Компьютерное моделирование электронных устройств

В результате успешного изучения этой главы студент должен:

знать

• • основные возможности и направления компьютерного моделирования;
• • основные этапы процесса схемотехнического моделирования;
• • задачи моделирования, виды расчета и анализа схем;
• • основные средства компьютерного проектирования и схемотехнического моделирования электронных устройств;
• • назначение графического редактора Schematics и его функциональные возможности;
• • назначение программы PSpice и ее функциональные возможности;
• • структуру задания на моделирование, структуру файла задания, особенности оформления задания и описание компонентов;
• • директивы управления заданием программы PSpice;
• • назначение графического постпроцессора Probe и его функциональные возможности;
• • возможности использования программ PSpice и Probe для схемотехнического моделирования электрических цепей и электронных устройств в процессе изучения дисциплины «Электротехника»;

уметь

• • составлять задания на схемотехническое моделирование электрических цепей и устройств;
• • пользоваться программами PSpice и Probe для схемотехнического моделирования;

владеть

навыками схемотехнического моделирования изучаемых в дисциплине электрических цепей и простейших электронных устройств с применением программ PSpice и Probe.

Проектирование электронных устройств включает этапы структурного, функционально-логического, схемотехнического, компонентного и конструкторского проектирования, а также составление конструкторской документации. Возрастающая сложность электронной аппаратуры, динамичное развитие компьютерной техники и успехи, достигнутые в этом направлении, привели к необходимости разработки средств автоматизированного проектирования электронных устройств. Одним из основных этапов проектирования является разработка принципиальных электрических схем отдельных узлов и устройства в целом. На этом этапе осуществляется компьютерное моделирование функциональных узлов с помощью пакетов программ схемотехнического моделирования. Если раньше этап схемотехнического проектирования электронного устройства, как правило, заканчивался натурным экспериментом, то внедрение интегральных технологий из-за огромных затрат сделал компьютерное моделирование наиболее доступным и распространенным (а в некоторых случаях единственным) средством поиска оптимального схемного решения.

Цель главы — дать будущему специалисту представление о компьютерных средствах, используемых в настоящее время при проектировании и схемотехническом моделировании электронных устройств. Использование средств компьютерного моделирования в процессе изучения электрических цепей позволит закрепить знания и приобрести некоторые навыки по их практическому применению.

Необходимо отметить следующее обстоятельство. Наибольший эффект от применения компьютерных средств схемотехнического моделирования достигается при проектировании полупроводниковых устройств, с которыми студенты пока не знакомы, поскольку изучение дисциплин по электронике и схемотехнике следует за дисциплиной «Электротехника». Поэтому изложение материала этой главы носит концептуальный характер.