Правила составления принципиальных схем.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ

СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

MICRO-CAP7

ПРИ КУРСОВОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

В ДИСЦИПЛИНЕ

СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ

УСТРОЙСТВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

 

на правах рукописи

 

 

МОСКВА 2007

 

ББК 32.85

 

УДК 621.375:681.(075.8)

 

 

Рецензенты: к.т.н., доц. Э.Л. Муро

к.т.н., доц. С.В.Кондратенко

 

Т. 35. Теряев Б.Г. Использование программы схемотехнического моделирования MICRO-CAP-7 при курсовом проектировании в дисциплине Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебное пособие/Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики(технический университет).-М., 2008.-56с.

 

Излагаются сведения о программе схемотехнического моделирования MICRO-CAP-7 и методике её использования при выполнении курсовых проектов в дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств». Пособие предназначено для студентов всех форм обучения по специальности: 210302 «Радиотехника», 210304 «Радиоэлектронные системы».

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

 

 

ISBN 5-7339-0558-1 © Б.Г. Теряев. 2008

 

 

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ

MICRO-CAP

Современное изучение любых дисциплин в учебных заведениях, в том числе вузах и техникумах, невозможно без эффективного применения компьютеров и соответствующих профилю дисциплины прикладных программ. В курсе «Схемотехника аналоговых электронных устройств» (САЭУ) можно с успехом использовать программу схемотехни­ческого моделирования

MICRO-CAP (МС), разработанную фирмой Spectrum Soft-ware

http://www.spectrum-soft.com

В 2001г. фирма выпустила седьмую версию этой программы

(МС -7), описание которой и её возможности приведены в [1].С использованием материалов книги [1] ниже приводятся основныеправила создания принципиальных схем электрических и электронных устройств, определения статического (стационарного) режима в моделируемых схемах, и правила составления заданий их на анализ в частотной или временной области с выведением результатов моделирования на дисплее в виде графиков или таблиц. Приводятся также правила составления заданий при исследования влияния на показатели устройств температуры, статистических испытаний, синтеза пассивных и активных фильтров и другие возможности программы МС7.

Раздел ׀

Правила составления принципиальных схем.

На рис.1 приведена принципиальная схема резисторного каскада на биполярном транзисторе с общим эмиттером.

Рис.1

Для создания новой схемы после запуска программы МС-7 в окне её интерфейса необходимо выполнить команду File>New. В меню Component из раздела Analog Primitives выбирается нужный компонент(Waveform): резисторы(Resistor), конденсаторы(Capacitor) и индуктивности(Inductor) находятся в подразделе Passive Components, полупроводниковые приборы -в подразделе Active Devices, источники сигналов в подразделе WaveformSources. Положение компонентов на рабочем поле программы МС-7 привязано к узлам сетки. Для удобства построения схемы эту сетку можно сделать видимой, активировав кнопку Grid. Изображение компонента устанавливается в нужную точку схемы при нажатой левой кнопке мыши. Если необходимо изменить ориентацию компонента на схеме, то при нажатой левой кнопке нажимают правую кнопку. Каждое такое нажатие поворачивает изображение на 90⁰ по часовой стрелке. Опускание левой кнопки фиксирует компонент в точке, указываемой курсором, при этом на экран выводится окно ввода значений атрибута компонента или его модели. На рис.2 показано окно ввода значений параметров биполярного транзистора. Состав параметров может отличаться в зависимости от выбранного типа элемента. Параметр Part задает обозначение элемента на принципиальной схеме (пассивные элементы::R1,C2,L1 или активные- транзисторы).

 

Рис.2

Величины всех пассивных параметров задаются в поле ввода значений Value (например, 2.2 k, 100pF 15mH). В программе Мicro-Cap используются следующие обозначения кратных и дольных единиц параметров, которые приведены в следующей таблице.

10-3 м(милли…) - m или М 10-6мк(микро…) - u или U 10-9 н(нано……) - n или N 10-12п(пико……) - р или Р 10-15ф(фемто…) - f или F

10+3к(кило…) -k или K 10+6М(мега…) -meg илиMeg 10+9Г(Гига….) - g или G 10+12(Тера….) t или Т 10+15(Атто…) а или А

Эти обозначения набираются в латинском регистре после численного значения параметра, без пробела, например, величина сопротивления резистора величиной 10 кОм набирается в виде 10k или 10K.

При задании модели элемента с помощью параметра Model становятся активными поля ввода/редактирования характеристик выбранного типа элемента. Их описание на английском языке появляется в том же окне при наведении мыши на соответствующее поле. После помещения элемента на поле принципиальной схемы необходимо соединить его с другими элементами схемы. Выводы компонентов соединяются проводниками по команде:

Option>Mode>Wire. При построении схемы следует учитывать, чтодля работы программы необходимо, чтобы хотя бы один узел схемы был заземлен. Элемент заземления (Ground) выбирается в меню Component в разделе Analog Primitives в подразделе Connectors (элементы соединения). Заземленный узел всегда имеет нулевой номер, который на схеме не отображается. Полный перечень активных элементов: полевых и биполярных транзисторов, размещенных в библиотеке в разделах Analog Primitives и DigitalPrimitives приведен в [1]. Число таких элементов достаточно велико и может составлять несколько сотен.

Для работы схемы необходимо также задать различные источники. Для этого необходимо выполнить команду:

Component>Analog>Primitives>Waive Sources и выбрать необходимый источник.

Опишем источники сигналов, используемые, например, при выполнении лабораторных работ или курсовых проектов:.

Источник постоянного напряжения (Battery) задается своим именем (например, «V1») и величиной постоянного напряжения

(к примеру 5V).

Источник импульсного напряжения (Pulse source). После размещения на схеме источника импульсного напряжения Pulse source необходимо указать имя модели - IMPULS и ввести начальное значение сигнала – VZERO, максимальное значение сигнала- VONE; Р1 -начало переднего фронта импульса; Р2 -начало плоской части импульса; Р3 -конец плоской его части; Р4 - момент достижения начального уровня (т.е. окончания импульса); Р5 - период повторения импульсов. Параметры Р1 и Р2 могут иметь одинаковое значение, при этом длительность переднего фронта будет равна нулю. Аналогично при Р3=Р4 длительность заднего фронта импульса равна нулю. Для удобства работы текстовое окно можно поместить на одном экране с окном схемы. Для этого надо разделить экран, выполнив команду: Windous>Split Horisontal, и затем мышью установить требуемую высоту текстового поля.

Пример описания источника периодических прямоугольных импульсов с нулевым начальным уровнем и амплитудой 1В, имеющего длительность 1мс и период повторения 2мс имеет следующий вид:

MODEL PULSE (VZERO=0 VONE=1 P1= P2=0 P3=P4=1m P5=2m)

Здесь PULSE - имя модели источника, которое задается пользователем.

Источник постоянного тока (I SOURSE). с внутренним сопротивлением равным бесконечности Этот источник характеризуется именем- атрибут PART и величиной генерируемого постоянного тока- атрибут VALUE.

Источник синусоидального напряжения (Sine source) с внутренним сопротивлением обычно принимаемым равным нулю. Кроме имени, этот источник описывается следующими параметрами: F -частота сигнала [Гц], А - его амплитуда [В], DC - возможная постоянная составляющая гармонического напряжения [B], PH -начальная фаза [град], внутреннее сопротивление- RS [Ом], параметры – RP и TAU обычно не

используются и по умолчанию равны нулю. Пример описания источника гармонических колебаний с частотой 10 кГц, амплитудой 1В, нулевой постоянной составляющей, нулевой начальной фазой и с внутренним сопротивлением равным 0.001Ом приведен ниже:

MODEL SIN (F=10k A=1 DC=0 PH=0 RS=1M RP=0 TAU=0).