Введення
У 70-х рр.. XX в. стали інтенсивно розроблятись програми аналізу електронних схем за допомогою ЕОМ. Найбільшу популярність з деяких пір отримала програма SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), розроблена в Каліфорнійському університеті (США). Вона виявилася дуже вдалою і фактично стала еталоном. Прийняті в ній математичні моделі компонентів використовуються в багатьох програмах систем автоматизованого проектування (САПР), таких як ДІСП, ДІСП-ПК (Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет), Micro-Cap V і їм подібних. Перша версія програми PSpice для персонального комп'ютера (IBM PC) була створена в 1984 р. корпорацією MicroSim. З тих пір розроблено досить багато версій програми на платформі DOS, а останнім часом - на платформі Windows. Але всі наступні версії використовують ті ж алгоритми, що і SPICE для комп'ютерів типу IBM 360, той же формат представлення вхідних і вихідних даних. Основу системи DesignLab складає програма PSpice [11, 16, 17]. Демонстраційну версію програми DesignLab можна отримати через Internet за адресою www.microsim.com або www.orcad.com.
1. Керуюча оболонка Schematics
1.1 Графічний редактор Schematics
Графічний редактор Schematics дозволяє створювати креслення принципових схем в середовищі Windows і здійснювати запуск інших програм, зокрема PSpice - для моделювання аналогових пристроїв і Probe - для графічного відображення, обробки і документування результатів моделювання.
модельованих схема може складатися з резисторів, конденсаторів, індуктивностей, діодів (Включаючи стабілітрони і варикапи), біполярних і польових транзисторів. Крім того, з цих компонентів можна створювати макромоделі або ієрархічні структури більш складних електронних пристроїв - операційних підсилювачів, компараторів, тиристорів та ін
Графічний редактор викликається клацанням миші по піктограмі Psshed. В процесі його завантаження підключаються бібліотеки графічних символів компонентів і екран набуває вигляд, показаний на рис. 1. Редактор Schematics має основне меню і панель інструментів. Основні символи панелі інструментів збігаються з прийнятими в системах MicroSoft.
Спочатку потрібно вибрати команду File, в спадаючому меню - рядок New, якщо створюється нова схема, чи рядок Open, якщо завантажується існуюча схема. (Скорочено порядок цих дій будемо позначати далі як File/Open, розділяючи імена команд і подкоманд косою рисою).
Рис. 1 - Екран графічного редактора Schematics
Символи компонентів наносяться на схему по команді Draw/Get New Part (або викликається також клацанням по піктограмі). Після цього вибирається компонент для розміщення на схемі. (Для прискореного пошуку компонента в рядку Part Name можна написати його ім'я.) Розміщується компонент на кресленні натисненням кнопки Place або Place & Close. Послідовним натисканням лівої кнопки миші можна розмістити необхідну кількість компонентів на кресленні, після натискання правою кнопки миші компонент В«відв'язуєтьсяВ» від курсора миші. Останні десять символів компонентів зберігаються в оперативному списку, з якого вони швидко витягуються натисканням на стрілку в правій частині панелі.
Провідники наносяться на схему по команді Draw/Wire або натисканням на піктограму з зображенням олівця.
Позиційні позначення наносяться на схему автоматично (з можливістю їх редагування вручну після подвійного клацання лівої кнопки миші по виділеному позначенню компонента). Імена ланцюгів проставляються автоматично і на креслення не виводяться. Однак, якщо відомі ланцюга, характеристики яких будуть виводитися в програмі Probe, ланцюги можна маркувати вручну. Для цього достатньо клацанням лівої кнопки миші виділити бажану ланцюг і після подвійного клацання лівої кнопки в меню Label вказати ім'я ланцюга - цифрове, літерне або змішане. Наприклад OUT2, IN, 123 і т.д.
Крім того, при використанні спеціальних маркерів при натисканні на піктограми і іменувати ланцюга не обов'язково - досить помітити маркером потрібну ланцюг, і на графіку після завершення аналізу буде виведена відповідна характеристика.
Відзначимо, що освоїти графічний введення схем досить легко, особливо якщо користувач вже знайомий з роботою в будь-якому іншому графічному редакторі. Інтерфейс графічного редактора дуже В«дружнійВ» і освоюється досить швидко в процесі проб і помилок.
1.1.1 Налаштування конфігурації
Робота з графічним редактором починається або з завантаження створеного раніше файлу схеми з розширенням *. sch по команді File/Open, або з очищення поля екрану вибором команди File/New. Після цього приступають до налаштування конфігурації схемного редактора за допомогою команд меню Option (рис. 2). Параметри конфігурації при завантаженні програми встановлюються автоматично, проте іноді корисно їх змінити або переконатися в їх правильності. Параметри конфігурації заносяться у файл msim.ini і зберігаються при роботі з подальшими схемами.
Рис. 2 - Меню Option і діалогове вікно команди Option/Display Option
1.1.2 Установка параметрів зображення
Встановлюються такі параметри (рис. 2б):
- Grid On - включення/вимикання координатної сітки;
- Snap-to-Pin - включення/вимикання режиму прив'язки кінців провідників при їх нанесенні на схему до найближчого висновку компонента, що знаходиться в області захвату, радіус якої визначається параметром Gravity - Радіусом області захвату;
- Rubberband - включення/вимикання режиму переміщення компонента разом з приєднаними до нього провідниками;
- Orthogonal - перемикання режимів введення тільки ортогональних провідників і провідників з довільним нахилом;
- Cursor X and Y - висновок поточних координат курсору в рядку стану (Рекомендується включати завжди);
- Grid Size - крок координатної сітки (крок координатної сітки рекомендується встановлювати рівним 1,25 мм, 2,5 мм або 0,1 дюйма - з таким кроком зазвичай виконані фірмові бібліотеки, що поставляються разом з DesignLab).
1.1.3 Підключення бібліотек
У верхній частині меню команди Editor Configuration в вікні Libraries наведено список підключених бібліотек символів компонентів (з расшіреніем.slb), а в рядку Library Path - шлях доступу до бібліотек.
Рис. 3 - Підключення бібліотек символів а) і текстових бібліотек б)
Ці бібліотеки підключаються до програми Schematic при її завантаженні. Для редагування списку цих бібліотек клацанням вибирається кнопка Library Setting і відкривається меню, показане на малюнку 3а. Ім'я файлу бібліотеки вказується після клацання по кнопці Browse в стандартному стилі Windows. Після імені файлу натискається одна з кнопок Add * або Add Local. У першому випадку бібліотека буде доступна для всіх проектів, у другому - тільки для поточного проекту.
Підключення текстових бібліотек компонентів з расшіреніем.lib виконується по команді Analysis/Library and include Files-відкривається меню, наведене на малюнку 3б. Подальший порядок дії аналогічний підключенню бібліотек символів.
1.2 Створення принципових схем
1.2.1 Розміщення компонентів на схемі
Створення принципової схеми починається з розміщення компонентів. Натискання на піктограму викликає поява вікна вибору імені компонента (рис. 4).
Рис. 4 - Вікно вибору імені компонента
Якщо в рядку Part Name вказано символ * (за замовчуванням), то у вікні виводиться алфавітний список компонентів, що міститься у всіх підключених бібліотеках. Можна також в рядку Part Name набрати ім'я компонента або його початкові символи. Потрібний компонент вказується клацанням курсору, після чого його зображення...
