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 Partзадает 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 Primitivesи DigitalPrimitivesприведен 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 sourceнеобходимо 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 иР2могут 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 –RPи TAUобычно 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).