Программа схемотехнич моделир Micro-Cap 8 М.А.Амелина 2007-600RM (Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8)

Л~©Ж9МММИ схеиотахнннеакоао меуелмрееанна ИКР© И М. Я. Амелина С. А. Амелин П~~©~~~~~~й схемотехнинескоао моделирования Мйс~о-Са~ 8 Москва Горячая линия — Телеком гоот ББК 32.844 А61 Амелина М. А., Амелин С. А. А61 Программа схемотехнического моделирования М1сго-Сар 8.— М.: Горячая линия-Телеком, 2007. — 484 с. ил.

!ЗВН 978-5-93517-339-5. Рассмотрена методика моделирования электронных устройств с использованием программы М!сто-Сар ч. 8,х фирмы Зрес!гцгп ЗоГГ!маге (чпмн.врес!гит-эой.сот!. Даны практические рекомендации, существенно упрощающие процесс получения работоспособных моделей сложных электронных схем. Приведены примеры анализа и синтеза цифровых устройств.

Описаны параметры моделей компонентов и способы создания моделей нв основе справочных параметров. Подробно изложены особенности моделей магнитных компонентов. Рассмотрен порядок синтеза пассивных и активных фильтров. Описание возможностей программы сопровождается большим количеством примеров, иллюстрирующих построение схем моделирования, способы задания электронных компонентов, проведение различных видов анализа и обработку полученных результатов. Для специалистов, занимающимся разработкой, исследованием и эксплуатацией электронных устройств, будет полезна студентам и подготовленным радиолюбителям.

ББК 32.844 Ядрес лздательотеа е Интернет нтлзстзснвоок.ли Справочное издание Амелина Марина Аркадьевна, Амелин Сергей Александрович Прогрдммд схвмотвхничвского модвлировдния М!сяо-САР 8 Редактор В. Н. Петров Компьютерная верстка В. Н. Петрова Обложка художника В. Г. Сетина Лр Нз 071626 от 16 марта 1ОЗО г поднесено в печать 261206 Формат то ° 100116 уел печ. л зат тнраж2ООО зкз Изд. Н". тззп Заказ Н 20 !ЗВЬ! 978-5-93517-339-5 " М А Амелина, С.А.

Амелин,2007 © Оформление издательства «Горячая линия-Телекома, 2007 Отпечатано в типографии ООО "ТИЛЬ-2004", ! 007023, Москва, ул. Элсьтрозаводскал д. 2! ПРЕДИСЛОВИЕ Программа схемотехнического анализа М1сгоСар пользуется достаточно большой популярностью. Это связано с тем, что она имеет удобный, дружественный интерфейс и предъявляет достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам персонального компьютера. Однако предоставляемые при этом возможности достаточно велики.

М)сгоСар позволяет анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. В последних версиях программы возможно также и смешанное моделирование аналого-цифровых электронных устройств. Опытные пользователи могут также в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы, В процессе использования программ этого семейства (начиная с М)сгоСар-11) при обучении студентов Смоленского филиала МЭИ, а также при проведении научных исследований авторами накоплен достаточно большой практический опыт и выявлены характерные особенности этой программы, многие из которых отражены в этой книге.

По мнению авторов, программа схемотехнического моделирования М1сгоСар-8 может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся электроникой или изучающих ее. В первую очередь М)сгоСар-8 можно рекомендовать студентам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и инженерам-разработчикам. Правда, для последних существенным недостатком М)сгоСар можно считать отсутствие встроенных средств трассировки печатных плат, поскольку для этих целей придется использовать программы сторонних производителей.

Программа М!сгоСар интенсивно используется при изучении курсов «Компьютерный анализ и синтез электронных устройств» и «Математическое моделирование в электронике», изучаемых на кафедре «Промышленная электроника» Смоленского филиала МЭИ при подготовке специалистов по направлению 210100 «Электроника и микроэлектроника». Студенты активно используют эту программу при выполнении выпускных работ, дипломных и курсовых проектов.

Кроме того, использование М!сгоСар позволяет студентам глубже осваивать некоторые аспекты таких курсов, как «Электронные цепи и микросхемотехника», «Магнитные элементы электронных устройств», «Электронные промышленные устройства» и т. л. Помимо описания программы М!сгоСар-8, в книге приведены примеры моделирования основных типов электронных устройств, а также изложены приемы, позволяющие проводить моделирование сложных электронных схем с достаточной для инженерной практики точностью. Все рассматриваемые в книге примеры моделирования доступны в виде исходных файлов на сайте П((рхуигикя.гп1сгосар-тобе).пагоб.гц (архивный файл Ьоо(г-сгг.гвг).

Там же выложены дополнительные библиотеки компонентов и их изображений, которые были использованы при создании этих примеров. ВВЕДЕНИЕ М!сгоСар-8 — это универсальная программа схемотехнического анализа, предназначенная для решения широкого круга задач. Характерной особенностью этой программы, впрочем как и всего семейства М!сгоСар [1 — 5), является наличие удобного и дружественного графического интерфейса, что делает его особенно привлекательным для непрофессиональной аудитории.

Несмотря на достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам ПК [процессор не ниже Реп![цгп [[, ОС УУ[пооаз 95/98/МЕ или УУ[пооаз ЙТ 4/2000/ХР, память не менее 64 Мб, монитор не хуже ЗЧОА), его возможности достаточно велики. С его помощью можно анализировать не только аналоговые, но и цифровые схемы. Возможно также и смешанное моделирование аналого-цифровых электронных устройств. Опытные пользователи программы, применяя собственные макромодели, могут анализировать сложные замкнутые системы с переменной конфигурацией. Смешанное моделирование и грамотное использование упрощенных макромоделей функциональных узлов позволяют проводить расчеты режимов работы этих сложных устройств с достаточно высокой степенью точности.

М!сгоСар-8 отличается от младших представителей своего семейства более совершенными моделями электронных компонентов. Это приближает его по возможностям схемотехнического моделирования к интегрированным пакетам ОЕЗ[О[ч! АВ, О!«САО, РСАО2002 — достаточно сложным в освоении средствам анализа и проектирования электронных устройств, подразумевающим в первую очередь профессиональное использование. Кроме того, полная совместимость со БР[СЕ-моделями и БР!СЕ-схемами и развитые возможности конвертирования позволяют пользователю М!сгоСар успешно применять все разработки, предназначенные для данных пакетов, а полученные навыки моделирования дадут возможность в случае необходимости гораздо быстрее осваивать профессиональные пакеты моделирования.

Перечисленные достоинства делают программу М!сгоСар-8 весьма привлекательной для моделирования электронных устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и возможность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать ее как начинающим радиолюбителям, студентам, так и инженерам-разработчикам. Кроме того, программы семейства М!сгоСар активно применяются в научно-исследовательской деятельности.

Программа М!сгоСар была разработана в 1982 г. фирмой Зрес!гигп Во[[ваге. Первой версии программы авторам увидеть не довелось, а вот М!- сгоСар-й уже начиная с 1989 г. использовался при обучении студентов Смоленского филиала МЭИ. За это время авторами накоплен достаточно большой опыт работы с различными версиями этой программы. По нашему твердому убеждению, несколько пренебрежительное отношение к этой программе в среде инженеров-разработчиков электронной техники абсолютно неоправданно.

М[сгоСар давно уже вышел из «детского» возраста. Более того, по Вееденне возможностям моделирования и обработки результатов он уже давно ничем не уступает, а даже превосходит программы семейства РЗР)СЕ. Первые версии М1сгоСар, действительно, были достаточно примитивными и малопригодными для решения реальных инженерных задач схемотехнического проектирования. Они позволяли рассчитывать лишь простые аналоговые схемы.

Для расчета цифровых устройств использовалась другая программа той же фирмы — М)ого~.о91с (позднее она была интегрирована в М1сгоСар). Но даже этого вполне хватало для обучения студентов основам электроники. Более поздние версии программы позволяли решать уже достаточно сложные задачи. С каждой версией росла функциональность, совершенствовались модели и расчетные алгоритмы. На данный момент можно с уверенностью утверждать, что М)сгоСар позволяет проводить моделирование на том же качественном уровне, что и классическая программа схемотехнического моделирования — РЗР)СЕ.

Более того, М1сгоСар полностью совместим с нею на уровне моделей и подсхем, что позволяет использовать при расчетах обширные ЗР1СЕ-библиотеки, предлагаемые разработчиками электронных компонентов. Особо хочется отметить интерфейс программы. Разработчики очень серьезно подходят к этому вопросу, начиная с младших версий. Достаточно сказать, что еще до повсеместного распространения ЧЧ1пдовз версия М]сгоСар-йг', выпущенная в 1992 г., уже имела очень удобный оконный интерфейс, который был совсем нехарактерен для программ того времени. Этот интерфейс позволял под 0ОЗ получать практически все удобства, которые имеют в настоящее время пользователи ЧЧ1пбо»кз.

В последующих версиях также много внимания уделялась повышению удобства использования программы. По мнению авторов книги, интерфейс М)сгоСар настолько интуитивно понятен, что позволяет человеку, имеющему базовые навыки работы с персональным компьютером, начать использование этой программы даже не читая руководство. Разработчиками найден компромисс между простотой и функциональностью. В нем нет имитации «измерительных приборов», загромождающих ЧЧогКЬепсЬ 16]. При расчете не открывается большое число окон со сложными взаимосвязями между ними, как в 0ЕЗ101»1.АВ ]7]. Не зря его очень любят студенты — простенькую схемку им в большинстве случаев удается промоделировать в М1сгоСар и без прочтения громоздких руководств, А если учесть, что даже в демонстрационной версии М1сгоСар приведены примеры моделирования практически всех типов электронных устройств 1как аналоговых, так и цифровых), то это существенно упрощает освоение программы и изучение приемов моделирования.