c.131]

Анализ электрических процессов в схеме в заданной отображающей точке назовем одновариантньш анализом. Одновариантный анализ может выполняться экспериментальными или расчетными методами. Экспериментальный анализ при проектировании предполагает построение экспериментального макета и сводится к измерению токов п напряжений в схеме с помощью измерительных приборов. Использование расчетных методов подразумевает замену экспериментального макета (физической модели) математической моделью схемы М.Ь С). Математической моделью схемы называется система уравнений, отображающая электрические процессы в схеме и представленная в форме, допускающей непосредственное применение какого-либо из известных методов для ее решения. Процесс получения ММС будем называть моделированием схемы . ММС формируется на основе математических моделей отдельных компонентов. Ма тематическая модель компонента (ММК) есть система уравнений, отображающая электрические процессы в компоненте и представленная в форме, допускающей непосредственное применение какого-либо из известных методов моделирования схем для объединения данной ММК с математическими моделями других компонентов. Процесс получения ММК называется моделированием компонента.  [c.22]

Очевидно, что на точность получаемых результатов будут влиять такие факторы, как схема интегрирования, величина шага интегрирования Ат,-, количество КЭ в проскоке, число подынтервалов времени k, на которые разбит интервал Атс. Из рис. 4.20 видно, что при использовании уравнения (1.47) при k = 4 11 18 (кривые 1, 2, 3, 4) отличие результатов расчета от приближенной аналитической зависимости (4.79) составляет соответственно 0,19 0,14 0,08 0,01G (0) (при v = r). Таким образом, использование условия расчетной схемы, что, в свою очередь, в задаче об определении СРТ приводит к необоснованному завышению скорости трещины, особенно в области ее высоких значений (o r). Следует отметить, что значению k = при v = r соответствует шаг интегрирования Ат, равный времени прохождения волны расширения через наименьший КЭ в вершине трещины. Попытки более адекватного описания зависимости G (y) с помощью более точного моделирования раскрытия трещины путем увеличения количества КЭ в проскоке не дали существенного изменения зависимости G (o) (кривая 6). При использовании уравнения (1.41) зависимость G v) отличается от аналитической (4.79) менее чем на 1 % (кривая 5). В то же время следует отметить, что ограничение на шаг интегрирования, обусловленное устойчивостью решения уравнения (1.41), делает применение данной схемы при и [c.250]

Схема моделирования пары, составленной из двух металлических поверхностей, приведена на рис. 228. Зазор создается между поверхностями двух металлических образцов, армированных н плексигласовые патроны, которые крепятся один против другого при помопги трех планок, изготовленных из нержавеющей стали. Ширина зазора регулируется прокладками известной толщины, которые удаляются по-  [c.350]

Учет латентности фрагментов. Локальные погрешности интегрирования зависят от значения шага интегрирования А и от характера переходных процессов. Если фазовые переменные претерпевают быстрые изменения, то погрешность не выше заданной обеспечивается при малых h. Если же фазовые переменные меняются медленно, то значения Л при тех же погрешностях могут быть существенно больше. В сложных схемах ЭВА, как правило, большинство фрагментов в любой момент времени относится к неактивным (латентным), т. е. к таким, в которых не происходит изменений фазовых переменных, причем отрезки латентности Т лат могут быть ДОВОЛЬНО продолжительными. в латентных фрагментах допустимо увеличивать шаг интегрирования вплоть до значения Глат, что эквивалентно исключению уравнений фрагментов из процесса интегрирования на период их латентности. Такое исключение выполняется в алгоритмах учета латентности, относящихся к алгоритмам событийного моделирования. Основу этих алгоритмов составляет проверка условий латентности. Примером таких условий может служить  [c.248]

Повышение эффективности моделирования логических и функциональных схем. Для повышения эффективности решения уравнений методом Зейделя целесообразно использовать диакоптический подход, в рамках которого итерации выполняются отдельно по фрагментам логической схемы. Введем следующие понятия составной элемент — множество контуров обратной связи, имеющих попарно общие связи фрагмент логической схемы — составной элемент или комбинационная схема, состоящая из взаимосвязанных логических элементов, не вошедших в составные элементы.  [c.252]

Возможность эффективной тепловой зашиты корпусных элементов от больших тепловых потоков успешно используется и при создании экспериментальных СВЧ плазмотронов [64]. Схемы СВЧ плазмотронов с предполагаемыми картинами течений при прямоточно-вихревой и возвратно-вихревой стабилизации плазмы показаны на рис. 7.30, а на рис. 7.31 показана зависимость мощности плазменного СВЧ излучения поглощаемого разрядом, и тепловой мощности fV , вьшеляюшейся в контуре охлаждения плазмотрона. Результаты опытов приведены в виде зависимости доли тепловых потерь WJW от удельного вклада энергии в разряд У = WJG, где G — расход плазмообразуюшего газа — азота. Результаты численного моделирования показаны на рис. 7.32,а — для традиционной прямоточно вихревой стабилизации и на рис. 7.32,6 — для случая с возвратно-вихревой стабилизацией. В первом случае рабочее тело — плазмообразующий газ — азот в виде закрученного потока подается в разрядную камеру, а во втором случае он подается в дополнительную вихревую камеру со скоростями 100 м/с ((7= 1 г/с) и 225 м/с ((7= 1,5 г/с), соответственно. По мнению автора работы [64] возвратный вихрь сжимает зону нагрева, предохраняя стенки камеры плазмотрона от перегрева. Основная часть газа проходит через разрядную зону, а размер зоны рециркуляции незначителен. В традиционной схеме (см. рис. 7.32,а) входящий газ смешивается с циркулирующим потоком плазмы и основная часть газа проходит мимо разряда вдоль стенок кварцевой трубки. Судя по приведенным модельным расчетам, схема с возвратно-вихревой стабилизацией позволяет снизить максимально достижимую температуру нагрева корпусных элементов примерно в 2,5 раза. Наиболее нагретая часть область диафрагмы, непосредственно примыкающая к отверстию имеет температуру 1400 К. Таким образом, использование возвратно-вихревой стабилизации плазмы позволяет изготовить СВЧ плазмотрон неохлаж-даемым из кварцевого стекла. Дальнейшее моделирование течения  [c.356]

Основная идея метода. Имитация является одной из разновидностей метода Монте-Карло. Общую идею и схему применения этого метода несколько упрощенно можно сформулировать следующим образом. Для решаемой задачи, котор- — схзстоит в определении некоторого параметра, конструируется случайная величина, распределение которой зависит от этого искомого параметра. С помощью ЭВМ проводится моделирование построенной случайной величины, в результате которого находится набор ее реализаций. Далее по этому набору вычисляется статистическая оценка искомого параметра, которая и принимается за решение исходной задачи.  [c.189]

В качестве примера, демонстрирующего особенности использования программного комплекса, остановимся на задаче моделирования динамики системы автоматического регулирования ядер-ной паропроизводящей установки (ЯППУ) малой мощности с реактором интегрального типа. В процессе проектирования системы автоматического регулирования исследовались проблемы расчетного обоснования ядерной безопасности ЯППУ в переходных режимах и в проектных аварийных ситуациях (обесточивание, стоп-вода , стоп-пар , отключение главного циркуляционного насоса и секций парогенератора и др.). Структурная схема моделируемой системы (см. рис. 11 на вклейке) скомпонована с помощью элементов каталога Реакторные блоки , а субмодели Кинетика нейтронов , Система управления , Теплофизические параметры АЗ и т.д., представляющие собой сложные многоуровневые структуры, набраны из каталогов общетехнической библиотеки типовых блоков. Общее число элементов в схеме — более 370, функциональных переменньгх — около 3000. На этом же рисунке размещены окна визуализации поведения физических параметров системы автоматического регулирования в процесее моделирования.  [c.77]


mash-xxl.info

Моделирование аналоговых схем — КиберПедия

Постоянного тока

Цель работы: совершенствование навыков создания новых проектов, получение результатов моделирования аналоговых схем постоянного тока и их оценка ‘классическими’ методами.

Основные сведения

Для нового проекта вначале создается папка, в которой размещаются файлы проекта, затем запускается редактор CAPTURE. В нем последовательно выполняются нижеприведенные процедуры.

Черчение схемы

Черчение схемы проводится с соблюдением правил, приведенных в п. 2 лабораторной работы № 1.

 

Редактирование свойств компонентов схемы

Для того чтобы начерченная схема точно соответствовала заданной, компонентам следует задать нужные имена и определить их характеристики. При работе с редактором Capture имена, значения и другие характеристики компонентов называются свойствами (Properties). Свойствазадаются в окне ‘Property Editor’ (‘Редактор свойств’) или в окне ‘Display Properties’ (‘Отобразить свойства’). Окно ‘Property Editor’ открывается двойным щелчком по символу компонента, а окно ‘Display Properties’ – двойным щелчком по значению компонента.

Создание профиля моделирования

Профиль имеет имя, приставка в котором определяет один из стандартных типов (видов) анализа электронной схемы, для которого задаются параметры настройки.

Для простого анализа схем постоянного тока модулю PSpice необходимо задать тип анализа Bias (Напряжение/ток смещения). В этом случае профиль имеет имя SCHEMATIC1-bias и модуль PSpice реализует расчет напряжений во всех узлах, токов во всех ветвях схемы и мощностей, отдаваемых источниками и рассеиваемых пассивными компонентами схемы. Этот профиль создается системой OrCAD автоматически после вычерчивания схемы.

Моделирование схемы и получение результатов

Процесс моделирования запускается щелчком по кнопке -Run PSpice или щёлкая последовательно по: <PSpice>→<Run>.

Результаты моделирования отображаются на схеме в непосредственной близости от её компонентов при включении трех видов кнопок: – Enable Bias Voltage Display (Разрешить индикацию напряжения рабочих точек), – Enable Bias Current Display (Разрешить индикацию токов) и – Enable Bias Power Display (Разрешить индикацию мощности). Щелчком по одной из этих кнопок производится её включение, а при повторном щелчке кнопка выключается.

Сохранение проекта

Чтобы сохранить созданный проект, необходимо последовательно щёлкнуть по: <File>→<Save>, или щёлкнуть по кнопке ‘Save document’ (Сохранить документ).

Задание 1. Создайте проект, в котором рассчитываются напряжения в узлах, токи в ветвях, отдаваемую источником и рассеиваемые мощности резисторами схемы постоянного тока, представленной на рис. 1. Получите результаты моделирования и проведите их анализ.


Создайте папку с именем Lab_rab2, имеющую путь доступа C:\Ivanov\ Lab_rab2 и запустите редактор Capture. Соблюдая изложенное в п. 1 лабораторной работы №1, создайте проект и дайте имя Zadanie1.

Учитывая изложенное в п. 2 лабораторной работы № 1, начертите схему мостового соединения, приведенную на рис. 2.

Редактирование свойств компонентов схемыпроведём двумя способами. При первом способе, двойным щелчком по символу компонента открывается окно ‘Property Editor’ (Редактор свойств), которое содержит гораздо больше свойств, чем вам требуется в данный

 

Рис. 1. Схема с отредактированными значениями свойств компонентов

 

 

Рис. 2. Электрическая схема мостового соединения.

 

момент. Поэтому, в окне ‘Property Editor’ из раскрывающегося списка ‘Filter by:’ (Отфильтровать до:) выберите пункт OrCAD-PSpice и закройте это окно, щёлкнув по кнопке ‘OK’. После этого список доступных для редактирования свойств будет сокращен до тех, которые необходимы для модуля PSpice. Имена компонентов редактируются в поле ввода ‘Reference’ (Ссылка), а значения – в соответствующих полях окна ‘Property Editor’. Отредактируйте значение свойства DC источника постоянного напряжения V1, открыв окно ‘Property Editor’ и введя с клавиатуры в поле DC – 10Vdc. Остальные свойства V1 оставьте без изменений (‘по умолчанию’). Двойным щелчком по символу R2 повторно откройте окно ‘Property Editor’. Отредактируйте значение сопротивления резистора R2, введя с клавиатуры в поле Value значение 3 kOm.

При втором способе, для редактирования каждого из свойств компонентов R3, R4 и R5 необходимо трижды открыть окно ‘Display Properties’ двойным щелчком по значению свойства соответствующего компонента схемы. В схеме, приведенной на рис. 1, резистор R3 должен иметь значение 7.6 kОм. Выделите значение резистора R3, щёлкнув по 1k, а затем дважды щёлкните по нему, чтобы открыть окно ‘Display Properties’. В поле Value этого окна введите с клавиатуры 7.6k и щёлкните по кнопке ‘OK’. Повторите эту процедуру для резисторов R4 и R5, установив им соответственно значения 6 k и 2 k. Заметим, что второй способ редактирования свойств является эффективным для ‘простых’ компонентов с одним значением.


Профиль моделирования схемы постоянного тока создается системой OrCAD автоматически после вычерчивания схемы, отображается в поле с именем Active Profile, находящимся в левом верхнем углу окна ‘OrCAD Capture’. Профиль имеет имя и приставку– bias: SCHEMATIC1-bias. Он является активным, что индицируется красным цветом его значка в окне организатора проекта ‘C:\Ivanov\ Lab_rab2’ на странице с вкладкой File, если открыта папка PSpice Resources (Ресурсы модуля PSpice) и её подпапка Simulation Profiles (Профили моделирования).

Запустите процесс моделирования щёлкнув по кнопке – Run PSpice или щёлкая последовательно по: <PSpice>→<Run>.

Если появится окно ‘Undo Warning’, в нем следует установить флаг перед ‘Do not show this box again’ (Не показывать это окно опять) и щёлкнуть по кнопке ‘Yes’. После непродолжительных вычислений появится свернутое окно ‘SCHEMATIC1:bias-PSpise A/D’. Разверните его, и в информационном окне, расположенном в левом нижнем углу, прочтите выданные сообщения об ошибках или о завершении моделирования. Если моделирование завершается успешно, то фрагменты сообщений выглядят так:

Simulation Profile: SCHEMATIC1:bias1

Circut read in and checking, no errors

(Схема прочитана и проверена, ошибок нет)

Bias point calculated (Вычислена точка смещения)

Simulation complete (Моделирование завершено).

 

Закройте окно ‘SCHEMATIC1:bias-PSpise A/D’.

Включите кнопку индикации напряжения, занесите значения напряжений в узлах схемы в отчет. Проведите простейшие расчеты ‘вручную’, проверьте, выполняется ли второй закон Кирхгофа для трех контуров схемы? Занесите расчеты в отчет. Повторным щелчком по кнопке индикации напряжения выключите её.

Включите кнопку индикации тока, занесите значения токов в ветвях схемы в отчет. Проведите расчеты ‘вручную’, проверьте, выполняется ли первый закон Кирхгофа для каждого узла схемы? Занесите расчеты в отчет. Повторным щелчком по кнопке индикации тока выключите её.

Включите кнопку индикации мощности, зафиксируйте результаты в отчете, затем выключите её.

Включите одновременно кнопки , , и занесите в отчет схему, с указанием напряжений, токов и мощностей на ней.

Сохраните проект в папке Lab_rab2.

Задание 2.Создайте проект, в котором рассчитываются напряжения в узлах, токи в ветвях, отдаваемые источниками и рассеиваемые мощности резисторами двух схем постоянного тока, приведенных на рис. 3. Получите результаты моделирования.

Рис. 3. Схемы с резисторами и источниками постоянного напряжения.

Последовательно:

– создайте проект с именем Zadanie2;

– начертите две схемы, приведенные на рис. 3;

– отредактируйте свойства компонентов двух схем;

– запустите процесс моделирования. Зафиксируйте две схемы с вычисленными значениями напряжений, токов и мощностей.

Сохраните созданный проект в папке Lab_rab2.

Для наглядности (рис. 4) приведены две схемы с результатами моделирования, полученными после включения кнопки индикации токов в ветвях.

 

 

Рис. 4. Схемы с резисторами и источниками постоянного напряжения.

 

Иногда вовсе не нужно знать все значения токов, напряжений и мощностей, затрудняющих чтение чертежа. В этом случае ненужные значения можно скрывать, а затем при необходимости их отображать. Чтобы скрыть значение напряжения, необходимо щёлкнуть по нему, а затем щёлкнуть по кнопке – Toggle Voltages On Selected Net(s) (Включить/выключить напряжения в выбранном сегменте проводки). Чтобы отобразить скрытое напряжение, необходимо щёлкнуть по нужному сегменту проводки, а затем – по кнопке . Чтобы скрыть значение тока, необходимо щёлкнуть по нему, а затем – по кнопке – Toggle Currents On Selected Part(s)/Pin(s) (Включить /выключить токи в выбранном выводе компонента). Для отображения скрытого значения тока необходимо щёлкнуть по выводу компонента, у которого отображалось скрытое значение тока, и по кнопке . Чтобы скрыть значение мощности, необходимо щёлкнуть по компоненту, а затем по кнопке – Toggle Power On Selected Part(s) (Включить/выключить мощность в выбранном компоненте). Для отображения скрытого значения мощности необходимо щёлкнуть по компоненту, а затем – по кнопке .

Для повышения читабельности чертежа можно пользоваться кнопкой -Zoom in (I) (Увеличение масштаба изображения), а для возврата чертежа в исходное состояние – кнопкой Zoom out (О) (Уменьшение масштаба изображения).

Выполнение работы

3.1. Включите ПК и запустить OrCad Capture.

3.2. Выполните задания 1, 2.

 

Форма отчетности

Отчет должен содержать:

– цель работы и основные положения по пункту 2;

– схему мостового соединения резисторов (см. рис. 1) с результатами моделирования и проверочные расчеты ‘вручную’;

– две схемы (см. рис. 3) с вычисленными значениями напряжений, токов и мощностей.

 

5. Контрольные вопросы

1. Поясните понятия ‘свойства компонентов’ и ‘профиль моделирования’.

2. Как задаются свойства компонентов и профиль моделирования для схем постоянного тока?

3. Как отобразить результаты моделирования?

4. Сформулируйте 1-й и 2-й законы Кирхгофа для схемы, приведенной на рис. 1.

 

Литература

1. Хайнеман Р. Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE: пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2008.-336с.: ил.

 

Лабораторная работа № 3

cyberpedia.su

Средства моделирования. Моделирование аналоговых схем. Моделирование цифровых схем

СОДЕРЖАНИЕ

1      Средства
моделирования. 2

1.1      Режимы
моделирования. 2

1.1.1      Transient 2

1.1.2      AC Frequency. 4

1.1.3      Fourier 5

1.1.4      Noise. 6

1.1.5      Distortion. 7

1.1.6      Parameter sweep. 8

1.1.7      Temperature sweep. 8

1.1.8      Pole-Zero. 9

1.1.9      Transfer function. 10

1.1.10    Sensitivity. 10

1.1.11    Worst
Case. 12

1.1.12    Monte
Carlo. 12

1.1.13    Другие
режимы моделирования. 13

2      Моделирование
аналоговых схем. 14

2.1      Модели
компонентов. 14

2.2      Независимые
источники. 14

2.2.1      AC Voltage Source. 14

2.2.2      Источник
постоянного напряжения. 20

2.2.3      Источник
сигналов прямоугольной формы Clock. 21

2.2.4      Источник
сигналов произвольной формы PWL Source. 21

2.3      Зависимые
источники. 22

2.4      Пассивные
компоненты RLC.. 22

2.5      Взаимная
индуктивность и магнитный сердечник. 24

3      Моделирование
цифровых схем. 26

3.1      Модели
компонентов. 26

Домашнее Задание. 28

Задание на ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ №1. 28

контрольные вопросы.. 32

Список источников, рекомендуемых для изучения
дисциплины   33



Средства моделирования

Существует достаточно много
схемотехнических САПР, которые могут использоваться для моделирования радиоэлектронных
узлов. Наиболее известные среди них Electronics Workbench (EWB),
MultiSim, MicroCAP (MCAP), OrCAD. EWB
является наиболее простым инструментом. Данный САПР легко осваивается, содержит
виртуальные измерительные приборы и, таким образом, методически правильно
начинать с него. Другие САПР в первом приближении дополняют EWB.
Так MultiSim, OrCAD или MCAP могут использоваться для построения новых моделей
элементов, построения дополнительных характеристик, которые в EWB
строить невозможно или не удобно. При правильном изучении EWB
другие схемотехнические САПР осваиваются быстро и эффективно. Данный
лабораторный практикум использует, главным образом, EWB,
но при решении некоторых задач используются OrCAD, MCAP именно с целью дополнения EWB.

Важно отметить, что во всех САПР на
принципиальной схеме обязательно должна присутствовать «земля». В некоторых
видах САПР, например, в OrCAD существует несколько типов «земли». Тогда нужно установить
какая из них используется для моделирования. В OrCAD ее имя «0», т. е. нулевой
провод. В EWB земля имеет один тип и извлекается с
панели инструментов «Sources» – источников энергии и
сигналов.

Составление принципиальной схемы в EWB максимально упрощено и может быть сделано даже
интуитивно. В связи с этим, главным предметом изучения являются режимы
моделирования
и свойства моделей компонентов.

1.1 
Режимы моделирования

1.1.1 
Transient

Хотя режимов моделирования несколько, один из них
является основным. Он напоминает работу инженера с макетом радиоэлектронного
узла и поэтому его следует выделить из всех. Это режим Transient
– расчет переходных характеристик (временных диаграмм сигналов в заданном узле
схемы). Особенность EWB состоит в многоальтернативности
реализации этого режима. Прежде всего, временную диаграмму сигнала можно получить
с помощью виртуального осциллографа (Рис. 1). Он извлекается с панели «Instruments» – виртуальных приборов. Как показано на рисунке
1 к осцилографу достаточно подвести одну линию на вход A
или B. Общий провод «земля» уже подключен у нему «по
умолчанию». Если необходимо изменить подключение общего провода осциллографа,
то нужно его общий провод подключить к узлу относительно которого анализируется
напряжение на входах. Как и у реального прибора, у осциллографа есть вход
синхронизации – второй сверху боковой контакт.

vunivere.ru