Electronics Workbench - apuntes y manual PDF

Preview

Summary

ssv zdbsbfvdzfbdgdgbffgnhn gchlfkvlfjnbfgj nfjb kvm dlbmfg...

Description

Tutorial de Electronics WORKBENCH (EW Versión 5.12

1. Introducción 1.1. ¿Qué es Electronics Workbench? Electronics Electronics Workbench Workbench (EWB) (EWB) oo Banco Banco de de Trabajo Trabajo de de Electrónica, Electrónica, es es un un simulación de de circuitos circuitos desarrollado desarrollado por INTERACTIVE IMAGE IMAGE TECHNOLO Este Este programa programa cuenta cuenta con con un un completo completo laboratorio laboratorio virtual virtual que que contiene contiene los los ins in comunes comunes utilizados utilizados en en la la mayoría mayoría de de los los laboratorios laboratorios de de diseño diseño electrónico electrónico yy lógic lógi de de otros otros simuladores simuladores la la gran gran ventaja ventaja que que tiene tiene utilizar utilizar EWB EWB es es su su gran gran facilidad facilidad programa programa tiene tiene una una interfaz interfaz gráfica gráfica con con el el usuario usuario que que lo lo hace hace muy muy intuitivo, intuitivo, cóm có rápido rápido de de trabajar, trabajar, lo lo que que permite permite ahorrar ahorrar tiempo. tiempo. En En general, general, la la creación creación del del simulación simulación precisan precisan menos menos tiempo tiempo que que el el montaje montaje real real del del circuito. circuito. En En este este tutori tutor la la versión versión 5.12 5.12 denominada denominada Laboratorio Laboratorio Educativo. Educativo. EWB EWB permite permite simular simular todos todos los los componentes componentes ee instrumentos instrumentos necesarios necesarios para para ana ana verificar verificar circuitos circuitos en en reemplazo reemplazo de de los los componentes componentes ee instrumentos instrumentos reales. reales. En En permite permite crear crear esquemas esquemas de de circuitos circuitos que que luego luego se se simularán, simularán, además además los los resu resu simulaciones simulaciones se se muestran muestran usando usando diferentes diferentes instrumentos instrumentos de de medida medida como como en en l profesionales, profesionales, también también se se puede puede desarrollar desarrollar diseños diseños yy verificar verificar circuitos circuitos antes antes de d probarlos físicamente.

1.2. Como iniciar EWB Pu Pued ede e acc acced eder er al pr prog ogra ram ma EWB EWB,, h hac acie iend ndo o cli clic c een n eell iico cono no ,y yaa sea sea en e de de programas programas de de Windows Windows oo bien bien desde desde el el acceso acceso directo directo creado creado en en el el escri escr iniciado iniciado el el programa programa se se abre abre la la siguiente siguiente ventana: ventana:

2. Partes Principales del EWB Una vez que se inicia el simulador, las partes básicas que se observa en la pantal barra de menús, la barra de herramientas del circuito, la barra de herram componentes, el área de trabajo o ventana del circuito, además de los botones de in simulación, y el de pausa, tal como se puede observar en la siguiente figura: Barra de Menús Herramientas del circuito

Barra de Herramientas de los com onentes

Figura 2. Partes principales del EWB

2.1. Barra de Menús. Desde esta barra tenemos acceso a todas las acciones que se pueden re componentes.

2.1.1. Menú archivo. Las opciones de este menú están relacionadas a la gestión de archivos que permi opciones permiten crear un nuevo archivo de circuito con la opción Nuevo (Ct existente con la opción Abrir (Ctrl+O), así como guardar los cambios efectuado con el mismo o con otro nombre usando las opciones Guardar (Ctrl+S) y G respectivamente, se hace notar que los archivos guardados tienen la extensión recordar que este programa no puede contener abierto más de un archivo a la vez abre o crea un archivo el actual será cerrado convenientemente. Es posible tambi cambios antes de guardar un archivo mediante la opción Volver a lo guardado...

descripciones, etc. La opción Configurar impresión... inicia la diálogo habitual d seleccionar los parámetros de la impresora instalada en el equipo. La opción Salir el simulador. Por último, la opción Instalar... permite incorporar módulos adic bibliotecas de modelos, etc.

Figura 3. Opciones del menú Archivo 2.1.2. Menú Edición. Este menú tiene todas las opciones típicas de Windows para trabajar con el port cortar (Ctrl+X), copiar (Ctrl+C), pegar (Ctrl+V), eliminar (Del) y seleccionar tod opción más interesante de este menú es Copiar como un mapa de bits que permit área de la ventana del circuito y trasladarla al portapapeles en forma de imagen permitirá usar dicha imagen en casi cualquier programa de tratamiento de ima Windows como Wordpad, Paint, Word, etc.... La selección se inicia y finaliza pu izquierdo del ratón, y arrastrando el puntero del ratón a través de la zona que s Finalmente la opción Mostrar Portapapeles permite abrir la aplicación de Wind al visor de Portafolio.

2.1.3. Menú Circuito. Dentro de este menú encontraremos una serie de opciones útiles para la creación y circuitos. Pueden ser de utilidad los siguientes: •

•

•

•

•

•

•

•

•

Rotar (Ctrl+R). La mayoría de los componentes pueden ser rotados disposición deseada en el área de trabajo. Cada vez que se selecciona elemento seleccionado rota 90°, en el sentido de las agujas del reloj. El sí no rota. Al rotar el semisumador solamente lo hacen sus terminales. Voltear horizontalmente. Permite que el componente selecciona horizontalmente. Esta función puede variar en función del componente sele Voltear verticalmente. Permite que el componente seleccionado rote 180º Esta función puede variar en función del componente seleccionado. Propiedades de componentes…. Esta opción permite visualizar un cuadr las propiedades del componente seleccionado, donde se puede introduc componente, se puede seleccionar los modelos que soporta el simul componente, también se visualiza el estado de fallo del componente, y l pantalla disponibles. Crear un subcircuito… (Ctrl+B). Nos permite combinar diversos com bloque, creando un nuevo circuito integrado. Para ello se selecciona lo deseados y se escoge esta opción. Aparece un cuadro de diálogo que nos pe que se desea darle y una serie de opciones que dan la posibilidad de elimina de trabajo (Mover del circuito), dejarlos intactos (Copiar del circuito) (Reemplazar en circuito). El subcircuito se coloca automáticame componentes con un símbolo estándar, con las terminales situadas en el hallaban las líneas de conexión en el área seleccionada. En todo momento el contenido del subcircuito haciendo un Zoom (doble clic del ratón). L pueden utilizarse como un componente más. Para utilizarlos en futuras sesi se debe almacenarlos en la librería de componentes que los contiene, y ca se quieran utilizar. Aumentar (Ctrl++). Esta opción permite aumentar el tamaño de los com área de trabajo. Reducir (Ctrl+-). Esta opción permite reducir el tamaño de los component trabajo. Opciones esquemáticas….Esta opción muestra un cuadro de dialogo dond las opciones de visualización de la cuadricula, permite seleccionar que el componentes se van a mostrar u ocultar, el tipo y tamaño de fuente que opciones de cableado y recableado que se utilizarán, y finalmente la impresión deseados. Restricciones (Ctrl+I) Esta opción muestra un cuadro de dialogo do

Figura 5. Opciones del menú Circuito 2.1.4. Menú Análisis. En esta opción de la barra de menús, usted puede controlar la simulación, anali configurar las opciones del análisis, utilizar algunas opciones propias de la simulac gráficas, a continuación describimos algunas opciones presentes en este menú. •

• • •

Activar (Ctrl+G). Esta opción produce el mismo efecto que el interrupt simulación. Detener(Ctrl+T). Esta opción detiene la simulación en curso. Pausa (F9). Para momentáneamente la simulación. Opciones de análisis….De manera global se configura aspectos rel corriente, la conductancia, las tolerancias, temperaturas, tiempos y simulación, además de la manera en que se manejan los instrumentos p simulación.

El resto de opciones presentes se usan para realizar el análisis del diseño del circ diferentes métodos, como la transformada de Fourier, Monte Carlo, y otras visualizar los datos obtenidos de la simulación y los gráficos relacionados a estos d También es posible visualizar todos los datos y figuras generados por la simulació diferentes métodos presentes, de acuerdo al diseño del circuito, para ello se selec Presentar Gráficas. Se debe recordar, que las opciones de análisis que tiene incorporado EWB de componentes y del diseño del circuito en el que se este trabajando, es decir, dep situación, no todas las opciones pueden estar disponibles para realizar el análisis.

Figura 6. Opciones del menú Análisis 2.1.5. Menú Ventana. Las opciones del menú Ventana permiten Organizar (Ctrl+W) la ventana del Ci realiza el diseño del circuito con los componentes adecuados; o la ventana de (Ctrl+D), donde se puede describir o explicar el diseño realizado. Se debe record no se puede tener abiertas varias ventanas de circuitos a la vez, si no que solo se ab

Figura 7. Opciones del menú Ventana

Figura 8. Opciones del menú Ayuda

2.2. Barra de Herramientas del Circuito. La barra de herramientas del circuito muestra los iconos de algunas de las op usadas en el diseño de circuitos, es decir, en esta se encuentran algunos atajos o a a opciones de la barra de menús que se usan usualmente.

Figura 9. Barra de herramientas del circuito A continuación se describe cada uno de estos iconos agrupados de acuerdo a la o pertenecen en la barra de menús

2.2.1. Archivo Nuevo Abrir Guardar Imprimir

2.2.2. Edición Cortar Copiar Pegar

Voltear verticalmente Crear un subcircuito Propiedades del componente Reducir Aumentar Factor de escala

2.2.4. Análisis Presentar gráficas

2.2.5. Ayuda Ayuda

2.3. Barra de Herramientas de los Componentes. La barra de herramientas de los componentes muestra todos los compone electrónicos, digitales y otros de utilidad que tiene incorporados EWB.

Figura 10. Barra de herramientas de los componentes A continuación se muestran los grupos de componentes que tiene esta barra: Favoritos Fuentes Básico Diodos Transistores

Universidad Mayor de San Andrés Carrera de Informática Digital Indicadores Controles Heterogéneas Instrumentos Se debe usar el botón derecho sobre cualquier componente para incluirlo en el favoritos. A continuación se muestran los componentes propios de cada grupo.

2.3.1. Fuentes Al hacer clic sobre el grupo de Fuentes se visualiza la siguiente ventana.

Figura 11. Componentes del grupo Fuentes Los componentes de este grupo son los siguientes: Tierra Bateria Fuente de corriente de corriente directa Fuente de voltaje de corriente alterna Fuente de corriente de corriente alterna Fuente de voltaje controlado por voltaje Fuente de corriente controlada por voltaje Fuente de voltaje controlada por corriente

Fuente de AM Fuente de FM Oscilador de onda senoidal controlado por voltaje Oscilador de onda triangular controlado por voltaje Oscilador de onda cuadrada controlado por voltaje Un disparo controlado Fuente lineal Fuente lineal de voltaje controlado Fuente de la llave (o clave) del cambio de frecuencia Fuente polinomial Fuente dependiente no lineal

2.3.2. Básico Al hacer clic sobre el grupo Básico se visualiza la siguiente ventana.

Figura 12. Componentes del grupo Básico Los componentes de este grupo son los siguientes: Conector Resistencia Capacitor Inductor

Universidad Mayor de San Andrés Carrera de Informática Interruptor controlado por voltaje Interruptor controlado por corriente Resistencia de elevación (pull – up) Potenciómetro Paquete de resistencia Interruptor analógico controlado por voltaje Capacitor polarizado Capacitor variable Inductor variable Bobina sin núcleo Núcleo magnético Transformador no lineal

2.3.3. Diodos Al hacer clic sobre el grupo Diodos se visualiza la siguiente ventana.

Figura 13. Componentes del grupo Diodos Los componentes de este grupo son los siguientes: Diodo Diodo Zener Diodo emisor de luz (LED) Rectificador puente de curva completa

2.3.4. Transistores Al hacer clic sobre el grupo Transistores se visualiza la siguiente ventana.

Figura 14. Componentes del grupo Transistores Los componentes de este grupo son los siguientes: Transistor Negativo-Positivo-Negativo (NPN) Transistor Positivo-Negativo-Positivo (PNP) Transistor de efecto de campo de empalme (JFET) de canal-N Transistor de efecto de campo de empalme (JFET) de canal-P N-MOSFET de reducción de tres terminales P-MOSFET de reducción de tres terminales N-MOSFET de reducción de cuatro terminales P-MOSFET de reducción de cuatro terminales N-MOSFET de amplificación de tres terminales P-MOSFET de amplificación de tres terminales N-MOSFET de amplificación de cuatro terminales P-MOSFET de amplificación de cuatro terminales Canal negativo GaAsFET Canal positivo GaAsFET

2.3.5. Circuitos Integrados Analógicos Al h

li

b

l

Ci

it

I t

d

A

ló i

i

li

l

i

i

Los componentes de este grupo son los siguientes: Amplificador operativo (opamp) de tres terminales Amplificador operativo (opamp) de cinco terminales Amplificador operativo (opamp) de siete terminales Amplificador operativo (opamp) de nueve terminales Comparador Circuito de lazo cerrado en fase

2.3.6. Circuitos Integrados Mixtos Al hacer clic sobre el grupo Circuitos Integrados Mixtos se visualiza la siguiente v

Figura 16. Componentes del grupo Circuitos Integrados Mixto Los componentes de este grupo son los siguientes: Convertidor de analógico a digital Convertidor Analógico-Digital (I) Convertidor de digital a analógico Multivibrador monoestable Temporizador 555

2.3.7. Circuitos Integrados Digitales Al hacer clic sobre el grupo Circuitos Integrados Digitales se visualiza la siguiente

Plantilla 74xx Plantilla 74xx Plantilla 742xx Plantilla 743xx Plantilla 744xx Plantilla 4xxx

2.3.8. Compuertas Lógicas Al hacer clic sobre el grupo Compuertas Lógicas se visualiza la siguiente ventana.

Figura 18. Componentes del grupo Compuertas Lógicas Los componentes de este grupo son los siguientes: Compuerta AND de dos entradas Compuerta OR de dos entradas Compuerta NOT Compuerta NOR de dos entradas Compuerta NAND de dos entradas Compuerta XOR de dos entradas Compuerta XNOR de dos entradas Almacenador de tres estados Almacenador

Compuertas NOR Compuertas NOT Compuertas OR-exclusivo Compuertas NOR-exclusivo Almacenadores

2.3.9. Digital Al hacer clic sobre el grupo Digital se visualiza la siguiente ventana.

Figura 19. Componentes del grupo Digital Los componentes de este grupo son los siguientes: Medio-Sumador Sumador completo Flip-flop RS Flip-flop JK con entradas asincrónicas de alta actividad Flip-flop JK con entradas asincrónicas de baja actividad Flip-flop D Flip-flop D con entradas asincrónicas de baja actividad Multiplexores Demultiplexores Codificadores Aritmética

2.3.10. Indicadores Al hacer clic sobre el grupo Indicadores se visualiza la siguiente ventana.

Figura 20. Componentes del grupo Indicadores Los componentes de este grupo son los siguientes: Voltímetro Amperímetro Bulbo Sonda roja Visualizador de siete segmentos Visualizador de siete segmentos codificado Zumbador Pantalla de gráfico de barras Pantalla de gráfico de barras decodificada

2.3.11. Controles Al hacer clic sobre el grupo Controles se visualiza la siguiente ventana.

Figura 21. Componentes del grupo Controles Los componentes de este grupo son los siguientes:

Bloque de función de transferencia Multiplicador Divisor Sumador triple de voltaje Limitador de voltaje Delimitador controlado por voltaje Bloque delimitador de corriente Bloque de histéresis de voltaje Bloque de rapidez de respuesta de voltaje

2.3.12. Heterogéneas Al hacer clic sobre el grupo Heterogéneas se visualiza la siguiente ventana.

Figura 22. Componentes del grupo Heterogéneas Los componentes de este grupo son los siguientes: Fusible Escribir datos Componente de lista anidada Línea de transmisión con perdida Línea de transmisión sin perdida Cristal Motor de corriente directa T b d

í t i d (t i d )

Caja de texto Bloque de titulo

2.3.13. Instrumentos Al hacer clic sobre el grupo Instrumentos se visualiza la siguiente ventana.

Figura 23. Componentes del grupo Instrumentos Los componentes de este grupo son los siguientes: Multímetro Generador de funciones Osciloscopio Trazador de Bode Generador de palabras Analizador lógico Convertidor lógico

2.4. Área de Trabajo. El área de trabajo o la ventana del circuito, es el espacio donde se diseña los circu arrastra los componentes a esta área para realizar el diseño y/o la simulación

2.5. Botones de Simulación y Pausa. Los botones de simulación y de pausa, permiten iniciar, detener o pausar la simulac

Figura 25. Botones de Simulación y de Pausa...