Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap имеет удобный, дружественный интерфейс и предъявляет достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам персонального компьютера. Однако предоставляемые при этом возможности достаточно велики. Micro-Cap позволяет анализировать не только аналоговые и цифровые устройства, но также проводить 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.
Основные возможности программы Micro-Cap 9:
1. Возможности графического редактора схем:
построение принципиальных и функциональных электрических схем при помощи встроенного графического редактора с использованием библиотеки условных графических обозначений (УГО) электронных компонентов, а также создание собственных УГО с помощью встроенного редактора УГО Shape Editor;
номиналы элементов и параметры моделей компонентов могут быть как постоянными, так и выражаться с помощью математических функций через параметры других элементов, состояния схемы (напряжения в узлах или токи через элементы), а также зависеть от температуры, времени и частоты;
использование для повышения наглядности анимированных элементов (светодиоды, семисегментные индикаторы, измерители уровня, реле, переключатели и др.), которые изменяют свое состояние непосредственно в режиме анализа схемы в соответствии с поступающими на них управляющими сигналами или действиями пользователя;
нанесение текстовых надписей на поле принципиальной схемы, добавление к принципиальной схеме рамки и штампа с основными сведениями о схеме, построение различных геометрических фигур, используемых для выделения законченных функциональных блоков;
размещение на поле принципиальной схемы (или в специальном текстовом окне) текстовых директив управления моделированием, задания параметров моделей, задания глобальных параметров моделирования;
возможность отображение номеров узлов принципиальной схемы, присваиваемых графическим редактором при вводе схемы;
возможность выбора показываемых атрибутов компонента электронной схемы: номинального значения, наименования выводов, позиционного обозначения, параметров и имени макромодели, пользовательских атрибутов и пр.;
возможность показа концов выводов компонентов для выявления отсутствия соединения между ними;
использование координатной сетки с различным шагом, показ которой можно включать/отключать;
возможность использования «растягивающихся проводов», не нарушающих электрические соединения при перемещении компонентов принципиальной схемы;
возможность поиска компонента на принципиальной схеме по заданному признаку, расстановка меток (флагов) на принципиальной схеме большого размера для быстрой навигации по схеме, масштабирование изображения принципиальной схемы на экране (увеличение, уменьшение);
возможность изменения цветовых и шрифтовых параметров отображения элементов схем отдельно по элементам или перед началом ввода для всей принципиальной схемы.
2. Моделирование:
Transient Analysis – анализ переходных процессов в схемах при подаче напряжения питания и (или) воздействия (воздействий) произвольной формы с построением графиков переменных состояния схемы и их функций: зависящих от времени; зависящих друг от друга; разложенных в ряд Фурье по гармоническим составляющим;
AC Analysis – анализ малосигнальных частотных характеристик схемы (линеаризованной в окрестности режима по постоянному току при воздействии на нее одного или нескольких источников гармонического сигнала с постоянной амплитудой и меняющейся частотой. При этом возможен вывод следующих графиков: зависимости комплексных значений переменных состояния (амплитуда, фаза, групповая задержка) от частоты в линейном, логарифмическом масштабах; зависимости составляющих комплексных величин переменных состояния друг от друга (например, построение годографа); зависимости спектральных плотностей напряжений шума, приведенных к указанным входному и выходному узлам, от частоты;
DC Analysis – анализ передаточных характеристик по постоянному току. Возможно проведение анализа при изменении двух входных переменных, что позволяет строить на графике семейства характеристик устройства (например, семейство выходных характеристик биполярного транзистора);
Dynamic DC Analysis – динамический анализ схемы по постоянному току с отображением на схеме (по выбору) напряжений, токов, мощностей, состояний полупроводниковых приборов при "ручном" изменении величин источников ЭДС, тока, сопротивлений резисторов;
Dynamic AC Analysis – динамический малосигнальный анализ схемы по переменному току (линеаризованной в окрестности рабочей точки по постоянному току) с показом на схеме величин комплексных переменных состояния схемы при различных частотах (задаваемых списком) при "ручном" изменении величин пассивных компонентов (резисторы, индуктивности, конденсаторы);
Sensitivity Analysis – расчет чувствительностей в режиме по постоянному току. В этом режиме рассчитываются чувствительности одной или нескольких выходных переменных к изменению одного или нескольких входных параметров (частные производные по входным параметрам). В качестве входных изменяемых параметров для этого вида анализа могут выступать все параметры моделей, величины пассивных компонентов, символьные параметры;
Transfer Function Analysis – расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току. Рассчитывается отношение измеренного изменения заданного пользователем выходного выражения к вызвавшему это изменение малому возмущению заданного пользователем входного источника постоянного напряжения (тока). При этом автоматически рассчитываются входное (относительно клемм входного источника) и выходное (относительно узлов выходного напряжения) сопротивления схемы на постоянном токе;
Distortion Analysis – расчет нелинейных искажений усилительных схем с использованием математического аппарата спектрального Фурье-анализа. Фактически в этом режиме запускается анализ переходных процессов при гармоническом воздействии на входе схемы и используются функции спектрального анализа для выходной переменной для расчета нелинейных искажений;
Probe Analysis – использование графического постпроцессора PROBE, позволяющего получать различные характеристики моделируемой схемы без перезапуска того или иного вида анализа.
Stepping – многовариантный анализ, при котором могут изменяться номиналы простых компонентов, величины параметров моделей компонентов, значения символьных переменных с линейным и логарифмическим шагом с возможностью выбора одновременного изменения до 20 параметров или организации до 20 вложенных циклов. Имеется возможность автоматической подписи на выходных графиках каждого варианта анализа. При использовании многовариантного анализа актуально 3D-моделирование, вызываемое из меню применяемого вида анализа. При этом по оси Z откладывается значение варьируемого параметра и в пространстве строится поверхность, на которой лежат все кривые многовариантного анализа;
Performance Window – возможность построения графиков зависимости определенного ряда характеристик функций схемы (функции Performance), таких как длительность нарастания/спада импульса, глобальный или локальный максимумы/минимумы, значение функций в заданных точках, ширина импульса по заданному уровню, период или частота колебаний и т. п. (всего имеется 23 функции Performance), от значения варьируемого параметра компонента или модели при многовариантном анализе;
Optimize – параметрическая оптимизация схемы путем подбора номиналов или параметров модели указанных компонентов для достижения заданных значений функций Performance;
Monte-Carlo – многовариантный анализ Монте-Карло при статистическом разбросе параметров компонентов с возможностью вывода гистограмм распределения характеристик заданной функции по интервалам значений;
3. Синтез аналоговых фильтров:
синтез фильтров в соответствии с заданными параметрами: типа фильтра (ФНЧ, ФВЧ, полосно-пропускающего – ФПП, полосно-заграждающего – ФПЗ, фазового корректора – ФК), полиномиальной аппроксимации (Батер-ворта, Чебышева 1- и 2-го рода, Бесселя, Кауэра), параметрами АЧХ (коэффициент передачи, пульсации, ослабление, полоса частот пропускания);
синтез пассивных фильтров в виде последовательного соединения RLC-звеньев;
синтез активных фильтров в виде последовательного соединения различных звеньев 2-го порядка на основе ОУ (Саллена-Ки, с многопетлевой обратной связью MFB, Toy-Томаса, Флейшера-Тоу, Кервина-Хьюлсмана-Ньюкомба, Аккерберга-Мосберга, звена 2-го порядка с гиратором на ОУ).
4. Создание новых моделей компонентов:
создание моделей диодов, биполярных и полевых транзисторов, операционных усилителей, магнитных сердечников на основе справочных или экспериментальных данных с помощью встроенного оптимизатора;
оформление моделей в виде схем-макроопределений с обозначенными выводами и списком параметров, которым затем в редакторе компонентов присваивается имя и УГО и тем самым добавляются новые компоненты, доступные для построения схем и моделирования;
5. Основные возможности обработки результатов анализа:
панорамирование (протаскивание) активного окна графиков с помощью правой клавиши мыши; широкие возможности масштабирования полученных графиков;
нанесение расстояния по горизонтали и по вертикали между двумя выбранными точками графика, а также значений функций, отображенных на графике, в любой точке;
нанесение на график текстовых надписей в относительных (относительно графика выходной переменной) и абсолютных координатах;
управление параметрами графических окон (цвет, толщина и тип линий координатной сетки и графиков, цвет, тип и размер шрифтов для текстовой информации, цвет окна, цвет заднего фона и т. п.). Возможность нанесения на графики специальных значков для их идентификации в режиме черно-белой печати;
задание различных способов нормирования графиков;
возможность синхронного перемещения курсоров по всем графическим окнам;
перемещение курсоров в точки с заданными свойствами, выбранными с помощью функций Performance.
Дополнительные возможности, появившиеся в версии Micro-Cap 9:
добавлено большое количество моделей современных элементов;
расширение моделей резисторов, катушек индуктивностей и конденсаторов – в версии Micro-Cap 9 можно задавать для данных элементов значения паразитных сопротивлений, индуктивностей и емкостей;
возможность объединения проводников в шины для упрощения графического отображения схемы;
использование одновременно различных стандартов УГО элементов схемы (по умолчанию используется американский стандарт);
автоматический подбор числа и стандартных номиналов последовательно и (или) параллельно соединенных элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности) для получения заданного значения номинала;
режим Region Enabled/Disabled – при построении графического изображения схемы можно объединять элементы в специальные области, которые могут быть легко задействованы или отключены либо по прямому указанию пользователя, либо при выполнении некоторых проверяемых условий; незадействованные области исключаются из проведения любых видов анализа;
новая удобная панель для выбора и поиска компонентов, которая может быть включена/отключена пользователем;
режим Waveform Buffer – специальный буфер, в который можно автоматически или вручную сохранять графики результатов анализа для их дальнейшего вывода на экран с целью, например, сравнения с графиками, полученными при изменении некоторых параметров схемы;
режим динамического анализа – автоматическое обновление построенных графиков при любом изменении анализируемой схемы, параметров ее элементов или моделей;
графики результатов анализа могут выводиться и группироваться на отдельных вкладках (pages), указываемых пользователем;
использование шаблонов (Wildcard syntax) для указания выводимых графиков результатов анализа (например, запись v([r@]) в режиме Transient Analysis означает вывод графиков напряжений на всех резисторах, имеющихся в схеме);
Скачать программу
