Tutorial de Electronics WORKBENCH

Tutorial de Electronics WORKBENCH (EWB) Versin 5.12 (Versin en Espaol)

Preparado por:

Aldo Ramiro Valdez Alvarado

Universidad Mayor de San Andrs Carrera de Informtica

1. Introduccin1.1. Qu es Electronics Workbench?

Electronics Workbench (EWB) o Banco de Trabajo de Electrnica, es un programa de simulacin de circuitos desarrollado por INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES LTD . Este programa cuenta con un completo laboratorio virtual que contiene los instrumentos ms comunes utilizados en la mayora de los laboratorios de diseo electrnico y lgico. A diferencia de otros simuladores la gran ventaja que tiene utilizar EWB es su gran facilidad de manejo. El programa tiene una interfaz grfica con el usuario que lo hace muy intuitivo, cmodo de usar y rpido de trabajar, lo que permite ahorrar tiempo. En general, la creacin del esquema y su simulacin precisan menos tiempo que el montaje real del circuito. En este tutorial se describir la versin 5.12 denominada Laboratorio Educativo. EWB permite simular todos los componentes e instrumentos necesarios para analizar, disear y verificar circuitos en reemplazo de los componentes e instrumentos reales. En resumen EWB permite crear esquemas de circuitos que luego se simularn, adems los resultados de estas simulaciones se muestran usando diferentes instrumentos de medida como en los laboratorios profesionales, tambin se puede desarrollar diseos y verificar circuitos antes de construirlos y probarlos fsicamente.

1.2.

Como iniciar EWB

Puede acceder al programa EWB, haciendo clic en el icono , ya sea en el administrador de programas de Windows o bien desde el acceso directo creado en el escritorio. Una vez iniciado el programa se abre la siguiente ventana:

Figura 1. Ventana de Inicio de EWB

Tutorial de Electronics WorkBench

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2. Partes Principales del EWBUna vez que se inicia el simulador, las partes bsicas que se observa en la pantalla inicial son la barra de mens, la barra de herramientas del circuito, la barra de herramientas de los componentes, el rea de trabajo o ventana del circuito, adems de los botones de inicio y fin de la simulacin, y el de pausa, tal como se puede observar en la siguiente figura:Barra de Mens Barra de Herramientas del circuito Botn de simulacin Botn de pausa

Barra de Herramientas de los componentes

rea de trabajo

Figura 2. Partes principales del EWB

2.1.

Barra de Mens.

Desde esta barra tenemos acceso a todas las acciones que se pueden realizar con los componentes. 2.1.1. Men archivo. Las opciones de este men estn relacionadas a la gestin de archivos que permite EWB. Estas opciones permiten crear un nuevo archivo de circuito con la opcin Nuevo (Ctrl+N), abrir uno existente con la opcin Abrir (Ctrl+O), as como guardar los cambios efectuados en un circuito con el mismo o con otro nombre usando las opciones Guardar (Ctrl+S) y Guardar Como... respectivamente, se hace notar que los archivos guardados tienen la extensin .EWB. Se debe recordar que este programa no puede contener abierto ms de un archivo a la vez por lo que si se abre o crea un archivo el actual ser cerrado convenientemente. Es posible tambin deshacer los cambios antes de guardar un archivo mediante la opcin Volver a lo guardado... Los comandos Importar y Exportar permiten importar o exportar los archivos creados al formato SPICE. La opcin Imprimir (Ctrl+P) muestra inicialmente una serie de opciones de impresin que permiten seleccionar la cantidad de informacin que se quiere enviar la impresora. De esta forma es posible no slo imprimir el circuito a simular si no el estado de la instrumentacin,


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descripciones, etc. La opcin Configurar impresin... inicia la dilogo habitual de Windows para seleccionar los parmetros de la impresora instalada en el equipo. La opcin Salir (Alt+F4) cierra el simulador. Por ltimo, la opcin Instalar... permite incorporar mdulos adicionales, nuevas bibliotecas de modelos, etc.

Figura 3. Opciones del men Archivo 2.1.2. Men Edicin. Este men tiene todas las opciones tpicas de Windows para trabajar con el portapapeles como cortar (Ctrl+X), copiar (Ctrl+C), pegar (Ctrl+V), eliminar (Del) y seleccionar todo (Ctrl+A). La opcin ms interesante de este men es Copiar como un mapa de bits que permite seleccionar un rea de la ventana del circuito y trasladarla al portapapeles en forma de imagen de bits. Lo que permitir usar dicha imagen en casi cualquier programa de tratamiento de imagen y texto en Windows como Wordpad, Paint, Word, etc.... La seleccin se inicia y finaliza pulsando el botn izquierdo del ratn, y arrastrando el puntero del ratn a travs de la zona que se desea copiar. Finalmente la opcin Mostrar Portapapeles permite abrir la aplicacin de Windows relacionada al visor de Portafolio.

Figura 4. Opciones del men Edicin


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2.1.3. Men Circuito. Dentro de este men encontraremos una serie de opciones tiles para la creacin y simulacin de circuitos. Pueden ser de utilidad los siguientes: Rotar (Ctrl+R). La mayora de los componentes pueden ser rotados para lograr la disposicin deseada en el rea de trabajo. Cada vez que se selecciona esta opcin el elemento seleccionado rota 90, en el sentido de las agujas del reloj. El smbolo de tierra no rota. Al rotar el semisumador solamente lo hacen sus terminales. Voltear horizontalmente. Permite que el componente seleccionado rote 180 horizontalmente. Esta funcin puede variar en funcin del componente seleccionado. Voltear verticalmente. Permite que el componente seleccionado rote 180 verticalmente. Esta funcin puede variar en funcin del componente seleccionado. Propiedades de componentes. Esta opcin permite visualizar un cuadro de dialogo de las propiedades del componente seleccionado, donde se puede introducir un rotulo al componente, se puede seleccionar los modelos que soporta el simulador para este componente, tambin se visualiza el estado de fallo del componente, y las opciones de pantalla disponibles. Crear un subcircuito (Ctrl+B). Nos permite combinar diversos componentes en un bloque, creando un nuevo circuito integrado. Para ello se selecciona los componentes deseados y se escoge esta opcin. Aparece un cuadro de dilogo que nos pedir el nombre que se desea darle y una serie de opciones que dan la posibilidad de eliminarlos de la zona de trabajo (Mover del circuito), dejarlos intactos (Copiar del circuito), o sustituirlos (Reemplazar en circuito). El subcircuito se coloca automticamente entre los componentes con un smbolo estndar, con las terminales situadas en el lugar donde se hallaban las lneas de conexin en el rea seleccionada. En todo momento se puede editar el contenido del subcircuito haciendo un Zoom (doble clic del ratn). Los subcircuitos pueden utilizarse como un componente ms. Para utilizarlos en futuras sesiones de trabajo se debe almacenarlos en la librera de componentes que los contiene, y cargarlos cuando se quieran utilizar. Aumentar (Ctrl++). Esta opcin permite aumentar el tamao de los componentes en el rea de trabajo. Reducir (Ctrl+-). Esta opcin permite reducir el tamao de los componentes en el rea de trabajo. Opciones esquemticas.Esta opcin muestra un cuadro de dialogo donde se modifican las opciones de visualizacin de la cuadricula, permite seleccionar que elementos de los componentes se van a mostrar u ocultar, el tipo y tamao de fuente que se utilizar, las opciones de cableado y recableado que se utilizarn, y finalmente las opciones de impresin deseados. Restricciones...(Ctrl+I).Esta opcin muestra un cuadro de dialogo donde se pueden configurar las opciones generales del circuito como la contrasea, opciones de los componentes, y los tipos de anlisis disponibles.


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Figura 5. Opciones del men Circuito 2.1.4. Men Anlisis. En esta opcin de la barra de mens, usted puede controlar la simulacin, analizar las salidas, configurar las opciones del anlisis, utilizar algunas opciones propias de la simulacin y presentar grficas, a continuacin describimos algunas opciones presentes en este men.

Activar (Ctrl+G). Esta opcin produce el mismo efecto que el interruptor de inicio de simulacin. Detener (Ctrl+T). Esta opcin detiene la simulacin en curso. Pausa (F9). Para momentneamente la simulacin. Opciones de anlisis.De manera global se configura aspectos relacionados a la corriente, la conductancia, las tolerancias, temperaturas, tiempos y lmites de la simulacin, adems de la manera en que se manejan los instrumentos presentes en la simulacin.

El resto de opciones presentes se usan para realizar el anlisis del diseo del circuito, utilizando diferentes mtodos, como la transformada de Fourier, Monte Carlo, y otras que permiten visualizar los datos obtenidos de la simulacin y los grficos relacionados a estos datos. Tambin es posible visualizar todos los datos y figuras generados por la simulacin utilizando los diferentes mtodos presentes, de acuerdo al diseo del circuito, para ello se selecciona la opcin Presentar Grficas. Se debe recordar, que las opciones de anlisis que tiene incorporado EWB dependen de los componentes y del diseo del circuito en el que se este trabajando, es decir, dependiendo de la situacin, no todas las opciones pueden estar disponibles para realizar el anlisis.


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Figura 6. Opciones del men Anlisis 2.1.5. Men Ventana. Las opciones del men Ventana permiten Organizar (Ctrl+W) la ventana del Circuito, donde se realiza el diseo del circuito con los componentes adecuados; o la ventana de la Descripcin (Ctrl+D), donde se puede describir o explicar el diseo realizado. Se debe recordar tambin que no se puede tener abiertas varias ventanas de circuitos a la vez, si no que solo se abren de a una.

Figura 7. Opciones del men Ventana 2.1.6. Men Ayuda. Este men tiene todas las opciones tpicas de Windows para proporcionar Ayuda (F1) sobre los elementos de EWB, as como tambin se tiene un ndice de la Ayuda, adems se puede visualizar las novedades que presenta esta nueva versin con Abrir notas de la versin, y por ltimo se visualiza los derechos de autor de EWB con Acerca de Electronics Workbench.


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Figura 8. Opciones del men Ayuda

2.2.

Barra de Herramientas del Circuito.

La barra de herramientas del circuito muestra los iconos de algunas de las operaciones mas usadas en el diseo de circuitos, es decir, en esta se encuentran algunos atajos o accesos directos a opciones de la barra de mens que se usan usualmente.

Figura 9. Barra de herramientas del circuito A continuacin se describe cada uno de estos iconos agrupados de acuerdo a la opcin a la que pertenecen en la barra de mens 2.2.1. Archivo Nuevo Abrir Guardar Imprimir 2.2.2. Edicin Cortar Copiar Pegar 2.2.3. Circuito Rotar Voltear horizontalmente


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Voltear verticalmente Crear un subcircuito Propiedades del componente Reducir Aumentar Factor de escala 2.2.4. Anlisis Presentar grficas 2.2.5. Ayuda Ayuda

2.3.

Barra de Herramientas de los Componentes.

La barra de herramientas de los componentes muestra todos los componentes elctricos, electrnicos, digitales y otros de utilidad que tiene incorporados EWB.

Figura 10. Barra de herramientas de los componentes A continuacin se muestran los grupos de componentes que tiene esta barra: Favoritos Fuentes Bsico Diodos Transistores Circuitos Integrados Analgicos Circuitos Integrados Mixtos Circuitos Integrados Digitales Compuertas lgicas


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Digital Indicadores Controles Heterogneas Instrumentos Se debe usar el botn derecho sobre cualquier componente para incluirlo en el componente de favoritos. A continuacin 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 corriente controlada por corriente Fuente de voltaje +Vcc Fuente de voltaje +Vdd Reloj


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

Figura 12. Componentes del grupo Bsico Los componentes de este grupo son los siguientes: Conector Resistencia Capacitor Inductor Transformador Relevador Interruptor Interruptor de retraso


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Interruptor controlado por voltaje Interruptor controlado por corriente Resistencia de elevacin (pull up) Potencimetro Paquete de resistencia Interruptor analgico controlado por voltaje Capacitor polarizado Capacitor variable Inductor variable Bobina sin ncleo Ncleo magntico 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 Diodo de Shockley Rectificador controlado por Silicio Diac Triac


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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 reduccin de tres terminales P-MOSFET de reduccin de tres terminales N-MOSFET de reduccin de cuatro terminales P-MOSFET de reduccin de cuatro terminales N-MOSFET de amplificacin de tres terminales P-MOSFET de amplificacin de tres terminales N-MOSFET de amplificacin de cuatro terminales P-MOSFET de amplificacin de cuatro terminales Canal negativo GaAsFET Canal positivo GaAsFET 2.3.5. Circuitos Integrados Analgicos Al hacer clic sobre el grupo Circuitos Integrados Analgicos se visualiza la siguiente ventana.

Figura 15. Componentes del grupo Circuitos Integrados Analgicos


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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 ventana.

Figura 16. Componentes del grupo Circuitos Integrados Mixtos Los componentes de este grupo son los siguientes: Convertidor de analgico a digital Convertidor Analgico-Digital (I) Convertidor de digital a analgico Multivibrador monoestable Temporizador 555 2.3.7. Circuitos Integrados Digitales Al hacer clic sobre el grupo Circuitos Integrados Digitales se visualiza la siguiente ventana.

Figura 17. Componentes del grupo Circuitos Integrados Digitales Los componentes de este grupo son los siguientes:


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Plantilla 74xx Plantilla 74xx Plantilla 742xx Plantilla 743xx Plantilla 744xx Plantilla 4xxx 2.3.8. Compuertas Lgicas Al hacer clic sobre el grupo Compuertas Lgicas se visualiza la siguiente ventana.

Figura 18. Componentes del grupo Compuertas Lgicas 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 Inversor Schmitt-disparado Compuertas AND Compuertas OR Compuertas NAND


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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 asincrnicas de alta actividad Flip-flop JK con entradas asincrnicas de baja actividad Flip-flop D Flip-flop D con entradas asincrnicas de baja actividad Multiplexores Demultiplexores Codificadores Aritmtica Contadores Registros de desplazamiento Flip-flops


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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: Voltmetro Ampermetro Bulbo Sonda roja Visualizador de siete segmentos Visualizador de siete segmentos codificado Zumbador Pantalla de grfico de barras Pantalla de grfico 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: Derivador o diferenciador de voltaje Integrador de voltaje Bloque de ganancia de voltaje


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Bloque de funcin de transferencia Multiplicador Divisor Sumador triple de voltaje Limitador de voltaje Delimitador controlado por voltaje Bloque delimitador de corriente Bloque de histresis de voltaje Bloque de rapidez de respuesta de voltaje 2.3.12. Heterogneas Al hacer clic sobre el grupo Heterogneas se visualiza la siguiente ventana.

Figura 22. Componentes del grupo Heterogneas Los componentes de este grupo son los siguientes: Fusible Escribir datos Componente de lista anidada Lnea de transmisin con perdida Lnea de transmisin sin perdida Cristal Motor de corriente directa Tubo de vaco triodo (triode) Convertidor (elevador) de impulso (boost) Convertidor (reductor) Buck Convertidor de impulso Buck (Buck-Boost)


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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: Multmetro Generador de funciones Osciloscopio Trazador de Bode Generador de palabras Analizador lgico Convertidor lgico

2.4.

rea de Trabajo.

El rea de trabajo o la ventana del circuito, es el espacio donde se disea los circuitos, es decir se arrastra los componentes a esta rea para realizar el diseo y/o la simulacin

Figura 24. rea de trabajo


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2.5.

Botones de Simulacin y Pausa.

Los botones de simulacin y de pausa, permiten iniciar, detener o pausar la simulacin en curso.

Figura 25. Botones de Simulacin y de Pausa


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