Реферат: Просмотр и обработка результатов моделирования в программном пакете MicroCAP-7
Y_Range(Y_expr,Boolean_expr,N,X_low,X_high) — определяет диапазон изменения переменной Y_expr 2-х точек графика в которых абсцисса принимает заданные значения X_low, X_high. Сначала она находит точки графика которые имеют абсциссы X_Low и X_High. Затем исследуются все точки внутри диапазона X_Low…X_High и ищутся с наибольшим и наименьшим значением переменной Y_expr (В эти точки и помещаются курсоры в режиме CursorMode). Разность между найденными ординатами и возвращается как значение функции Y_range. Функция может использоваться для измерения пульсаций АЧХ фильтра. Slope(Y_expr,Boolean_expr,N,X_value) — Вычисляет производную функции Y_expr в окрестности точки с абсциссой X_value. Курсоры помещаются в точку с абсциссой X_value и ближайшую к ней точку (отстоящую на шаг расчета). Затем разность ординат указанных точек делится на разность абсцисс и полученная величина возвращается как значение функции Slope.
PhaseMargin(Y_expr) — вычисляет запас по фазе графика частотной характеристики Y_expr. При этом заранее должны быть построены графики dB(Y_expr) и PHASE(Y_expr). Данная функция доступна только из AC анализа.
6. Вывод графиков характеристик в режиме Probe
Характерная особенность программы MicroCap, отличающая ее от других программ типа PSpice — построение графиков не после окончания всех расчетов, а в процессе моделирования. Такая особенность пакета позволяет прервать моделирование при обнаружении явно ошибочных результатов. Однако такой метод имеет и недостаток, связанный с необходимостью до начала моделирования перечислять имена переменных, выводимых на график, и их масштабы. Для построения графиков других переменных необходимо повторить моделирование. Поэтому в программе МС7 предусмотрен специальный режим Probe для создания файла данных, в который заносятся потенциалы всех узлов схемы, что позволяет после завершения моделирования построить график любой переменной. Просмотр графиков в режиме Probe производится в следующем порядке.
В меню команды Analysis выбирается один из видов анализа и заполняются все графы окна Analysis Limits, обращая особое внимание на задание пределов изменения независимой переменной (времени, частоты и т. п.). Далее в меню команды Analysis выбирается режим Probe с тем же видом анализа: Probe Transient, Probe AC, Probe DC. В этом режиме экран делится на две части. Справа размещается окно с изображением схемы, а слева окно построения графиков характеристик. При этом содержание строки команд изменяется. В меню команды Probe выбирается строка New run для выполнения моделирования, все результаты которого (узловые потенциалы аналоговых узлов и токи ветвей с индуктивностями, логические состояния цифровых узлов) заносятся в дисковый файл, что позволяет вывести на экран график любой характеристики. При этом если в режиме статистического анализа Monte Carlo указано количество реализаций n>1, то все равно будет доступна только первая реализация при номинальных значениях параметров. Далее курсором на схеме указывается узел схемы, вывод компонента или сам компонент (указывать промежуточные точки цепей нельзя) — в левой части экрана немедленно вычерчивается его характеристика. Тип переменных, откладываемых по осям графиков, предварительно выбирается в пунктах меню Vertical, Horizontal. Если при этом в окне не видна нужная часть схемы, то окно схемы можно открыть полностью. После выбора нужного узла окно схемы минимизируется и вновь появляется окно графиков с нанесенной новой характеристикой. Перед работой в режиме Probe рекомендуется пометить номера узлов схемы, выбрав щелчком на пиктограмме режим Node numbers, чтобы легко идентифицировать графики результатов.
Описание всех команд режима Probe приведено в табл. 2.
Таблица 2. Описание команд режима Probe
Команда | Назначение |
Меню Probe | |
New Run (F2) | Выполнение нового моделирования. |
Delete Plots... | Удаление графиков переменных, имена которых указываются дополнительно |
Delete All (Ctrl+F9) | Удаление графиков всех переменных |
Separate Analog and Digital | Размещение графиков аналоговых и цифровых переменных в разных окнах |
One Trace | Построение только одного графика |
Many Traces | Построение нескольких графиков |
Save All | Сохранение всех переменных. Используется при построении графиков заряда, магнитного потока, емкости, индуктивности, магнитной индукции и напряженности магнитного поля и др. (бледный шрифт в левой колонке) |
Save V and l Only | Сохранение значений отсчетов времени, логических состояний цифровых узлов, напряжений и токов |
Plot Group (1...9) | Фиксирование группы графиков для выбора следующего графика при нанесении надписей |
Exit Probe (F3) | Завершение режима Probe и возвращение в окно схем |
Меню Vertical и Horizontal | |
Анализ переходных процессов — Transient Analysis | |
Voltage | Построение узлового потенциала или логического состояния выбранного узла или напряжения на 2-полюсном компоненте при указании курсором на этот компонент. Если курсор размещен между двух выводов многополюсного компонента, выводится график разности напряжений |
Current | Ток двухполюсного компонента или ток, втекающий в вывод 3- или 4-полюсного активного компонента |
Energy | Энергия указанного компонента |
Power | Мощность указанного компонента |
Resistance | Сопротивление указанного резистора |
Charge | Заряд указанного конденсатора или внутренняя емкость между выводами полупроводникового прибора |
Capacitance | Емкость, ассоциированная с зарядом указанного компонента |
Flux | Магнитный поток через индуктивность |
Inductance | Индуктивность, ассоциированная с магнитным потоком |
В Field | Магнитная индукция |
H Field | Напряженность магнитного поля |
Time | Текущее время |
Linear | Линейная шкала |
Log | Логарифмическая шкала |
Анализ частотных характеристик — AC Analysis | |
Voltage | Комплексная амплитуда потенциала узла при указании курсором узла или напряжения на 2-полюсном компоненте при указании курсором на этот компонент. Если курсор размещен между двух выводов многополюсного компонента, рассчитывается комплексная амплитуда разности напряжений |
Current | Комплексная амплитуда тока двухполюсного компонента или тока, втекающего в вывод 3- или 4-полюсного активного компонента |
Inoise | Корень квадратный из спектральной плотности шума, приведенного ко входу схемы, указанному в строке Noise Input окна Analysis Limits (независимо от точки расположения курсора) |
Onoise | Корень квадратный из спектральной плотности выходного шума, указанного в строке Noise Output окна Analysis Limits (независимо от точки расположения курсора) |
Frequency | Отсчеты частоты в заданных пределах |
Magnitude (dB) | Построение модуля выбранной переменной |
Phase | Построение фазы выбранной переменной |
Group Delay | Построение группового времени запаздывания выбранной переменной |
Real Part | Построение действительной части выбранной переменной |
Imag Part | Построение мнимой части выбранной переменной |
Linear | Линейная шкала |
Log | Логарифмическая шкала |
Анализ передаточных функций — DC Analysis | |
Voltage | Потенциал или логическое состояние выбранного узла. Напряжение на 2-полюсном компоненте при указании курсором на этот компонент. Если курсор размещен между двух выводов многополюсного компонента, выводится график разности напряжений |
Current | Логическое состояние выбранного цифрового узла. Ток двухполюсного компонента или ток, втекающий в вывод 3- или 4-полюсного активного компонента |
Linear | Линейная шкала |
Log | Логарифмическая шкала |
Пример использования режима анализа PROBETRANSIENT см. в схемном файле AD16 из каталога PROBE.
Из недостатков режима Probe отметим недоступность многих команд электронной обработки графиков Scope и невозможность изображения логических состояний шин в цифровых устройствах.
Заключение
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).
Список литературы
1. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. – Москва, "Солон", 1997. – 273 с. 621.3 Р17 /1997 – 1 аб, 3 чз
2. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. – Москва, "Солон", 1999. 004 Р-17 /2003 – 1 аб/ 2000 – 11 аб
3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение.— Москва: Солон-Р, 2001. – 726 с. 004 K23/ 10 аб, 5 чз.
4. Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086