1. Сборка и моделирования электронных схем в сапр microcap 12: общие рекомендации Введение
Цель работы: знакомство с основными возможностями Micro-Cap.
Порядок выполнения работы:
1) Ознакомиться с информацией из п.п. 1.1 и 1.2.
2) Запустить программу Micro-Cap 12 и, выполняя рекомендации из п.п. 1.3 – 1.5, ознакомиться с основными возможностями программы Micro-Cap 12.
3) По п.п. 1.6 собрать и провести моделирование схем релаксационного генератора, фильтра верхних частот (ФВЧ) и получить ВАХ диода.
4) Подготовить отчет о выполненной работе.
Содержание отчета: цель работы, изучаемые в работе схемы, результаты их анализа (графики) и выводы (в данной работе они должны содержать информацию о рассмотренных вариантах анализа схем с помощью программы Micro-Cap 12).
1.1 О программе Micro-Cap
Micro-Cap – SPICE-подобная программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей с интегрированным визуальным редактором. Разрабатывается компанией Spectrum Software.
Micro-Cap является мощной программой, используемой в разработке как интегральных схем, так и печатных плат для проверки целостности схемы и для анализа её поведения.
На сегодняшний день последней разработкой программы является MicroCap 12. Приведем перечень ее основных характеристик:
- огромная библиотека компонентов;
- программа позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые и аналого-цифровые электронные устройства;
- при многовариантном анализе допускается одновременно варьировать до 20 переменных и строить графики зависимостей характеристик схемы от варьируемых параметров, включая температуру;
- большой набор макросов позволяет проводить анализ устройств, заданных в виде функциональных схем;
- введен режим анимации при анализе устройств;
Перечисленные особенности отражают далеко не все достоинства программы Micro-Cap 12, которые можно почувствовать лишь при ее использовании для разработки и проектировании электронных устройств.
1.2 Установка программы на пк
Бесплатную студенческую версию Micro-Cap 12 можно скачать на официальном сайте разработчика:
В таблице (рисунок 1.1), расположенной на сайте выберете и скачайте весь архив (Full CD) MicroCap 12.
Рисунок 1.1 – Окно официального сайта с перечнем версий, доступных для скачивания
Загрузите компакт-диск и разархивируйте его в отдельную папку. Запустите программу setup.exe, чтобы установить всю программу, включая библиотеки, примеры схем и руководства.
1.3 Внешний вид программы
При запуске программы появляется окно, показанное на рисунке 1.2. Рабочее поле программы как бы поделено на несколько областей. В центре находится рабочая область рисования схемы.
Рисунок 1.2 – Внешний вид окна программы
На верхней панели расположено меню, ниже – панель инструментов. В нижней части окна на рисунке 1.2 отмечены вкладки открытых проектов. Переключаясь между ними можно переходить от одной активной схемы к другой.
1.4 Основные команды меню
1) Меню File предназначено для загрузки или записи файлов, экспорта/импорта файлов в форматах других систем моделирования, для подготовки к печати и печати схем и результатов анализа.
Первые четыре команды этого меню: New, Open, Save, Save As – соответственно означают команды «создать новый файл», «открыть файл», «сохранить», «сохранить файл как».
2) Меню Edit включает команды редактирования схем, объектов, текста.
Основные команды меню Edit:
- Can`tUndo – отмена последней команды редактирования (откат назад).
- Can`tRedo – повтор последней отмененной команды (откат вперед).
- Cut – удаление выбранного объекта и размещение его в буфере обмена.
- Copy – копирование выбранного объекта в буфер обмена.
- Paste – копирование содержимого буфера обмена в текущее окно в место на которое показывает курсор.
- Clear – удаление выбранного объекта без копирования в буфер.
- Select all – выделение всех объектов в текущем окне.
3) Меню Component содержит каталоги библиотек аналоговых и цифровых компонентов. Он имеет систему разворачивающихся иерархических меню, открывающихся при наведении на них курсора мышью.
На данном этапе мы будем пользоваться только разделом Component → Analog Primitives.
Раздел Analog Primitives содержит следующие подразделы:
- Passive Components– резисторы, конденсаторы, катушки, диоды, трансформатор и др.
- Active Devices– n-p-n и p-n-p биполярные транзисторы, МДП-транзисторы, полевые транзисторы, операционные усилители
Основные пассивные и активные примитивы могут быть выбраны с помощью группы иконок на верхней панели инструментов (рисунок 1.3):
Рисунок 1.3 – Основные активные и пассивные компоненты на панели инструментов
- Waveform Sources (источники сигналов)
- источник постоянного напряжения (Battery)
- независимые источники напряжения и тока сложной формы, зависящие от времени (Voltage source, Current source)
- источник синусоидального напряжения (Sin source)
- источник импульсного сигнала (Pulse source)
Чаще всего в работах нужно будет использовать элементы Battery для источника постоянного напряжения и Sin source для источника синусоидального сигнала.
4) Меню Analysis содержит команды запуска различных режимов моделирования:
- Transient. – режим анализа переходных процессов (временной анализ).
- AC. – режим анализа частотных характеристик (частотный анализ).
- DC. – режим анализа передаточных функций по постоянному току .
- DynamicDC – расчет режима по постоянному току и его динамическое отображение на схеме.
- Dynamic AC – расчет по переменному току напряжений, токов и фазового сдвига и динамическое отображение этих значений на схеме. В диалоговом окне задаются значения частоты и температуры.
- TransferFunction. – расчет передаточных функций по постоянному току, а также входного и выходного сопротивления.
При выборе трех оставшихся режимов анализа – Probe Transient. , Probe AC. , Probe DC. . – рабочее поле делится на две части: справа размещается окно с изображением схемы, а слева окно построения графиков характеристик. Далее курсором на схеме указывается узел схемы или компонент. При этом в левой части экрана немедленно вычерчивается его характеристика.
MicroCap — Как пользоваться этой программой
Это обучающий видео-урок знакомит с электронным симулятором электрических и электронных схем Micro-Cap. Скачать описываемую версию Micro-Cap 12 можно со страницы: https://soft-arhiv.com/load/micro_cap Справочники и книги по программе • Micro-Cap (Амелина / Амелин) — Справочник PDF • Micro-Cap 12 — Русскоязычный мануал — PDF файл-справка. Кафедра КИПР (ТУСУР)
Дата: 2023-10-09 Михаил Майоров
Рейтинг: 4 из 5
Голоса: 5
WDIdle3 отключаем парковку головок на жестких дисках Western Digital
Не работает пульт ДУ, как починить? Исправляем типовые неисправности пультов
Комментарии и отзывы: 8
1. Níðhöggr •
Однозначно смысл продолжать есть более подробных «разжованных» уроков я негде не встречал. это именно то что нужно начинающим радиолюбителям и не только также это будет полезно взрослым пожелым радиолюбителям которые не умеет пользоватся копьютерной техникой и подобными программами.
2. KROSSEL •
Доброго Михаил, такая проблема, скачал по вашей ссылке прогу, все делаю как на видео, дохожу до «расчет по постоянному току» — выбивает такая табличка — «No such file of directory NOM.LIB «. Винда ХР у меня, на 8-ке вообще не запускается. В чем может быть причина?
3. Dmitriy •
Пользуюсь этой программой, адекватно отображает осциллограммы, вот только есть проблема — в папке с программой. DATA создаются файлы TSA больших размеров, которые серьезно забивают дисковое пространство. Можно как то отключить их создание?
4. Denis •
очень информативные уроки и полезные, все предподнесено великолепно скоро этот канал станет очень популярным, спасибо большое продолжайте в том же духе. На меня эта программа произвела большой эфект, эти уроки то что я искал
5. protonas27 •
Немогли бы вы короткое видео сделать , как создать новый компонент ну например транзистор и как добавить его в библиотеку , как к нему приписать spice модель в текстовом виде . Спасибо
6. Сергей •
Спасибо просто здорово Только что установил Micro-Cap 12 — осваиваю. Пересмотрел кучу роликов, всё ерунда — одна вода, а здесь видно что человек до всего своим умом дошёл.
7. Lakomich •
Смотрю комментарии и удивляюсь как некоторые рОдисты, элИктронсчики даже вопросы свои не могут без ошибок писать. Куда катится наша система Абразования ((( ужас.
8. Gamesklad •
Подскажите плиз. как в Micro-Cap создать источник питания AC 220V 50Гц, тобиш обычную розетку. Что только не пробывал, source в лутшем случае выдают постоянку 220.
Micro-Cap и схемотехническое моделирование
Семейство программ схемотехнического анализа Micro-Cap (разработчик Spectrum Software) пользуется достаточно большой популярностью. Это связано с тем, что эти программы традиционно имеют удобный, дружественный интерфейс и достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам компьютера. Но при этом предоставляемые возможности достаточно велики. Микрокап позволяет анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешенное моделирования аналого-цифровых электронных устройств. Опытные пользователи пакета 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 Micro-Cap II) авторами накоплен достаточно большой опыт, который до недавнего времени был доступен только студентам Смоленского филиала МЭИ. Этот сайт – попытка представить имеющиеся материалы более широкой аудитории.
Программа схемотехнического моделирования (симулятор) Micro-Cap может представлять интерес для широкого круга людей, занимающихся или изучающих электронику. В первую очередь эту программу можно рекомендовать студентам электротехнических и радиотехнических специальностей, а также радиолюбителям и инженерам-разработчикам. Правда, для последних существенным недостатком MicroCap можно считать отсутствие встроенных средств трассировки печатных плат, поскольку для этих целей придется использовать программы сторонних производителей.
Полная совместимость со SPICE-моделями и SPICE-схемами и развитые возможности конвертирования позволяет пользователю Micro-Cap успешно пользоваться всеми разработками, предназначенными для DESIGNLAB и ORCAD, а полученные навыки моделирования позволят в случае необходимости гораздо быстрее осваивать более сложные профессиональные пакеты моделирования.
О всех проблемах при использовании документации и моделей схем с этого сайта сообщайте в Гостевой книге или по e-mail: amlmtr@yandex.ru
Вопросы по использованию программы MicroCAP просьба задавать в разделе Форум
Новости сайта
17.06.2012 г. Выложил PDF книги «Программа схемотехнического моделирования, версии 9 и 10».
Там же ссылка на файлы-примеры из книги book-mc.rar
ПОРЯДОК СБОРКИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В САПР MICROCAP
ПОРЯДОК СБОРКИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В САПР MICROCAP 12 1 Начало работы 1.1 Установка программы Бесплатную версию MicroCap 12 можно скачать на официальном сайте разработчика: http://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm В таблице (рисунок 1), расположенной на сайте выберете и скачайте весь архив ( Full CD ) MicroCap 12 . Рис. 1. Окно официального сайта с перечнем версий, доступных для скачивания Загрузите компакт-диск и разархивируйте его в отдельную папку. Запустите программу setup.exe , чтобы установить всю программу, включая библиотеки, примеры схем и руководства.
1.2 О программе MicroCap – SPICE 1 -подобная программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей с интегрированным визуальным редактором. Разрабатывается компанией Spectrum Software . MicroCap является мощной программой, используемой в разработке как интегральных схем, так и печатных плат для проверки целостности схемы и для анализа её поведения. На сегодняшний день последней разработкой программы является MicroCap 12 . Приведем перечень основных характеристик MicroCap 12 : Огромная библиотека компонентов; Программа позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые и аналого-цифровые электронные устройства; При многовариантном анализе допускается одновременно варьировать до 20 переменных и строить графики зависимостей харак- теристик схемы от варьируемых параметров, включая температуру; Большой набор макросов позволяет проводить анализ устройств, заданных в виде функциональных схем; Введен режим анимации при анализе устройств; Перечисленные особенности отражают далеко не все достоинства программы MicroCap 12 , которые можно почувствовать лишь при ее использовании для разработки и проектировании электронных устройств. 1 SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) — симулятор электронных схем общего назначения с открытым исходным кодом.
2 Порядок моделирования электронных схем в Micro-Cap 12 2.1 Внешний вид программы При запуске программы появляется окно, показанное на рисунке 2. Рабочее поле программы как бы поделено на несколько областей. В центре находится рабочая область рисования схемы. Рис. 2. Внешний вид окна программы На верхней панели расположено меню, ниже – панель инструментов. В нижней части окна на рисунке 2 отмечены вкладки открытых проектов. Переключаясь между ними можно переходить от одной активной схемы к другой. 2.2 Основные команды меню 1. Меню File предназначено для загрузки или записи файлов, экспорта/импорта файлов в форматах других систем моделирования, для подготовки к печати и печати схем и результатов анализа.
Первые четыре команды этого меню: New , Open , Save , Save As – соответственно означают команды «создать новый файл», «открыть файл», «сохранить», «сохранить файл как». 2. Меню Edit включает команды редактирования схем, объектов, текста. Основные команды меню Edit : Can`t Undo – отмена последней команды редактирования (откат назад). Can`t Redo – повтор последней отмененной команды (откат вперед). Cut – удаление выбранного объекта и размещение его в буфере обмена. Copy – копирование выбранного объекта в буфер обмена. Paste – копирование содержимого буфера обмена в текущее окно в место на которое показывает курсор. Clear – удаление выбранного объекта без копирования в буфер. Select all – выделение всех объектов в текущем окне. 3. Меню Component содержит каталоги библиотек аналоговых и цифровых компонентов. Он имеет систему разворачивающихся иерархических меню, открывающихся при наведении на них курсора мышью. На данном этапе мы будем пользоваться только разделом Component → Analog Primitives . Раздел Analog Primitives содержит следующие подразделы: Passive Components – резисторы, конденсаторы, катушки, диоды, трансформатор и др. Active Devices – n-p-n и p-n-p биполярные транзисторы, МДП- транзисторы, полевые транзисторы, операционные усилители
Основные пассивные и активные примитивы могут быть выбраны с помощью группы иконок на верхней панели инструментов (рис. 3): Рис. 3. Основные активные и пассивные компоненты на панели инструментов Waveform Sources (источники сигналов) o источник постоянного напряжения ( Battery ) o независимые источники напряжения и тока сложной формы, зависящие от времени ( Voltage source, Current source ) o источник синусоидального напряжения ( Sin source ) o источник импульсного сигнала ( Pulse source ) Чаще всего в работах нужно будет использовать элементы Battery для источника постоянного напряжения и Sin source для источника синусоидального сигнала. 4. Меню Analysis содержит команды запуска различных режимов моделирования: Transient. — режим анализа переходных процессов (временной анализ). AC. — режим анализа частотных характеристик (частотный анализ). DC . — режим анализа передаточных функций по постоянному току . Dynamic DC — расчет режима по постоянному току и его динамическое отображение на схеме. Dynamic AC — расчет по переменному току напряжений, токов и фазового сдвига и динамическое отображение этих значений на схеме. В диалоговом окне задаются значения частоты и температуры.
Transfer Function. — расчет передаточных функций по постоянному току, а также входного и выходного сопротивления. При выборе трех оставшихся режимов анализа – Probe Transient. , Probe AC. , Probe DC. . – рабочее поле делится на две части: справа размещается окно с изображением схемы, а слева окно построения графиков характеристик. Далее курсором на схеме указывается узел схемы или компонент. При этом в левой части экрана немедленно вычерчивается его характеристика. 2.3 Выбор элементов и их настройка Чтобы собрать любую схему нам необходимо расположить в рабочей области компоненты и соединить их между собой. Процедура напоминает обычный процесс рисования схемы на бумаге. Чтобы выбрать необходимые компоненты и поместить их на рабочее поле нужно в строке меню выбрать вкладку Component (рис. 4) и из открывшегося списка следует выбрать необходимые элементы.
Рис. 4. Меню компонентов
В выпадающем списке можно видеть следующие разделы: Analog Primitives – базовые модели аналоговых компонентов, без привязки к конкретной модели или производителю. Analog Library – все аналоговые компоненты, разбитые по функциональному назначению и наименованиям (в алфавитном порядке). Если вы точно знаете, какой компонент нужен, можно его здесь найти, но это не всегда удобно. Digital Primitives – базовые модели цифровых микросхем. То же самое, что и с аналогом – без привязки к конкретным компонентам, стандартная комбинационная логика (И, ИЛИ, НЕ и т.д.), АЦП, ЦАП и прочие. Digital Library – цифровые компоненты, разбитые по функциональному назначению и наименованиям (в алфавитном порядке). Animation – анимированные компоненты. При моделировании реальных схем они нужны крайне редко (в основном для наглядности). Если мы знаем конкретное название нужного компонента (например, ОУ TL061), проще всего найти его через вкладку Component → Find Component (рис. 5).
Рис. 5. Поиск ОУ TL061 через вкладку Find Component
Галочку Beginning of line справа от поисковой строки лучше снять, чтобы поиск шел по всей строке. Поиск проводится по имени компонента. Найденные модели отличаются исключительно корпусами и рабочим диапазоном температур (буквы после TL061), для наших целей можно брать любую. Также самые часто используемые компоненты выведены в отдельное меню в панели инструментов (рис. 6). Рис. 6. Панель инструментов. Компоненты Рассмотрим, что обозначает каждая иконка. В нижнем левом углу обведены инструменты для рисования проводов (для рисования ломаной линии и прямой соответственно). В верхней рамке слева направо отмечены: земля, резистор, конденсатор, катушка, диод, биполярный транзистор, полевой транзистор (МОП), операционный усилитель, макрос для генерации тактовых импульсов, источник постоянного напряжения, независимые источники тока и напряжения сложной формы, зависящие от времени. Земля (общий провод) – все напряжения в нашей схеме измеряются относительно земли. Все компоненты в схеме должны иметь связь с землей по постоянному току, иначе симулятор будет выдавать ошибку. Никаких настраиваемых параметров земля не имеет. Резистор – при установках по умолчанию имеет американское условное графическое обозначение (УГО) – в виде пружинки, а не прямоугольника (как в Европе и России). В его параметрах мы задаем только нужное сопротивление, остальные параметры нас не интересуют. При этом сопротивление обозначается следующим образом:
единицы – десятки – сотни Ом – просто цифра (270 Ом – просто 270), тысячи Ом – маленькой латинской буквой k (10 кОм – 10k) миллионы Ом, можно обозначать через следующим образом – 1МОм – 1000k или 1Meg Если выбрать резистор на панели инструментов, перетащить его в рабочую область и установить (щелчком левой кнопки мыши), то появится меню настроек, показанное на рисунке 7. Рис. 7. Параметры резистора В графе Value указывают номинал резистора (на рисунке 105 указан в красной рамке). Для конденсатора и индуктивности – та же история, что и с резистором, только настраиваемые параметры меняются на емкость и индуктивность. При этом емкость обозначается следующим образом: m – миллифарады (1m = 1 мФ =10 -3 Ф) u — микрофарады (1u = 1 мкФ =10 -6 Ф)
n — нанофарады (1n = 1 нФ =10 -9 Ф) p — пикофарады (1p = 1 пФ =10 -12 Ф). Важно! «Фарад» в конце добавлять не нужно – в графу вводится только цифра и буква, обозначающая размерность. С индуктивностями всё то же самое, только вместо Фарад будут Генри. Когда на рабочую область будет установлен щелчком левой клавиши мыши конденсатор или катушка, то появится окно, аналогичное показанному на рисунке 105. В графу Value необходимо будет ввести номинал конденсатора или катушки. Если на панели инструментов мы выбираем диод, биполярный и полевой транзисторы и операционный усилитель, то должны обязательно указать конкретную марку компонента (например, диод 1N4148), как показано на рисунке 8.