Tài liệu HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ELECTRONIC WORKBENCH 5.12 pdf

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM

ELECTRONIC WORKBENCH 5.12

MỤC LỤC

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM............................................................................1

ELECTRONIC WORKBENCH 5.12.................................................................................1

MỤC LỤC...........................................................................................................................2

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ELECTRONIC

WORKBENCH 5.12

Hiện nay, với sự hỗ trợ của máy tính việc thử nghiệm và chế tạo các mạch điện trở nên

đơn giản hơn nhiều. Nhờ có những phần mềm hỗ trợ này, cho phép người chế tạo đỡ tốn

thời gian cho việc thử nghiệm nhiều lần trên thực tế và việc thiết kế thuận lợi hơn nhiều.

Có rất nhiều phầm mềm liên quan đến thiết kế và mô phỏng điện. Trong giới hạn bài này,

xin giới thiệu với các bạn phần hướng dẫn sử dụng phần mềm ELECTRONIC

WORKBENCH 5.12. Đây là một phần mềm mô phỏng trực quan về điện tử, dễ thao tác

với người sử dụng. Đến hiện thời đã có phiên bản 10.0. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn giới

thiệu phiên bản 5.12 vì vẫn có rất nhiều bạn sử dụng phiên bản này, và những phiên bản

sau này được nâng cấp từ các phiên bản trước đó, cho nên từ phần cơ sở này bạn có thể

tìm hiểu dễ dàng hơn đối với các phiên bản cao hơn.

Tài liệu hướng dẫn gồm hai phần:

PHẦN TRA CỨU: Dùng tra cứu các chức năng của các công cụ làm việc của phần

mềm ELECTRONIC WORKBENCH 5.12. Gồm các loại sau:

• Các thanh chức năng

• Thư viện linh kiện

• Thiết bị đo kiểm

PHẦN THỰC HÀNH: Gồm

• Các bài thực hành cơ bản

• Các bài thực hành nâng cao

VỊ TRÍ CỦA EWB TRONG MÔN HỌC C.A.A

C.A.A. là tên của môn học Giải tích mạch với sự trợ giúp máy tính, viết tắt từ thuật

ngữ Computer Aided Analysis. Để tiện cho việc trình bày trong giáo trình, người viết xin

được phép dùng thuật ngữ viết tắt này thay thế cho tên môn học "Giải tích mạch với sự

trợ giúp máy tính" trong toàn bộ giáo trình điện tử. Đây là một môn học được rất nhiều

các trường đại học, cao đẳng trên toàn thế giới sử dụng. Nó trang bị cho sinh viên các

kiến thức cơ bản về máy tính, từ đó sinh viên có thể phân tích mạch, hệ thống điện qua

các công cụ mà môn học hỗ trợ. Xin đừng nhầm thuật ngữ "phân tích mạch" ở đây theo

nghĩa là "đọc được nguyên lý làm việc của mạch", mà hãy hiểu theo hướng phân tích chi

tiết từng linh kiện thành phần tham gia mạch... kể cả ý đồ của người thiết kế, từ đó có thể

phân tích ưu nhược điểm của mạch, giúp người sử dụng công cụ dễ dàng hơn trong việc

cải tiến mạch theo hướng mình muốn. Tuỳ vào từng trường, từng ngành, từng cấp học,

các công cụ được trang bị trong môn học cũng khác đi. Cụ thể với các trường thiên về

thiết kế, người ta sử dụng Matlab; các trường chủ yếu thực hành có thể dùng Electronics

Workbench (EWB), Pspice, CircuitMaker, Orcad ... Tại bộ môn Điện tử trường Đại học

sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng tôi sử dụng EWB và Pspice. Tóm lại, phần

mềm Electronics Workbench chính là một công cụ mà môn học C.A.A muốn trang bị cho

sinh viên. Ngoài công cụ là phần mềm EWB, môn học C.A.A còn trang bị cho sinh viên

ngành Điện tử các kiến thức về mô hình toán học của các linh kiện điện tử, giới thiệu về

cấu trúc phần cứng máy tính ...

Đã là một công cụ, thì chính bản thân phần mềm này không thể tự nó thiết kế

nên mạch điện, mà nó chỉ trợ giúp người thiết kế trong việc tính toán: nghĩa là nếu người

sử dụng không biết thiết kế thì phần mềm này cũng chẳng thiết kế được gì ngoài các ví

dụ mẫu mang tính minh hoạ. Không nên hiểu thuật ngữ EDA (Electric and Elecctronics

Design Automation) là phần mềm có thể tự nó thiết kế được mạch điện. Chính xác là nó

chỉ làm cho việc thiết kế trở nên dễ dàng hơn nhờ vào tốc độ tính toán cực nhanh của nó.

Có một câu nói có vẻ dân dã nhưng diễn tả rất chính xác trường hợp này, đó là:"Với máy

tính, nếu ta đưa vào rác nó sẽ cho ra rác".

Trong các phần mềm mô phỏng hiện nay, EWB là một trong những phần mềm

thực dụng nhất. Do vậy sinh viên sẽ có nhiều thuận lợi khi tiếp cận với phần mềm

Electronics Workbench.

MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM

Nếu đem so sánh giữa Electronics Workbench (EWB) với Orcad (sau khi sát

nhập với MicroSim) hay Pspice về khả năng mô phỏng thì EWB không mạnh bằng.

Nhưng nếu chúng ta hiểu được tên gọi, thì cũng phần nào hiểu được đặc tính cơ bản của

phần mềm này và hiểu được vì sao nó vẫn có chỗ đứng nhất định trong thực tế! Thuật

ngữ "work-bench" trong tiếng Anh có nghĩa là bàn làm việc của thợ. Có nghĩa là: khi

thao tác trên EWB, ta có cảm giác giống như đang làm việc trên bàn thợ vậy... Nào là lấy

từng linh kiện cắm vào bảng mạch, rồi hàn nối dây giữa chúng lại với nhau theo sơ đồ mà

mình mong muốn, sau đó lắp các cơ cấu đo để đo các thông số cần khảo sát và sau khi đã

quan sát kỹ lưỡng thì ... cấp điện cho mạch để xem kết quả. Đến đây thì bắt đầu có khác:

Nếu như mạch thực tế có thể bị "xịt khói" hay cháy nổ, hư linh kiện, cơ cấu đo... nghĩa là

tốn hao tiền của, thì ở đây chúng ta yên tâm. Chương trình EWB sẽ báo hiệu cho chúng ta

biết mà không hề có sự cố hỏng hóc, hư hao nào.

Trong mạch thực tế, ngoài tín hiệu thực nó còn chồng chập vào đó vô số những

tín hiệu nhiễu mà nếu là người thiếu kinh nghiệm trong thực tế khó lòng bạn nhận ra

được đâu là tín hiệu thật cần khảo sát. Trong khi với EWB thì tín hiệu nhận được là tín

hiệu thật 100%.

Với mạch thực tế, khi muốn mạch tạm đứng yên ở một trạng thái bất kỳ để ghi nhận kết

quả làm việc là chuyện khó thì với EWB rất đơn giản: bạn chỉ cần nhấn bên góc phải của

màn hình ngay dưới nút công-tắc nguồn thì mạch sẽ tạm dừng lại để bạn ghi nhận kết

quả. Muốn mạch chạy trở lại chỉ cần nhấn nút 'Pause" thêm một lần nữa.

Chương trình EWB có thể chồng chập nhiều kết quả phân tích lên một đồ thị

phân tích trong khi mạch thực tế đòi hỏi phải làm đi làm lại nhiều lần, mỗi lần đều phải

ghi kết nhận kết quả. Từ đây, việc phân tích mạch sẽ dễ dàng hơn khi sử dụng EWB.

Các cơ cấu đo, thiết bị hiển thị trong EWB rất phong phú và chất lượng thì tuyệt vời, nếu

thực tế bạn muốn sở hữu đầy đủ các thiết bị trên thì ""hơi bị" khó! Các thiết bị trên sẽ

giúp bạn rất nhiều trong việc phân tích mạch. Bạn có cảm giác như được làm việc trong

một phòng thí nghiệm rất hiện đại.

Cũng như các phần mềm phân tích mạch khác, EWB có các công cụ thống kê tính toán

rất nhanh mà nếu tính bằng tay có lẽ phải tốn một thời gian khá dài để hoàn thành (đôi

lúc không tính được). Tất nhiên, yêu cầu nơi người sử dụng EWB phải có được một trình

độ cơ bản nhất định.

Nhưng nếu chỉ nêu những ưu điểm mà bỏ qua nhược điểm thì thật là phiến diện. "Nhân

vô thập toàn" nên sản phẩm con người tạo ra cũng không tránh khỏi những sai sót nhất

định. Chương trình EWB vẫn tồn tại một số nhược điểm sau:

Do EWB dùng phương pháp Newton-Raphson để giải quyết các mạch điện phi

tuyến, nghĩa là khi gặp các linh kiện phi tuyến EWB sẽ tuyến tính hoá chúng vì thế sẽ dẫn

đến các sai số. Khi các sai số này còn nằm trong dung sai được chỉ định trước trong quá

trình phân tích mạch (trong menu Analysis), thì kết quả vẫn được hiển thị. Nếu sai số này

vượt quá mức cho phép, thông tin báo lỗi (Error) sẽ hiện ra và việc phân tích sẽ bị hủy

bỏ, trong khi mạch thực tế có thể vẫn chạy tốt.

Do EWB chủ yếu định tính ít định lượng, ví dụ với một transistor BJT: Pspice cùng thời

điểm dùng đến 14 thông số để mô phỏng trong khi EWB chỉ có 10. Nên sai số xảy ra khá

lớn. Điều này cũng lý giải vì sao cùng một cấu hình máy tính, mạch điện, các yêu cầu

phân tích... EWB chạy nhanh và ít bị "treo" hơn Pspice.

Tính liên thông giữa các phần mềm của EWB chưa cao: nếu như Pspice và

Orcad (lúc chưa sát nhập) có thể dung nạp dễ dàng rất nhiều phần mềm vẽ và phân tích

mạch khác thì ở EWB không được dễ dàng như trên.

Với những đặc tính vừa phân tích ở trên, ta nhận thấy EWB rất thích hợp cho các

lớp thực tập, trung cấp hoặc công nhân lành nghề. Vì ở đây yêu cầu chính là định tính;

còn định lượng là không cao. Đặc biệt rất thích hợp đối với các kỹ thuật viên sửa chữa

điện tử (sơ, trung lẫn cao cấp), EWB có thể xem như một bàn thợ "cao cấp".

PHẦN I : CÁC THANH CHỨC NĂNG

Sau khi việc khởi động phần mềm EWB 5.12 hoàn tất, vào phần mềm ta thấy trên màn

hình máy tính có các thanh như sau:

THANH TRÌNH ĐƠN

THANH CÔNG CỤ

Để xem công dụng của các thanh trên, hãy click chuột trên các biểu tượng tương ứng

mà bạn muốn xem.

THANH TRÌNH ĐƠN

Thanh trình đơn chứa các lệnh menu chính. Trong lệnh menu chính có chứa các lệnh

menu con hỗ trợ cho việc mô phỏng mạch điện.

1. File:

Trong trình đơn này chứa các lệnh như sau:

- New: Mở cửa sổ thiết kế mới chưa được đặt tên (Untitled).

Nếu chuyển sang một mạch điện khác, chương trình sẽ nhắc

lưu lại mạch điện trong màn hình thiết kế trước khi mở màn

hình thiết kế khác.

Khi khởi động chương trình, cửa sổ thiết kế mạch mới sẽ tự

động xuất hiện.

- Open: Mở một tập tin mạch điện đã được lưu trước đây.

Bình thường, hộp thoại Open sẽ xuất hiện. Nếu cần thiết có

thể chuyển đổi qua lại giữa các ổ đĩa hay các thư mục có

chứa tập tin cần mở. Chương trình chỉ mở những tập tin có

phần mở rộng là : *.CA*, * .Cd*, và *.Ewb (trong môi

trường Windows).

- Save: Lưu tập tin mạch điện hiện hành. Thông thường, hộp

thoại lưu trữ tập tin sẽ xuất hiện. Có thể chọn thư mục hoặc

chuyển đổi ổ đĩa trong hộp thoại lư trữ. Ðối với người sử

dụng hệ điều hành Windows, phần mở rộng của tập tin mạch

điện sẽ là .EWB tự động cộng thêm vào. Ví dụ : mạch điện

có tên là DaoDong sẽ được lưu lại dưới dạng tập tin của

chương trình là : DaoDong.EWB.

- Save As: Khi muốn chuyển đổi tên tập tin từ tập tin gốc thì chọn lệnh Save As và tập

tin cũ sẽ khong thay đổi. Chú ý : tập tin trong phiên bản 5.12 sẽ không thể mở được trong

phiên bản 5.0. Ngược lại, các tập tin trong phiên bản 5.0 sau khi đã lưu lại và chuyển vào

danh sách những tập tin của phiên bản 5.12 sẽ được cương trình hiểu như là tập tin mặc

định của phiên bản 5.12.

- Revert to Saved: Phục hồi mạch điện theo cách đã lưu cuối cùng.

- Import... : Chuyển tập tin của chương trình SPICE có phần mở rộng là *.Net hay *.Cir

trong hệ điều hành Windows thành dạng sơ đồ nguyên lý.

Chú ý : chương trình Electronics Workbench sẽ chỉ nhận diện những điểm nối nhau

trong mạch, nếu bằng số điểm nối cho phép của chương trình. Nếu vượt quá số lương

cho phép thì chương trình sẽ thay đổi tên những điểm nối và và cung cấp những thông tin

mới này trong hộp thoại.

- Export...: Ðối với những người sử dụng hệ điều hành Windows, bất kỳ một tập tin

mạch điện nào lưu trữ theo định dạng tập tin có phần mở rộng là *.Net, *.Scr, *.Cmp,

*.Cir, *.Plc. Chuyển sơ đổ nguyên lý của chương trình sang phần mềm khác có hỗ trợ

thiết kế mạch in.

- Print...:

In mạch điện hay một phần của mạch điện và kết quả của các dụng cụ đo

ra giấy. Khi nhấp chuột vào biểu tượng máy in trên thanh công cụ, hộp

thoại Print sẽ xuất hiện với các ô chọn lựa kiểu in :

In mạch điện : Circuit.

In sơ đồ nguyên lý : nhấp chuột vào ô Schematic.

For printing, zoom to : phóng lớn hay thu nhỏ phần cần in ra giấy,

chương trình hỗ trợ cho các kích thước từ 20% đến 500%. Nếu không xác

định được kích thước sơ đồ in thì chọn Fit to page chương trình sẽ tự điều

chỉnh sao cho sơ đồ sẽ được in ra đủ một trang giấy.

Description : in phần vẽ mạch điện.

Parts list : in một phần bảng kê khai các thông số mạch điện.

Model list : chọn kiểu bảng thống kê khai báo các thông số của mạch điện.

Subcircuit : in các thành phần mạch điện nhánh.

Instruments: In thông số của các dụng cụ đo .

Multimeter : in thông số đo của máy đo V.O.M.

Function Generator : in thông số đo của máy phát sóng.

Oscilloscope :in thông số đo của máy đo dạng sóng và dạng sóng tại điểm đang kiểm

tra.

Bode Ploter : in thông số đo của máy vẽ giản đồ Bode.

Word Generator : in các thông số của máy phát từ.

Logic Convertor : in các thông số của máy chuyển đổi Logic như bảng sự thật (a

Truth Table), biểu thức Boolean.

Boolean Expresstion : chỉ in biểu thức Boolean trong máy chuyển đổi Logic.

XY Plot : chỉ in đồ thị theo hai trục X và Y trong các bảng thống kê thông số của mạch

điện.

- Chú ý : Thứ tự trang in sẽ hiện ra khi nhấp chuột vào ô cần in. Chỉ những ô có chữ

hiện ra là có thể in được còn các chữ mờ thì không chọn in ra giấy được.

- Print setup: Sau khi chọn lệnh này, hộp thoại Print Setup sẽ xuất hiện với các thông

số in chuẩn từ đó có thể thay đổi lại các thông số cho máy in và định dạng cho hình ảnh,

khổ giấy, nguồn giấy và một số chọn lựa khác. Nếu mạch điện quá lớn, nó sẽ tự động trải

rộng và in ra với số giấy nhiều hơn số giấy dự tính.

THANH CÔNG CỤ

Ngay dưới thanh trình đơn chính là thanh công cụ. Thanh này chứa các công cụ điều

khiến việc mô phỏng tương tự như khi click từ menu nhưng nhanh hơn. Do ý nghĩa của

các biểu tượng trong thanh này giống như trong thanh trình đơn nên ở đây giáo trình chỉ

nêu chức năng của từng nút trong bảng sau .

New: mở tập tin mới.

Open: mở một tin đã lưu.

Save: Lưu tập tin đang hiện hành.

Print: cho phép in.

Cut: cắt một phần tử đưa vào Clipboard

Copy: Sao chép tập tin.

Paste: Dán tập tin từ Clipboard vào màn hình hiện hành.

Rotate, Flip Horizontal, Flip Vertical: xoay chuyển linh kiện.

Create Subcircuit: Tạo mạch điện phụ trợ.

Display Graphs: cho phép hiển thị cái đã dấu.

Component Properties: Chỉnh sửa thuộc tính

Zoom In, Zoom out: phóng to thu nhỏ đối tượng.

Tỉ lệ xem mạch điện trên màn hình.