Исследование электрической цепи в среде имитационного моделирования Electronic Workbench.

Разработка любого электротехнического устройства сопровождается физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоёмкое исследование. Часто физическое моделирование просто невозможно из-за чрезвычайной сложности устройства, например, при разработке больших и сверхбольших интегральных микросхем. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники. Например, известный пакет P-CAD содержит блок логического моделирования цифровых устройств, однако для начинающих, в том числе и для студентов, он представляет значительные трудности в освоении. Не меньшие трудности встречаются и при использовании системы Design Lab.

Electronics Workbench - разработка фирмы Interactive Image Technologies. Особенностью программы является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближённых к их промышленным аналогам. Программа легка в освоении и достаточно удобна в работе. После составления схемы и её упрощения путём оформления подсхем моделирование начинается щелчком обычного выключателя.

Панель управления.

Панель компонентов состоит из пиктограмм полей компонентов, поле компонентов - из условных изображений компонентов. Щелчком мышью на одной из одиннадцати пиктограмм полей компонентов, расположенных на панели, можно открыть соответствующее поле/открыто поле пассивных компонентов (Passive). Расположение элементов в полях ориентировано на частоту использования компонента. Для описания компонентов более логичным является разделение их по типам, чему мы будем следовать в дальнейшем, давая в каждом случае ссылку на поле, в котором расположен компонент. Ниже показаны все имеющиеся в Electronics Workbench поля компонентов. (Рисунок 4) Эта картинка получена искусственно, на самом деле при работе может быть открыто только одно поле компонентов. Перейдем теперь к описанию имеющихся в программе компонентов. В библиотеки элементов программы Electronics Workbench входят аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые компоненты. Все компоненты можно условно разбить на следующие группы:

· Базовые компоненты.

· Источники.

· Линейные компоненты.

· Ключи.

· Нелинейные компоненты.

· Индикаторы.

· Логические компоненты.

· Узлы комбинационного типа.

· Узлы последовательного типа.

· Гибридные компоненты.

       « Рисунок 4 - поля компонентов Electronics Workbench»

Компоненты, необходимые для данной работы:

1. Соединяющий узел.

Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может присоединяться не более четырех проводников.

После того, как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для подключения приборов.

2. Резистор.

Сопротивление резистора измеряется в Омах и задается производными величинами (от Ом до МОм).

3. ЭДС источника постоянного напряжения измеряется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Короткой жирной чертой в изображении батареи обозначается вывод, имеющий отрицательный потенциал по отношению к другому выводу.

4. Амперметр используется для измерения переменного и постоянного тока. Выделенная толстой линией сторона прямоугольника, изображающего амперметр, соответствует отрицательной клемме. Двойным щелчком мыши на изображении амперметра открывается диалоговое окно для изменения параметров амперметра: вида измеряемого тока; величины внутреннего сопротивления. Диалоговое окно амперметра аналогично вольтметру.

Внутреннее сопротивление амперметра 1 мОм (миллиОм), устанавливаемое по умолчанию, в большинстве случаев оказывает пренебрежимо малое влияние на работу схемы. Можно снизить это сопротивление, однако использование амперметра с очень низким сопротивлением в схемах с высоким выходным импедансом (относительно выводов амперметра) может привести к математической ошибке во время моделирования работы схемы.

Итак, для проведения эксперимента нам нужно нанести на рабочую область модели деталей необходимые для моделирования данной схемы.

Когда схема создана и готова к работе, для начала имитации процесса работы необходимо щёлкнуть кнопку включения питания на панели инструментов. Данное действие приведёт в рабочее состояние схему и мы получим следующий результат. (Рисунок 5)

                   «Рисунок 5- Первая собранная схема»

Также мы собрали вторую схему и провели такое же исследование. (Рисунок 6)

     «Р
исунок 6 – Вторая схема, собранная в Electronics Workbench»