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
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.
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
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 .
Basic : chứa những thành phần cơ bản có trong mạch điện tử được
thiết kế sẵn trong chương trình bao gồm điện trở (Resistor), tụ
điện (Capacitor), rơ-le (Relay), biến áp (Transformer), tiếp điểm
Diode : chứa những kiểu Diode có sẵn trong Electronics
WorkBench bao gồm Diac, Triac, Diac, Thyristor, diode Shockley,
Led, Diode zener, cầu diode.
Transistors : chứa những linh kiện thuộc họ transistor bán dẫn có
sẵn trong chương trình bao gồm transistor BJT; JFET kênh P, kênh
N; MOSFET kênh N, kênh P; GaAS FET kênh N, kênh P.
Analog ICs : chứa những bộ khuếch đại thuật toán bao gồm bộ
khuếch đại thuật toán 3, chân, 5 chân (5-terminal opamp), 9 chân
(9-terminal opamp), bộ so sánh (Comparator), mạch vòng khoá
pha (phase-locked loop).
Mixer ICs : chứa các vi mạch lai bao gồm những bộ chuyển đổi
Analog sang Digital và từ Digital sang Analog, mạch đơn ổn
(Monostable), vi mạch 555.
Digital ICs : chứa những vi mạch số cho chương trình EWB 5.12.
Bao gồm những vi mạch thuộc họ 74XX, 741XX, 742XX, 4XXX.
Logic Gate : chứa các cổng logic có trong chương trình mô phỏng
như cổng NOT, AND và các IC chứa những cổng logic như IC cổng
NAND, cổng EXOR.
Digital : chứa những thành phần liên quan đến mạch số như mạch
công bán phần (Half - Adder), các Flip - Flop (Flip-Flops), bộ dồn
kênh (multiplexer), thanh ghi dịch (shift register), bộ mã hoá
(encode).
Indicators : chứa những thành phần hiển thị có trong chương
trình bao gồm đồng hồ đo điện áp (Voltmeter), đo dòng điện
(Ammeter), bóng đèn (Bulb), Led 7 đoạn (7-segment display), bộ
hiển thị dải ( bargraph Display).
Control : chứa những khối sử dụng trong tự động điều khiển bao
Oscilloscope: Dao động ký hai tia.
Bode Ploter: Máy vẽ giản đổ Bode.
Word Generator: Máy phát từ (từ 16 bits).
Logic Analyser: Máy phân tích mạch logic.
Logic converter: Bộ chuyển đổi logic.BÀI THỰC HÀNH CƠ BẢN: ELECTRONIC WORKBENCH 5.12.
Các phần trong phần này là các bài thực hành cơ bản để các bạn làm quen với các sử
dụng chương trình, các bài tập đơn giản với 6 bài như sau
• Bài 1: Mạch chỉnh lưu
• Bài 2: Mạch khuếch đại
• Bài 3: Mạch dao động 555
• Bài 4: Thanh ghi dịch
• Bài 5: Mạch đếm
• Bài 6: Đèn giao thông
BÀI 1: MẠCH CHỈNH LƯUKhảo sát mạch chỉnh lưu
bán kỳ như hình vẽ
sau:
Rotate (Phím tắt Ctrl + R) trên thanh công cụ (lệnh này sẽ xoay linh
kiện một góc 90
0
theo chiều ngược chiều kim đồng hồ).
Sau khi nhấp vào nút Rotate, điện trở sẽ xoay một góc 90
0
so với lúc
đầu.
Trong hộp linh kiện Basic, chọn tụ điện không cực tính (Capacitor),
nhấn và kéo nó vào màn hình thiết kế, đặt vào vị trí thích hợp và thả
chuột.
Cũng như đối với điện trở, tụ điện cũng nằm ngang theo chế độ mặc
định của chương trình và các bạn hãy dùng lệnh Rotate xoay tụ điện này
theo chiều dọc tương tự như cách xoay điện trở đã trình bày ở trên.
Và cũng chính trong cửa sổ Basic, các bạn dùng chuột nhấp và giữ
vào biểu tượng biến thế. Nhưng trong mạch chỉnh lưu bán kỳ thì các bạn
phải lấy biến thế không có điểm giữa. Rồi sau đó, kéo biểu tượng vào
trong màn hình thiết kế và đặt tại vị trí thích hợp và thả chuột ra. Sau đó,
đóng cửa sổ này lại bằng cách nhấp vào nút Close có hình ở góc trên
bên phải của cửa sổ Basic.
Ðể lấy nguồn cung cấp cho mạch thì các bạn hãy dùng chuột nhấp vào
biểu tượng nguồn Sources. Lúc này , cửa sổ Sources hiện ra.
Khi cửa sổ nguồn hiện ra, các bạn chỉ cần nhấp và giữ chuột vào biểu
tượng nguồn AC Voltage Source. Sau đó, kéo biểu tượng nguồn đó và
đặt vào vị trí mà các bạn cần thiết kế, rồi thả chuột. Trong hộp linh kiện
Sources còn mở, bạn hãy chọn Ground và kéo nó vào cửa sổ thiết kế,
đặt vào vị trí thích hợp và thả chuột.
Bước 2 : Sắp xếp các linh kiện theo như sơ đồ nguyên lý.
Muốn di chuyển linh kiện thì các bạn làm như sau : dùng chuột nhấp
và giữ linh kiện cần di chuyển. Sau đó, rê chuột tới một vị trí mà mong
Cửa sổ Diode Properties xuất hiện. Trong cửa sổ này, hầu hết các
linh kiện đều được đặt ở chế độ mặc định (default) là lý tưởng (ideal). Do
đó, để chọn loại Diode D1N4001 thì các bạn hãy chọn lệnh Models và
chọn tên nhà sản xuất linh kiện là internat trong cột Library . Sau đó,
hãy chọn loại D1N4001 trong cột Model. Cuối cùng, để chọn nhấp chuột vào nút OK.
Nhấp chuột phải vào nguồn AC Voltage Source, trong trình đơn sổ
xuống hãy chọn lệnh Component Properties.
Sau khi chọn lệnh Component Properties, cửa sổ AC Voltage
Source Properties xuất hiện. Trong cửa sổ này, bạn hãy chọn lệnh
Value và tiến hành thay đổi giá trị của nguồn bằng cách nhập giá trị 24
(đơn vị V) trong ô Voltage(V); nhập giá trị 50 vào ô Frequency (đơn vị
Hz). Sau đó hãy nhấn OK để chấp nhận các thông số vừa nhập vào.Bước 4 : Nối mạch theo sơ đồ nguyên lý
Ðể có thể nối mạch được dễ dàng và nhanh chóng thì các bạn hãy tiến
hành như sau.
Ðặt mũi tên con trỏ ngay tại một chân của cuộn sơ cấp biến áp sao cho
xuất hiện một chấm đen, lúc này nhấp và giữ chuột rồi kéo đến đầu
dương của nguồn điện. Khi thấy tại đây cũng xuất hiện một chấm đen thì
các bạn hãy thả chuột ra. Kết quả là ta đã có một đường nối mạch.
Ðặt con trỏ ngay tại chân còn lại của cuộc sơ cấp biến áp sao cho xuất
hiện chấm đen, rồi kéo chuột đến đầu âm của nguồn điện. Khi thấy xuất
hiện chấm đen thì hãy thả chuột ra.
Ðặt mũi tên con trỏ ngay tại chân Anode của Diode, sao cho xuất hiện
dấu chấm đen. Sau đó bạn hãy kéo chuột đến một đầu thứ cấp của biến
áp, khi thấy xuất hiện chấm đen thì hãy thả chuột ra.
2
3
4
Sau khi thực hiện giai đoạn nối dây, ta sẽ có một mạch điện hoàn
chỉnh như sau:
Ngoài ra, các bạn còn có thể chọn màu sắc cho đường dây nối bằng
cách như sau: chọn đường dây cần đổi màu sắc và nhấp đúp chuột (nhấp
2 lần liên tiếp) vào đường dây. Lúc này, có một cửa sổ hiện ra. Sau đó,
các bạn chọn màu sắc như ý muốn và nhấp vào OK. Kết quả là đường dây
nối sẽ hiện ra đúng màu mà các bạn đã chọn
Bước 4 : Khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ.
Sau khi các bạn đã kết nối mạch hoàn chỉnh, để tiến hành việc khảo
sát dạng sóng của mạch điện thì các bạn cần phải lấy các thiết bị đo kiểm
và nối vào trong sơ đồ mạch điện như sau Trong quá trình khảo sát mạch, muốn xem được dạng sóng chỉ cần
các bạn nhấp đúp chuột vào ngay tại thiết bị đo, lúc này thiết bị đo sẽ
được phóng to và cụ thể trong mạch dao động này thiết bị đo là dao động
ký. Kết quả sẽ có được một màn hình dao động ký kích cỡ lớn để tiện cho
việc khảo sát dạng sóng. Mặt khác muốn tăng kích cỡ của màn hình dao
động ký lớn hơn nữa thì các bạn nhấp chuột vào nút Expand, nút này ở
phía trên của màn hình dao động ký.
Muốn thu nhỏ lại giống như hình dáng ban đầu, các bạn hãy nhấp
chuột vào nút Reduce.
Sau khi tất cả đã được chuẩn bị hoàn chỉnh thì
các bạn bắt đầu cho mạch hoạt động. Ðể mạch hoạt
động được các bạn nhấp nút Activate simulation (nút
này nằm bên góc phải của màn hình EWB).
Sau khi mạch đã hoạt động thì các bạn tiến hành đến việc lưu lại sơ