Навигация
Вывод графиков характеристик в режиме Probe
58179
знаков
1
таблица
19
изображений
10. Вывод графиков характеристик в режиме Probe
Программа МС8 производит построение графиков в режимах Transient, AC и DC непосредственно в процессе моделирования. При решении простых задач построение и отображение на экране дисплея графиков происходит практически мгновенно. При анализе достаточно сложных схем процесс построения графиков может занимать продолжительное время. В случае изменения задания на моделирование, т.е. для построения графиков других переменных, необходимо до начала расчетов перечислить имена этих переменных и задать их масштабы. Далее программа MC8 по команде Run повторит моделирование, затрачивая на это определенное время.
Режим Probe позволяет не только упростить процесс моделирования, но и придать ему определенную динамику. В режиме Probe программа МС8 создает файл данных, в который заносятся потенциалы всех узлов схемы, что и позволяет по завершению моделирования оперативно построить график любой переменной. Схемотехническое моделирование в режиме Probe производится в следующем порядке.
После построения (или вызова в рабочее окно) схемы в меню Analysis выбирается один из видов анализа (Transient, AC или DC) и заполняются все графы окна Analysis Limits. Далее в меню Analysis выбирается режим Probe с тем же видом анализа: Probe Transient, Probe AC или Probe DC. При этом экран делится на две части – окно схемы и окно графиков (рис. 17). Меняется и содержание меню команд, появляются новые разделы меню: Probe, Vertical и Horizontal.
Для выполнения моделирования в меню команды Probe выбирается строка New run (или пиктограмма 
в строке инструментов). Затем в разделах Vertical и Horizontal необходимо выбрать тип переменных (напряжение, ток, заряд, время и т.д.), откладываемых по осям Y и X, а на схеме щелчком курсора указать узел схемы, вывод компонента или сам компонент. В результате в графическом окне немедленно вычерчивается график соответствующей характеристики. Для очистки окна графиков и выполнения нового моделирования достаточно щелкнуть курсором по пиктограмме .
Рис. 17
На рис. 17 показаны полученные в режиме Probe Transient графики изменения падения напряжения на резисторе V(R1), индуктивности V(L1) и конденсаторе V(C1), а также график входного воздействия, вырабатываемого генератором импульсного сигнала V1. При построении этих графиков (в одном графическом окне) в исследуемой схеме (рис. 17) с помощью курсора последовательно были выбраны следующие компоненты: R1, L1, C1 и V1.
Программа МС в режиме Probe позволяет построить графики и других зависимостей, нехарактерных для выбранного режима анализа. Тип переменных, откладываемых при моделировании по оси Y и X, можно предварительно указать в разделах меню Vertical и Horizontal. Если, например, при исследовании схемы (рис. 17) в режиме Probe Transient по оси Y будем откладывать напряжение, а по оси X – ток, то при выборе на схеме компонента L1 можно получить диаграмму (годограф), показывающую взаимосвязь между током I(L1) и напряжением.
Рис. 18
V(L1) во время переходного процесса. Годограф (рис. 18) построен на интервале времени 0…1 мкс, заданном для анализа переходных процессов в режиме Transient.
Если в режиме Probe нужная часть схемы не видна, то окно схемы можно открыть полностью. После выбора нужного компонента или узла окно схемы минимизируется и вновь появляется окно графиков с нанесенной новой характеристикой.
11. Просмотр и обработка результатов моделирования
После завершения моделирования полученные графики характеристик схемы могут быть подвергнуты дальнейшей обработке. Дополнительная обработка заключается в изменении характера оформления графиков и нанесении необходимой текстовой информации, в измерении параметров полученных сигналов и определении координат особых точек графиков и т.д. Средства отображения, просмотра, обработки сигналов и нанесения надписей на графики сгруппированы в виде команд в отдельные разделы меню. Большинство команд доступны для пользователя в виде пиктограмм, которые можно ввести в окно результатов моделирования, воспользовавшись закладкой Tool Bar в диалоговом окне Properties. Ниже рассматриваются некоторые режимы обработки графиков.
Графики функций строятся в графических окнах, и активным является то окно, в котором щелчком курсора выбрано имя одного из графиков (помечается подчеркиванием). Масштаб выделенных графиков можно менять с помощью команд Windows>Zoom-In (Zoom-Out) (пиктограммы 
) или произвести автоматическое масштабирование графиков так, чтобы они заняли все окно (команда Scope>Auto Scale или клавиша F6). Выделенные графики можно панорамировать, т.е. перемещать окно графика без изменения масштаба изображения с помощью клавиатуры (Ctrl+<клавиша стрелок>) или с помощью мыши (щелчок и буксировка правой кнопкой мыши). Восстановление всех графиков в масштабе, указанном в окне Analysis Limits, осуществляется выбором команды Scope>Restore Limit Scales или комбинацией клавиш Ctrl+Home.
Окно Properties вызывается двойным щелчком курсора в поле графиков, а также с помощью пиктограммы 
или клавиши F10. Окно содержит разделы (закладки) редактирования и оформления графиков (цвет и толщина линий, размер и стиль шрифта и др.).
Команды, сгруппированные в разделе Options>Mode, позволяют реализовать следующие операции:
Scale (F7) – вывод в графическое окно части графика, заключенного курсором мыши в рамку;
Cursor (F8) – режим электронного курсора для считывания координат одной или двух точек на графике, имя переменной которого подчеркнуто;
Point Tag – нанесение на график значений координат X, Y выбранной точки;
Horizontal Tag – нанесение расстояния по горизонтали между двумя выбранными точками графика;
Vertical Tag - нанесение расстояния по вертикали между двумя выбранными точками графика;
Text – ввод текста с привязкой к графикам в абсолютных и относительных координатах.
В режиме электронного курсора (
) в окне графиков появляются изображения двух вертикальных пунктирных линий, перемещаемых в определенные точки графиков буксировкой правой и левой кнопками мыши. Курсоры привязываются к графикам, имена которых выбраны щелчком курсора. Ниже каждого графического окна размещается таблица значений переменных (включая независимую переменную, откладываемую по оси X). В колонках таблицы располагается информация:
- имя переменной;
- Left – значение переменной, помеченной левым курсором;
- Right – значение переменной, помеченной правым курсором;
- Delta – разность значений координат курсора;
- Slope – тангенс угла наклона прямой, соединяющей два курсора.
Перемещение левого курсора между несколькими графиками в режиме Stepping выполняется нажатием клавиш ↑‚ ↓, а правого курсора – комбинацией клавиш Shift +↑‚ (↓).
Большинство команд управления электронным курсором и оформления графиков располагаются в меню Scope. Команды группы View меняют характер отображения информации в графических окнах:
Data Point – отображение на графиках расчетных точек;
Tokens – нанесение на графики специальных знаков для облегчения их распознавания;
Ruler – нанесение разметки координатных осей вместо изображения сетки;
Plus Mark – замена изображения сетки знаками «+»;
Horizontal Axis Grids – нанесение сетки по горизонтальной оси;
Vertical Axis Grids – нанесение сетки по вертикальной оси;
Minor Log Grids – нанесение мелкой логарифмической сетки на всех осях координат, размеченных в логарифмическом масштабе;
Baseline – нанесение нулевой сетки на выбранный график;
Horizontal Cursor – проведение горизонтальной линии через точку пересечения электронного курсора с графиком.
Команды группы Trackers управляют изображением координат на графиках в режиме электронного курсора (Cursor Mode):
Cursor (Ctrl+Shift+C) – включение/выключение координат точки пересечения вертикальных курсоров с графиком;
Cursor: Branch Info – к координатам точки пересечения курсора с графиком добавляется значение параметров, при которых этот график получен (в режимеStepping);
Intercept (Ctrl+I) – включение/выключение индикации координат точек пересечения вертикальных курсоров с графиком на осях координат;
Mouse (Ctrl+M) – включение/выключение координат курсора мыши.
Команды из раздела Cursor Functions перемещают курсор к характерным точкам выбранного графика в режиме Cursor Mode:
Next Simulation Data Point – перемещение курсора к следующей расчетной точке графика (при нажатии на пиктограмму);
Next Interpolation Data Point – перемещение курсора к следующей интерполированной точке графика;
Peak – перемещение курсора к следующему пику, расположенному слева или справа от текущего положения курсора;
Valley – перемещение курсора к следующей впадине, расположенной слева или справа от текущего положения курсора;
High – перемещение курсора к наиболее высокой точке графика;
Low – перемещение курсора к наиболее низкой точке графика;
Inflection – перемещение курсора к следующей точке перегиба;
Global High – перемещение курсора к наиболее высокой точке семейства графиков (например, в режиме Stepping);
Global Low – перемещение курсора к наиболее низкой точке семейства графиков;
Top (Alt+Home) – активизация графика, расположенного сверху;
Bottom (Alt+End) – активизация графика, расположенного снизу.
Перемещение курсоров влево или вправо при выполнении перечисленных выше команд выполняется нажатием клавиш ←‚ → (для левого курсора) или комбинацией клавиш Shift+←‚ (→) для правого курсора.
Остальные команды меню Scope не имеют четкого деления на разделы, но не менее полезны при анализе графиков:
Label Branches – вывод параметров графиков в графическое окно при многовариантном анализе;
Label Time (Frequency) Point – вывод на график функции метки с заданным временем (частотой) в режиме Transient (AC);
Animate Options – открытие диалогового окна для задания параметров анимации;
Normalize at Cursor (Minimum or Maximum) – нормирование выбранного графика путем деления всех его ординат Y на значение ординаты Y точки графика, отмеченного курсором или деление ординат Y на минимальное (максимальное) значение функции;
Go to X (Shift+Ctrl+X) – перемещение выбранного электронного курсора в точку с заданной координатой по оси X;
Go to Y (Shift+Ctrl+Y) – перемещение выбранного электронного курсора в ближайшую точку с заданной координатой по оси Y;
Go to Performance – открытие диалогового окна для выбора специальных функций, которые используются для указания и измерения некоторых характеристик построенных графиков;
Go to Branch – переход к указанной реализации многовариантного анализа;
Tag Left Cursor – нанесение на график координат левого курсора;
Tag Right Cursor – нанесение на график координат правого курсора;
Tag Horizontal – нанесение на график размерных линий между точками графика, отмеченными левым и правым курсорами и указания расстояния между ними по горизонтали;
Tag Vertical - нанесение на график размерных линий между точками графика, отмеченными левым и правым курсорами и указания расстояния между ними по вертикали;
Align Cursors – синхронное перемещение курсора и считывание координат всех графиков, расположенных во всех графических окнах;
Keep Cursors on Same Branch – перемещение левого и правого курсоров по одному и тому же графику результатов многовариантного анализа;
Same Y Scales – построение всех графиков в одном графическом окне с общей осью Y для этих графиков;
Thumb Nail Plot – вывод изображения выбранных графиков в отдельном окне в мелком масштабе.
Среди приведенных выше команд особый интерес представляет команда Go to Performance ( ), при вызове которой открывается диалоговое окно, показанное на рис. 19.
Рис. 19
На закладке Performance имеется группа специальных функций (Function), перечень которых (более двадцати наименований) открывается левой кнопкой 
. Правая кнопка открывает список выражений (Expression), заданных при моделировании схемы в одном из режимов анализа. На рис. 19 в качестве такого выражения выбрано напряжение на конденсаторе V(C1), заданное при анализе переходных процессов в схеме рис. 2. Анализирующей функцией в рассматриваемом примере является функция Rise_Time, позволяющая измерить длительность (DX) положительного фронта импульса по уровням Low и High. Уровни можно задать вручную или выбрать стандартные (при подобных измерениях), воспользовавшись клавишей Default Parameters. После нажатия на кнопку Go To результат измерений появляется в окне (см. рис. 19). Функции раздела Performance позволяют достаточно просто осуществить и другие измерения (определить точки максимума или минимума, вычислить разности координат по осям X и Y между двумя точками графика и т.д.). Причем каждая функция измерения характеристик графиков снабжена диаграммой, поясняющей процесс измерения, и поэтому не требует дополнительных коментариев.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Программа Micro-Cap 8 поставляется с большим количеством примеров, размещенных в меню Help и в каталоге MC8\DATA. Эти примеры, доступные и в демонстрационной версии MC8 DEMO, полезно просмотреть в процессе освоения программы и использовать в качестве справочного материала при составлении собственных схем.
Рассмотренные выше методы схемотехнического проектирования и моделирования в основном касаются вопросов анализа аналоговых электронных схем. Программа MC8 (как и предыдущие версии) позволяет моделировать не только аналоговые, но и цифровые устройства (включая смешенные аналого-цифровые схемы). Некоторые рассмотренные выше режимы анализа (например, расчет переходных процессов или передаточных функций по постоянному току) вполне применимы к цифровым устройствам. Однако схемотехническое моделирование цифровых устройств имеет определенную специфику и требует специального рассмотрения.
Перечисленные достоинства делают пакет программ MicroCAP-7 весьма привлекательным для моделирования электронных устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и способность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать этот пакет в учебном процессе. В данной работе рассмотрены лишь основные сведения, необходимые для начала работы с пакетом и анализа большинства электронных схем, изучаемых в специальных дисциплинах и используемых при курсовом и дипломном проектировании. В случае необходимости дополнительные (и более подробные) сведения могут быть получены из встроенной подсказки системы (вызывается клавишей <F1> или через меню HELP/Contens).
Другие возможности программы MC8 (построение трехмерных графиков, анимация, подготовка файлов для переноса схемы на печатную плату) так же полезны не только для инженерной практики, но и при использовании пакета в учебном процессе.
Библиографический список
1. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 368 с.
2. Кардашев Г.А. Виртуальная электроника. Компьютерное моделирование аналоговых устройств. – М.: Горячая линия-Телеком, 2002. 260 с.
3. Кардашев Г.А. Цифровая электроника на персональном компьютере. - М.: Горячая линия-Телеком, 2003. 311 с.
4. Разевиг В.Д. Система моделирования Micro-Cap 6. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001. — 344 с., ил.
5. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. – Москва, «Солон», 1999. 004 Р-17 /2003 – 1 аб/ 2000 – 11 аб, 5 чз
6. Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086
Похожие работы
... программы MC8.exe производится обычным способом, т.е. двойным щелчком мыши по пиктограмме (ярлыку). 2. Интерфейс программы Micro-Cap В системе МС8 используется стандартный многооконный графический интерфейс с ниспадающими и разворачивающимися меню. При запуске МС8 появляется основное рабочее окно программы, изображенное на рис. 1.1. На этом же рисунке отмечены некоторые элементы интерфейса. ...
... катушек индуктивности, расположенных на линейном сердечнике (K). Еще один способ задания трансформатора — в виде схемы–макромодели, содержащей магнитосвязанные индуктивности. Так в программном пакете имеется встроенная модель двухобмоточного трансформатора со средней точкой Component/Analog Primitives/Macros/Centap. Все 3 способa задания трансформатора в схеме для моделирования иллюстрирует ...
... будут производиться выборки сигнала. На это же время происходит и запоминание выборки. Значение этого атрибута принимается во внимание при анализе, если поле атрибута SAMPLE EXPRESSION не заполнено. Примеры работы устройства выборки-хранения см. в схемных файлах SAMPLE AND HOLD_01… SAMPLE AND HOLD_04 из каталога COMPONENTSMISC. 1.5 Стрелки (Arrow) и контакты (Bubble) Если в графе Definition ...
... . Результаты моделирования можно просматривать на экране монитора и распечатывать на принтере. В данном расчетно-графическом задании виртуальная гибридная вычислительная машина будет использована в качестве вычислительного инструмента для решения краевых задач методами математического и аналогового моделирования, с целью демонстрации возможностей аналоговых устройств для исследования физических ...
0 комментариев