Современные решения для производства электроники

Урок 1 - Краткие сведения о среде проектирования Microwave Office

Урок 1 — Краткие сведения о среде проектирования Microwave Office

Русяев Н.Н.

 

Программный продукт Microwave Office (Микроволновый офис) разработан под операционную систему WINDOWS и РС совместимые компьютеры. Это наиболее доступная и широко распространенная платформа. Учтена специфика операционной системы и реализовано объектное программирование, поэтому достигнута высокая скорость вычислений и в режиме реального времени нет видимых задержек процесса моделирования схем.

В Microwave Office (Микроволновый офис) пользователям предоставлены широкие возможности разработки ВЧ, СВЧ, КВЧ радиоэлектронных средств различного назначения и принципов их реализации. На микрополосковых, копланарных и полосковых типах линий, расположенных в одном или двух слоях, возможно использование готовых библиотечных элементов схем. Сложнее схемы можно конструировать самостоятельно.

Этому пакету программ, интегрированных в единую Среду проектирования, доступны многие инженерные расчеты, как по собственноручному построению схем, так и по автоматическому синтезу их. Учитывая в едином представлении радиоэлектронных устройств их схемы конструкции и системные функции, продукт Microwave Office (Микроволновый офис) предоставляет удобное место, не покидая которого можно спроектировать конструкцию устройства, рассчитать ее различные частотные и вольтамперные характеристики. Далее можно промоделировать работу устройств в составе системы и определить ее системные характеристики. Не требуется ни обратных аннотаций, ни каких других действий для перехода от схемного представления к конструкторскому и назад к схемному. Системное исследование проектируемых устройств тоже не требует преобразований форматов их файлов. Совмещен в единой базе данных весь комплекс информации.

Параметры геометрии проводников и волновые параметры СВЧ КВЧ линий, образованных печатными проводниками, в этой Среде проектирования моделируются с учетом диэлектрических параметров подложек и потерь в проводниках и в диэлектриках. Так моделируются задержки сигналов в линиях, их ослабление вместе с дисперсионным расширением импульсов.

Системные параметры каналов распространения сигналов совмещены в Microwave Office (Микроволновый офис) так, что имеется возможность в проектировании радиоэлектронных схем и конструкций учесть выполнение ими системных функций. Мог ли разработчик проверить влияние изменений конструкторских параметров на выполнение системных функций ранее? Да мог, но ему пришлось бы использовать три различных CAD программы. Новый программный продукт Microwave Office (Микроволновый офис) заменяет их и сокращает затраты времени на переходы из одной CAD системы в другую CAD систему.

Три уровня вместе схематика конструкция и системность соединены в едином представлении и не требуют преобразований форматов файлов схем и трассировок цепей на печатных платах.

Единая Среда проектирования радиоэлектронных средств (РЭС) разработана фирмой Applied Wave Research (AWR). Фирма назвала ее AWR Design Environment (AWR Среда Дизайна).

Краткое обозначение Среды проектирования AWR_DE. На русском языке слова Среда Проектирования Микроволнового офиса (МВО) или аббревиатура для них СП_МВО могут иногда, скажем изредка, послужить полезным эквивалентом английской аббревиатуры AWR_DE.

Требования к вычислительным ресурсам компьютера надо разделить по категориям решаемых задач. Установка программы на платформе PC-WINDOWS возможна при наличии ОЗУ объема 256 МВ, но для расчета сложных схем может потребоваться ОЗУ большего объема, так что и 3 ГВ может оказаться не лишним. На центральный процессор требование не ниже, чем «Пентиум 3» или эквивалентный ему.

 

Запуск программы Микроволновый офис

Испытать программу и ознакомиться с ней ближе можно на ТРИАЛ версии, доступной по адресу www.awr.com. На сайте фирмы AWR можно получить много полезной информации, а для Российских пользователей доступны сайты фирм «ЭЛЕКТРЕЙД» и «РОДНИКСОФТ». Процесс инсталляции программы подробно изложен в инструкциях на сайтах. Он организован с помощью мастера инсталляции четко и не требует от пользователя лишней информации. Можно на каждом шаге инсталляции давать ответы «Да» по умолчанию и щелкать по кнопке «Next».

После установки программы на рабочем столе WINDOWS появятся пиктограммы фирмы AWR   . Их появится ровно столько, сколько вариантов программного продукта было указано на этапе ее инсталляции.

Запуск Microwave Office (Микроволновый офис) выполнит двойной или одинарный щелчок на пиктограмме, либо щелчок по кнопке «Пуск» операционной системы и выбор строки программ AWR Suite 2002. Число щелчков на пиктограмме при запуске есть величина переменная, устанавливаемая пользователем. Правее от строки AWR Suite 2002 в раскрывшемся списке следует выбрать один из установленных вариантов MWO или VSS или оба вместе.

После запуска, открывается главное окно Среды AWR_DE, где помещены инструменты проектирования радиоэлектронных средств, предоставляемые этой Средой проектирования. Вид окна AWR_DE показан на Рис. 1.

Примечание. Рисунки в тексте имеют малый формат и для лучшего восприятия их, они даны дважды. Один рисунок дается здесь по ходу изложения прямо в тексте, другой — в приложении. Нумерация рисунков тоже дублируется, хотя по их содержанию дублирования не происходит.

Начальное состояние окна характерно тем, что в нем есть минимумом информации, необходимой и достаточной для начала работы над новым проектом. Первое впечатление от пустоты на экране и простоты картинки не должно вводить в заблуждение. Это весьма сложный комплекс программ, хорошо совмещенных или интегрированных в единую Среду проектирования. Ее окно графического интерфейса требует внимательного изучения. То же самое главное окно дано в приложении и выглядит иначе, так как открыто вместе с проектом. Можно установить переменные так, чтобы запуск программы сопровождался открытием проекта.

 

Рис. 1. Главное окно Микроволнового офиса.

В начальном состоянии вид окна мог быть другим, если было указано имя проекта, открываемого по умолчанию.

Работая в Среде проектирования AWR_DE, приходится часто переключать вида главного окна и вложенных в него окон. Это позволяет использовать площадь экрана монитора, но не всегда удобно. Уместно отметить, что для удобной работы надо иметь монитор с большим экраном, в чем легко убедиться далее.

 

Две части главного окна МВО

Главное окно Среды проектирования AWR_DE (Рис. 1) по вертикали разделено на две части. В левой части содержатся средства управления. Ее в документации называют Менеджером AWR_DE. Правую сторону главного окна AWR_DE называют либо полем, либо рабочим полем, а иногда рабочим столом, что совпадает с названием первого окна операционной системы WINDOWS и поэтому менее желательно.

Правую сторону окна AWR_DE могут занимать окна, где представлены схемы, диаграммы, графики и многие другие окна. Чтобы иметь возможность видеть их все желательно работать на мониторе с высокой разрешающей способностью и экраном во много-много дюймов по диагонали.

По верхнему краю окна AWR_DE расположены обычные объекты системы WINDOWS. На верхней строке название окна вместе с именем проекта, ниже помещено главное меню, из него можно выбрать команды, необходимые для работы с проектом. Ниже под главным меню расположена панель инструментов, на ней находятся кнопки для быстрого вызова команд.

 

Главное меню и панель инструментов

Главное меню и панель инструментов Microwave Office 2002 показаны на Рис. 2, при активности окон основных объектов проектирования.

Меню и панель инструментов изменяют свой вид, когда активизируется другое окно или объект. Главное меню содержит все команды необходимые для работы с проектом. Команды меню вызываются методом операционной системы WINDOWS. Выпадающие меню содержат все команды, часто используемые команды помещены на панели инструментов.

Если в открытом окне выделен какой-то объект, то щелчком правой клавиши мыши вызывается контекстное меню этого объекта. В нем всегда представлены команды управления объектом и в том числе команда вызова окна диалога, в котором производят настройки параметров этого объекта.

Вид меню и панели инструментов зависит от того объекта, с которым в данный момент работает пользователь. Активность объекта определяет и вид главного меню и панели инструментов, что удобно, так как производится автоматически и дает в момент активизации того или иного объекта доступ к соответствующему набору команд и не требует действий пользователя. Возможно, поэтому фирма AWR называет интеллектуальными свои меню и панели инструментов.

 

Рис. 2. Главное меню и панель инструментов.

Заметим, что пользователь может изменить место панели инструментов на экране компьютера, выделив курсором мыши маркер, расположенный в ее левой части и, удерживая нажатой левую клавишу мыши, перенести панель в нужное место.

 

Возможности освоения и применения

Освоение пакета программ AWR_DE или Microwave Office потребует от пользователя определенных усилий и времени на изучение технологий, предоставляемых Средой проектирования AWR_DE для разработки реальных средств радиоэлектронного обеспечения связи, навигации, медицины и т.д.

Необходимо особо отметить, что методы расчета ВЧ, СВЧ и КВЧ схем опираются на достаточно глубокие знания по теории электромагнитного поля, по теории радиоэлектронных цепей, на разделы устойчивости усилителей и генераторов, также и других устройств. Поэтому осваивать пакет целесообразно параллельно, повторяя ранее изученные разделы теоретических курсов. Это поможет полнее использовать ресурсы Микроволнового офиса для решения практических задач моделирования проектирования конструирования и отработки конструкций на системе. Поясним последнее из перечисленного.

Современные версии Microwave Office (Микроволновый офис) содержат Visual System Simulator (VSS), что переведем так Визуальный Симулятор Систем. Он тоже интегрирован в Среду проектирования AWR_DE. Он предназначен для моделирования системных свойств радиоэлектронных цепей.

Visual System Simulator (Визуальный Симулятор Систем) можно запустить как отдельную программу, либо вместе со всей программой Microwave Office (Микроволновый офис). На виде главного окна Среды проектирования AWR_DE это не отразится. Проявятся изменения в главном меню и на панели инструментов. Более глубокие изменения станут понятными далее.

Использование VSS позволяет моделировать радиоканалы, шумы в них, находить вероятности ошибок и оценивать работу проектируемых радиоэлектронных устройств в составе тех или иных систем. То есть в Среде проектирования AWR_DE имеется замечательная возможность проверить проект радиоэлектронного средства в составе системы, не покидая этой программы.

Весь пакет программ Microwave Office (Микроволновый офис), таким образом, дает возможность моделировать процессы радиоэлектронных устройств и рассматривать различные аспекты их функционирования, конструкторские и схематику, схематику и функционирование в составе системы, и все три аспекта вместе.

 

Менеджер Среды проектирования AWR_DE

Менеджер AWR Design Environment расположен в левой вертикальной полосе главного окна программы Рис. 1. Имеется возможность изменять ширину полосы, перемещая курсором мыши разделительную линию вправо и влево, что иногда бывает полезно, например, при просмотре длинных имен объектов.

Сложность Среды проектирования AWR_DE незаметна на первый взгляд, потому что интерфейс программы так тщательно продуман. Множество средств управления не загромождает экран монитора и оставляет место для размещения окон схем диаграмм графиков и многих других графических представлений.

Средства управления проектом распределены по четырем группам, и каждая группа помещена на отдельную вкладку.

Каждая из четырех вкладок в Менеджере AWR_DE имеет свое собственное имя. Имя Project (проект), Elements (элементы), Variables (переменные) понятно без дополнительных объяснений, но имя Layout неоднозначно и рассмотрено подробнее в разделе, на тему работа в Layout.

Переход на вкладку выполняется щелчком левой клавишей мыши на ярлычке, расположенном на нижнем краю вкладок. Так как переключение вкладок освобождает на экране много места, позволяет эффективнее использовать площадь экрана монитора, то его можно признать полезным, но больше пользы получается от сокращения затрат времени на поиск требуемой информации при работе с проектом.

Все вкладки Менеджера AWR_DE отображают состояние всего проекта. Они обеспечивают доступ ко всем элементам схем цепей и блокам диаграмм систем, они управляют параметрами элементов и состоянием параметров, показывают все геометрию макета и структуру его расслоения.

Предназначение каждой вкладки и ее содержание требуют внимательного изучения и постепенного освоения.

 

Вкладка Project (Менеджер проекта)

Вкладка Project Рис. 3 (на ее ярлычке стоит Proj) содержит узлы графа или ветви дерева иерархии инструментов управления проектом и объекты, которые могут быть использованы в данном проекте или уже созданы в нем. Они расположены в различных версиях не одинаково. Далее будем рассматривать только версию AWR_DE 5.5х.

 

Рис. 3. Менеджер проекта.

На Рис. 3 помещены переводы английских слов, стоящих правее узлов графа, отображаемых Менеджером проекта. Узлу соответствуют определенные функции. Их много и они весьма разнообразны.

Самый верхний узел во всех версиях Microwave Office (Микроволновый офис) отдан текстовому редактору Design Notes. Заметки разработчика о проекте способствуют надежному переходу от одних стадий проектирования к другим. Особенно он полезен, когда в работе над проектом происходят перерывы, тем что позволяет быстро войти в курс событий и продолжить далее процесс проектирования.

Второй узел сверху в современных версиях Среды проектирования AWR_DE 5.5х занимает Project Options — это узел Параметры Проекта, из которого осуществляются все глобальные настройки. Подробное знакомство с ними происходит далее на примерах выполнения проектов. С ним связано окно диалога, содержащее пять вкладок, в котором помещено много средств управления проектом. Ранние версии МВО имели много окон диалога, вызываемых из различных меню менее организованно.

Специальный редактор глобальных определений. Он позволяет вводить в проект глобальные переменные и затем их использовать в качестве синхронно изменяемых значений для многих параметров элементов схем, блоков диаграмм и других.

Специальная папка для хранения импортируемых файлов параметров элементов. Импортированные файлы данных должны иметь общепринятый формат представления параметров СВЧ цепей.

 

Многофункциональный узел для хранения и для управления. Диаграммы систем представляют в проекте уровень или аспект системных свойств проектируемых радиоэлектронных устройств. Из этого узла вызывается окно диалога для настройки режимов моделирования системных свойств. Здесь же хранятся все диаграммы систем, созданные в проекте или присоединенные (линкованные).

 

Тоже многофункциональный узел, где все схемы цепей, доступные проекту, можно хранить и управлять ими. Узел похож на предыдущий.

 

Еще один многофункциональный узел похожий на два предыдущих. Электромагнитные структуры здесь хранят, их свойствами отсюда управляют.

 

Узел хранения и управления. Здесь определяют выходные данные типа вычисляемых переменных, сохраняемых после сеанса работы в Среде проектирования AWR_DE.

 

Тоже узел управления и хранения. Данные, получаемые во время сеанса работы в Среде проектирования AWR_DE, имеют формат графиков. На графиках представлены результаты расчетов. Их Среда проектирования AWR_DE сохраняет в этом узле, но только по содержанию. Вычисленные значения линий на графиках не сохраняются. Подробнее графики рассмотрены на примерах конкретных проектов.

 

Узел хранения и управления. Критерии или цели оптимизации создаются и сохраняются в этом узле. Настройка режимов оптимизации производится в специальном окне диалога, вызываемого из этого узла.

 

Аналогичный узел хранения и управления. Здесь цели статистического анализа создают и хранят. Отсюда вызывают окно диалога, для управления статистическим анализом цепи или системы.

 

Узел определения содержания и хранения выходных данных в специальных форматах.

 

Программные средства для синтеза фильтров, анализа переменных нагрузок и др.

Инструменты создания сценариев. Сценариями можно определить действия проектировщика и далее их использовать.

Содержание вкладки Менеджера проекта рассмотрено как введение в него, но не как руководство по применению.

Запуск программы автоматически открывает вкладку Project (Проект). Когда она закрыта, то для перехода на нее достаточно щелкнуть на ярлычке внизу с надписью Proj. Вид условных значков этой вкладки следует изучить подробнее и хорошо запомнить с первых шагов.

 

Вкладка Elem (Менеджер элементов)

Вкладка Elements (Элементы) (Elem) отображает элементы, из которых можно составлять схемы цепей и диаграммы систем. Эту часть Менеджера Среды проектирования AWR_DE называют Менеджером элементов. Переход на нее происходит по щелчку левой клавишей мыши на ярлычке Elem. Он находится внизу вкладки Менеджера AWR_DE.

Верхняя часть вкладки содержит дерево всех библиотек элементов, доступных для установки их в схемы и диаграммы. На нижней части вкладки отображают элементы, входящие в состав библиотеки, выделенной на верхней части Менеджера элементов.

Обзорный Рис. 3 позволяет видеть объекты, помещенные на вкладке Менеджера элементов. Рассмотрим детальнее узлы графа или ветви дерева в верхней части Менеджера элементов.

Библиотек много. Они объединены в две большие группы.

Символ группы библиотек «Элементы цепей».

Символ группы библиотек «Блоки систем».

 

Рис. 4. Менеджер элементов цепей.

Блоки диаграмм систем не используют в схемах цепей, как и наоборот, элементы цепей не используют в диаграммах систем. Однако схемы и подсхемы цепей можно установить в диаграммы системы, пользуясь библиотекой блоков систем.

Элементы цепей сгруппированы по следующим классам.

  — Копланарные элементы;

  — Общие элементы;

  — Переходные соединения;

  - Линейные устройства;

  - Дискретные элементы;

  — Измерительные приборы;

  — Микрополосковые линии;

  — Нелинейные устройства;

  — Порты;

  — Источники тока и напряжения;

  — Полосковые элементы;

  — Металлодиэлектрические подложки;

  — Линии передачи;

Кроме этого в проекте возможно использование:

  — Библиотек моделей в формате Spice;

  — Доступных подсхем;

  — Библиотек моделей в формате Touchstone;

  — Библиотеки элементов в формате XML.

Блоки диаграмм систем образуют другую совокупность классов.

  — Каналы

  — Кодирование / картирование

  — Преобразователи

  — Внешние приложения

  — Фильтры

  — Математические блоки

  — Измерительные приборы

  — Модуляция

  — Порты

  — Радиочастотные блоки

  — Сигнальные преобразования

  — Источники сигналов

  — Испытания

  — Устаревшие

  — Подсистемы

 Пять вариантов подсистем Микроволнового офиса можно установить в диаграммы систем, проверить их на выполнение функции системного уровня, там оценить работоспособность конструкции и схемы.

Элементы цепей и блоки систем доступны, когда их можно видеть в нижнем поле Менеджера элементов. Вложенные папки необходимо открыть.

 

Рис. 4б. Менеджер блоков систем.

Использование элементов рассмотрено на примерах проектов.

 

Вкладка Var (Менеджер переменных)

Вкладку Variables (Переменные) (на ярлычке пометка Var) называют Менеджером переменных. Он обеспечивает просмотр значений переменных, редактирование значения переменных или управление их состоянием. Параметры элементов схем и блоков систем называют «переменные», они могут иметь три состояния:

T — изменение значения переменной в реальном времени, (тюнер)

O — оптимизация переменной по заданному функционалу цели

C — режим ограничения диапазона изменения переменной.

Переход на вкладку Variables (Переменные) производится щелчком мыши на ярлычке с надписью Var в нижней части Менеджера Среды проектирования AWR_DE.

В верхней части Менеджера переменных помещена часть дерева проекта, в которой можно видеть схемы цепей, диаграммы систем, листы соединений, электромагнитные структуры и файлы внешние, доступные из проекта Рис. 5.

 

Рис. 5. Менеджер переменных.

Нижнюю часть вкладки занимает таблица переменных. Ее строки отображают список переменных модуля, который выделен в верхней части.

Три кнопки слева строки таблицы управляют состоянием переменной: возможности тюнера, оптимизации, и ограничения диапазона текущих значений.

 

Вкладка Layout (Менеджер макета)

Вкладка Layout — это Менеджер макета. Он отображает расслоение макета и содержит средства организации информации о конструкции проекта и управления библиотеками ячеек макета. Вид и состав вкладки Layout или Менеджера макета показан на Рис. 6.

Верхнюю часть вкладки Менеджера макета занимает узел Layer Setup (Начальные установки слоев). Здесь помещены общие установки для работы с макетом Layer Setup (Настройка Слоев), файл Default.lpf. Дерево библиотек Cell Libraries (Библиотеки Ячеек) содержит по одному узлу на каждую библиотеку ячеек. Библиотека может содержать много ячеек.

В нижней части приведена таблица управления слоями макета. Первый слева столбец содержит кнопки активации слоя. Органом управления видимостью слоя служит кнопка с видом лампы накаливания. Если она «светится» желтым светом, то слой макета виден в окне макета. Выключение видимости слоя дает возможность лучше рассмотреть детали изображения. Включение видимости позволяет рассмотреть совмещение границ или наложение проводников.

 

Рис. 6. Менеджер макета.

Работа в Менеджере макета требует большой подготовки, как минимум должна быть создана схема, содержащая элементы, для которых в Среде проектирования AWR_DE созданы заранее ячейки. Подробнее работа в Layout обсуждается в разделе с тем же названием.

 

Работа с проектами

Файл проекта Microwave Office имеет расширение имени .emp. Допускаются длинные имена файлов и символы кириллицы в имени файла. Тем не менее, лучше использовать латиницу. Она является обязательной для любых настроек системы WINDOWS.

Программа Microwave Office может работать только с одним проектом. В одном проекте можно создать много схем различных цепей, много диаграмм различных систем и много электромагнитных структур. Схемы цепей и диаграммы систем можно строить иерархически, в том числе со многими уровнями вложенных подсхем. Что касается электромагнитных структур (EM-структуры), то допускаются только одноуровневые, то есть вложенные в них подструктуры недопустимы.

В пакете программ AWR_DE используются пять типов файлов. Они зарегистрированы в операционной системе WINDOWS. Эти типы файлов отмечены специальными значками и имеют четко определенное расширение имени:

  — Файлы проектов имеют расширение имени .emp;

  — Файлы диаграмм систем имеют расширение имени .sys

  — Файлы EM структур имеют расширение имени .em;

  — Файлы схем цепей имеют расширение имени .sch;

   — Файлы списков соединений с расширением имени .net;

Программа Microwave Office (Микроволновый офис) при запуске обычно загружает пустой проект, в котором значения параметров заданы по умолчанию.

Пользователь может установить свои значения параметров, далее сохранить этот проект с новыми значениями параметров как шаблон проекта под определенным именем с расширением имени emt. Последняя буква t напоминает об английском слове template (шаблон). Открывая шаблон с требуемыми установками можно сократить затраты времени на настройку проекта.

 

Создание нового проекта

Новый проект создается запуском программы Microwave Office. Если был открыт другой проект, то можно нажать кнопку открытия нового листа на панели инструментов, или командой File — New Project (Файл — Новый Проект). Откроется проект, созданный по заданному шаблону, указанному в начальных установках Среды проектирования AWR_DE.

Меню File — Options (Файл — Параметры или Опции), команда Environment Options (Параметры Окружающей среды) дают доступ к окну диалога, где можно ввести имя и путь к файлу шаблона.

Если необходимость создания нового проекта возникла в процессе работы в Среде проектирования AWR_DE с каким либо другим проектом, то прежде необходимо закрыть выполняемый проект и после этого создавать новый проект.

Закрывает текущий проект команда File — Close Project (Файл — Закрыть Проект), после ввода этой команды программа выдает запрос надо ли сохранять файл или закрыть его, не сохраняя изменений, внесенных в проект. Отвечают обычно «Да».

Открыть ранее созданный проект позволяет команда File — Open Project (Файл — Открыть Проект). Она открывает окно выбора файла системы Windows Рис. 7.

 

Рис. 7. Окно выбора открываемого проекта.

В списке расширений файлов необходимо выбрать строку Project Files (*.emp) (Файлы Проекта с расширением .emp) и указать папку, а в ней выбрать нужный файл и нажать кнопку <Открыть>.

Сохраняют текущий проект командой File — Save Project (Файл — Сохранить Проект).

Сохранить проект под другим именем позволяет команда File — Save Project As (Файл — Сохранить Проект как …). Команда открывает окно определения имени файла (Рис. 8), где в списке расширений имен файлов необходимо выбрать строку Project File (*.emp) (Файл Проекта), указать на нужную папку, ввести имя для сохраняемого файла и нажать кнопку <Сохранить>.

 

Рис. 8. Окно задания имени файла для сохранения проекта.

Если требуется сохранить проект в формате предыдущих версий программы Микроволновый офис, то необходимо выбрать соответствующую опцию в списке расширений имен файлов Рис. 8. Список можно открыть щелчком левой клавиши мыши на кнопке с треугольником справа от поля типа файла.

 

Установка параметров проекта

Начальные установки и параметры задаются в специальных файлах. Они действуют в проектах как принятые по умолчанию. Их следует задавать осмотрительно, но знать о них необходимо с первых шагов освоения Среды проектирования AWR_DE.

Настройки, принятые по умолчанию можно изменить, войдя в окна диалога. Для входа в них служит меню Options (Опции или Параметры), показанное на Рис. 9.

 

Рис. 9. Меню настройки параметров Среды проектирования МВО.

Каждая строка этого меню вызывает соответствующее окно диалога. Например, первая строка вызывает окно, показанное на Рис. 10. Оно дает возможность установить общие настройки Среды проектирования AWR_DE.

 

Рис. 10. Общие настройки Среды проектирования.

 

Установка размерности физических величин

Единицы измерения величин, используемые в проекте, задаются глобально в окне, показанном на Рис. 11, но задавать их лучше перед созданием нового проекта, то есть до первого сохранения пустого, вновь создаваемого проекта. Необходимо установить все употребляемые величины и параметры.

 

Рис. 11. Вкладка настройки размерности физических величин, используемых в проекте.

Изменение единиц измерения можно производить на любом этапе работы с проектом, для чего нажатием кнопки счетчика  нужно выбрать требуемую размерность. Отметим еще раз, что устанавливать единицы измерения целесообразно один раз перед началом проектирования.

Обратите внимание на то, что длина имеет два набора размерностей метрической и дюймовой системы измерения.

Система измерения определяется установкой флажка Metric Units (Метрические Единицы измерения). Сброс флажка означает использование дюймов и других, связанных с ним единиц измерения длины.

После изменения размерности все величины указанного типа в проекте будут пересчитаны, но значения не будут приведены к стандартам, что даст многозначные числа, содержащие много лишних разрядов.

Ниже приведены те физические величины, размерность которых может быть изменена с помощью данного окна диалога (в скобках приведен список доступных размерностей).

— Frequency — частота (Hz, kHz, MHz, GHz, THz);

— Angle — угол в градусах или радианах (Deg, Rad);

— Temperature — температура (DegC, DegK, DegF);

— Time — время (fs, ps, ns, us, ms, s, ks, Ms, Gs, Ts);

— Voltage — напряжение (fV, pV, nV, uV, mV, V, kV, MV, GV, TV);

— Resistance — сопротивление (fOhm, pOhm, nOhm, uOhm, mOhm, Ohm, kOhm, MOhm, GOhm, TOhm);

— Conductance — проводимость (fS, pS, nS, uS, mS, S);

— Inductance — индуктивность (fH, pH, nH, uH, mH, H, kH, MH, GH, TH);

— Capacitance — емкость (fF, pF, nF, uF, mF, F);

— Current — ток (fA, pA, nA, uA, mA, A, kA, MA, GA, TA);

— Power Linear — мощность в натуральном масштабе единиц измерения (fW, pW, nW, uW, mW, W, kW, MW, GW, TW);

— Power Log — мощность в логарифмическом масштабе (dBm, dBW);

— Length — длина в метрической системе единиц (fm, pm, nm, um, mm, m, km) или в английской дюймовой (mil, inch, foot, mile) системе единиц измерения.

 

Работа с кэш-файлами при моделировании EM структур

Одним из важных ресурсов ЭВМ является ее память. Распределение памяти в процессе проектирования выполняется автоматически, но может потребоваться специальная настройка объема буфера. Кеш — это область памяти, предназначенная для хранения промежуточных результатов.

Каждый кэш-файл имеет имя с расширением .dbm. В нем содержится описание особой области памяти компьютера, которая отведена для записи результатов электромагнитного анализа.

Кеш обеспечивает ускорение заполнения матрицы моментов, которая вычисляется достаточно долго при многократно повторяющихся расчетах.

Для установки размера буфера, используемого при моделировании EM структур, следует выполнить команду меню Options — Environment Options (Параметры — Параметры Окружающей Среды), после чего откроется окно Environment Options. Далее в открывшемся окне следует перейти на вкладку Cache Manager (Менеджер Буфера) Рис. 12.

 

Рис. 12. Вкладка управления буферной памятью ЕМ-Кеш.

В поле Files в табличной форме отображен список всех кэш-файлов, а также краткая информация об их использовании:

— Name — имя Кеш файла;

— Last Used — дата последнего использования файла;

— Size — размер;

— Refs -сравниваемый кэш-файл;

— Diff — количество производных, использованных в методе FFS;

— Freq(GHz) — частота анализа в ГГц.

Каждому файлу можно установить режим Can auto-remove (Возможно автоматическое удаление), разрешающий удаление в случае переполнения кэш файла.

Кнопка служит для удаления вручную выделенных кэш-файлов, причем выделение производится обычным для Windows способом. Выделение одного из файлов активизирует кнопку (Обзор Структуры), нажатием ее открывается просмотр параметров области анализа EM структуры.

По умолчанию размер кэша установлен равным 5000 кбайт. При использовании AWR_DE для моделирования многослойных печатных плат и подложек может потребоваться кэш большего объема.

Включенная опция Automatic cleanup (Автоматически очистка) разрешает удаление старых кэш-файлов при переполнении кэш.

Для сохранения всех произведенных изменений кэша нажмите на кнопку .

Для отмены сделанных изменений щелкните кнопку .

Справку открывает кнопка .

Следует отметить, что операция ручного удаления кэш-файлов работает независимо от нажатия кнопок и .

Размер кэш памяти, требуемой для моделирования каждой конкретной EM структуры, приводится в окне EM Solver Information (Информация Решателя Электромагнитных задач) в секции Analysis Recommendations (Рекомендации по анализу). Получить информацию можно, дважды щелкнув на соответствующем объекте  дерева проекта, что приведет к открытию окна EM Solver Information Рис. 13.

 

Рис. 13. Окно информации о требуемых вычислительных ресурсах.

 

Добавление и изменение комментариев

Как уже говорилось, текстовый редактор  дает возможность вести пояснительную записку к проекту. Текстовая информация, в том числе комментарии, призванные облегчить работу с проектом других разработчиков или самого автора после длительного перерыва в работе с ним, основные даты создания проекта и внесения модернизаций в него, имена разработчиков, название подразделения и организации, цели создания данного проекта.

Окно текстового редактора открывают двойным щелчком на символе объекта  левой клавишей мыши. Можно открыть его, выделив символ  и нажав клавишу . На рабочем поле AWR_DE откроется окно текстового редактора, а меню команд и панель инструментов главного окна изменятся сообразно работе в текстовом редакторе.

Курсор мыши в окне блока комментариев принимает вид стандартного курсора текстового редактора (тонкая черты черная мерцающая, расположена вертикально).

Щелкните курсором в левом верхнем углу окна текстового редактора, чтоб активизировать окно редактора и начинайте ввод необходимого текста. Вводить можно на любом языке, переключая раскладку клавиатуры обычным образом.

В текстовом редакторе окна блока комментариев работают все способы форматирования текста, тип размер и цвет шрифта, выравнивание абзаца вправо влево и по центру, формирование маркированных списков, вставка графических объектов и т. д.

 

Начальные установки и изменение частот проекта

Проектирование радиоэлектронных средств основано на расчете частотных характеристик. Их вычисляют в отдельных точках или в диапазонах частот.

Различают две сетки частот глобальную и локальную. Глобальная сетка частот определяется одна для всего проекта. На каждую схему можно задать локальное множество частот.

Устанавливают значения частот в окне диалога, связанного с узлом Project Options (Параметры проекта).

Значения частот для сетки устанавливают в окне диалога, которое открывают двойным щелчком левой клавишей мыши на узле  для глобальной сетки. Можно открыть его другим способом: выделить узел  , нажать клавишу . Третьим способом можно щелкнуть правой клавишей на узле и выбрать команду из контекстного меню Рис. 14. Объект на Рис. 14 определяет вызов аналогичного окна для схемы, где задается локальная сетка частот.

 

Рис. 14. Контекстное меню схемы выделенной цепи.

На экран монитора будет выведено окно Project Options (Параметры Проекта) Рис. 15, в котором есть вкладка Frequency Range (Диапазон Частот).

Рис. 15. Диалог установки частот в окне параметров проекта.

В левой части в поле Current Range (Текущий Диапазон) показаны частоты текущей сетки частот, а в центральной области помещены средства изменения диапазона частот Modify Range (Изменение Диапазона).

Переключатель единицы измерения частоты установлен так, как указано глобальными настройками проекта в шаблоне.

Выбрать размерность частоты из списка можно нажатием кнопок счетчика. Он помещен в правом нижнем углу окна, имеет надпись Unit (Единицы Измерения).

Сетку частот для моделирования можно задавать разными способами: отдельными значениями или диапазонами.

Чтобы задать отдельную частоту установите флаг Single Point (Одна Точка) во включенное состояние, и в активное единственное поле ввода Point (Точка) введите значение частоты с учетом ее размерности, щелкните по кнопке Add (добавить) и затем нажмите кнопку (Применить).

Для добавления нескольких частот введите значение частоты с учетом ее размерности и еще раз нажмите кнопку . Так можно создать множество частот с произвольным расположением на оси частот.

Подобным образом можно удалять и заменять отдельные частоты, установив режимы либо Delete (Удалить), либо Replace (Заменить), ввести значение частоты и нажать кнопку , после чего сделанные изменения сразу же отобразятся в большом левом поле окна Current Range (Текущий Диапазон).

Для задания наборов частот диапазонами надо установить флаг Single Point в выключенное состояние, в результате станут активными три окна ввода Start (Старт), Stop (Конец) и Step (Шаг), ввести соответствующие значение частоты, включить режим добавления (флаг Add) и нажать кнопку .

Если необходимо добавить новый диапазон частот, то можно ввести новые значения частоты и нажать кнопку . В пределах диапазона изменение частоты может происходить как по линейному, так и по экспоненциальному закону.

Выбором закона изменения частоты в пределах диапазона управляют переключателем Linear (Линейный) или Exponential (Экспоненциальный). Он находится в области Sweep Type (Тип Свипирования).

Удалять и заменять можно отдельные диапазоны частот аналогично тому, как это делалось для одной частоты.

Можно исключить определенные частоты из текущего диапазона частот, выбрав отдельные точки стандартным методом Windows (удерживая клавишу или ) и нажимая кнопку (Удалить Выделенное).

После завершения всех операций надо нажать кнопку для пересылки всех сделанных изменений в проект, или необходимо нажать кнопку отмены , чтобы отказаться от сделанных выделений и изменений частот.

Вносить изменения в диапазон частот можно в процессе работы над проектом.

Для отдельных частей проекта (схем цепей и EM структур) можно задать собственные наборы частот анализа в окне диалога, которое можно вызвать из контекстного меню, например, схемы, как показано на Рис. 15.

Метод гармонического баланса требует специального задания частот и производится в окнах диалога конкретных схем. Эти окна можно открыть из контекстного меню, которое вызывают щелчком правой клавишей мыши на узле схемы в Менеджере проекта. Такой диалог относится к той схеме, из которой он вызван.

Можно использовать глобальные установки частоты для проекта, установить флаг Use Project Frequency (Использовать Частоты Проекта) Рис. 16.

 

Рис. 16. Включение или отключение режима индивидуального задания частот моделирования для схемы цепи.

Есть возможность задать локальную сетку частот, сняв отметку в поле Use Project Frequency (Использовать Частоты Проекта). Ввод данных о сетке частот полностью повторят ранее изложенные действия по определению глобальной сетки частот.

Другие уроки

Уроки AWR Microwave Office
Урок 4
Работа с редактором топологий. Настройка единиц измерения баз данных и размера сетки. Импорт библиотеки ячеек в формате GDSII. Импорт файлов S-параметров. Выбор условного обозначения элемента. Задание параметров подложки. Назначение конструкторских ячеек элементам схемы. Просмотр макета схемы и размещения элементов в нем. Создание собственных ячеек. Трассировка элемента MTRACE. Экспорт макета.
Урок 5
Моделирование EM структур. Создание электромагнитной структуры. Установка параметров Enclosure. Добавление проводников в слои структуры. Добавление межслойных переходов. Отображение структуры в 3D режиме. Добавление портов. Определение частот моделирования. Запуск электромагнитного симулятора. Отображение результатов на графике. Анимация тока и визуализация E-поля. Сохранение результатов проектирования.
Урок 2
Создание новой схемы. Добавление элементов на схему. Перемешение и поворот элементов. Соединение элементов. Редактирование значений параметров элементов. Добавление графика в проект. Выбор величин для расчета и графического представления. Анализ схемы. Форматирование графиков. Работа с тюнером.
Урок 6
Моделирование радиосистем средствами VSS. Размещение Блоков в функциональной схеме модели. Соединение блоков системы. Редактирование параметров блоков. Определение режимов имитатора системы. Создание графиков просмотра результатов. Процесс моделирования и анализ его результатов.