Из недостатков режимаProbe отметим недоступность многих команд электронной обработки графиков Scope и невозможность изображения логических состояний шин в цифровых устройствах.

24.10 Измерительные приборы в моделировании

Для исследования работы электрических схем разработаны пакеты, имитирую-

щие работу измерительных приборов. Одним из распространённых в нашей стране ППМ такого класса является пакет Electronics WorkBench. Он предоставляет поль-

зователю возможность имитировать работу с различными классами измерительных приборов. Осциллограф (Oscilloscope) – прибор для наблюдения электрических сиг-

налов во времени. Исследуемый сигнал подаётся на вход канала вертикального уси-

ления (вход Y), а сам прибор автоматически выполняет развёртку во времени – дви-

жение светящейся точки по горизонтали экрана прибора. На экране возникает изо-

бражение сигнала в декартовой системе координат (время–напряжение).

Команда Circuit/Component Properties предназначена для изменения свойств выбранного компонента. Также выводится при двойном нажатии на пиктограмме компонента. При вызове с помощью всплывающего меню, после нажатия правой кнопкой мыши, назначаются заданные по умолчанию свойства для всех выбранных компонентов, впоследствии используемых в этой схеме. Это не воздействует на уже размещенные компоненты.

При выполнении команды открывается диалоговое окноCircuit/Component Properties, закладки которого зависят от типа выбранного компонента.

6) Подменю Analysis/Distortion - команда выполняет анализ нелинейных ис-

кажений.

7)Подменю Analysis/Parameter Sweep - команда выполняет анализ в режиме изменения параметра в диапазоне (например, генератор качающейся частоты).

8)Подменю Analysis/Temperature Sweep - команда выполняет анализ в тем-

пературных диапазонах.

9)Подменю Analysis/Pole-Zero - команда выполняет анализ устойчивости

схемы.

10)Подменю Analysis/Transfer Function - команда выполняет анализ пере-

даточных функций.

11)Подменю Analysis/Sensitivity - команда выполняет анализ чувствитель-

ности схемы.

12)Подменю Analysis/Worst Case - команда выполняет анализ для наихуд-

шего случая.

13) Подменю Analysis/Monte Carlo - команда выполняет анализ с учетом разброса параметров элементов.

14)Подменю Analysis/Display Graph - команда выводит графические ре-

зультаты анализа.

Для проведения анализа можно изменять номиналы элементов, выводить и на-

страивать органы управления приборов. Можно просмотреть осциллограмму в цепи.

Для этого нужно вывести окно терминала осциллографа двойным нажатием на ком-

поненте Oscilloscope. Вид панели осциллографа представлен на рисунке 24.10.

При использовании осциллографа вElectronics Workbench есть возможность просмотра сигнала на протяжении всего времени моделирования. Для этого можно воспользоваться кнопкой Expand и воспользоваться полосами прокрутки изображе-

ния, а чтобы перевести панель в нормальный режим, используется кнопка Reduce.

Рисунок 24.10 - Вид нормальной панели осциллографа Electronics Workbench

Вид расширенной панели осциллографа показан на рисунке 24.11.

Для изучения свойств цепи можно изменить сигнал на ее входе. Для этого нуж-

но вывести при помощи двойного нажатия кнопкой мыши на компоненте на экран панель генератора импульсов. Ее вид представлен на рисунке 24.12.

При помощи генератора импульсов можно формировать три вида сигналов: си-

нусоидальный, пилообразный и прямоугольный. Для перевода генератора в нужный режим требуется нажать соответствующую кнопку на панели. Также можно изме-

нить другие параметры – частоту и амплитуду сигнала.

Перед изменением каких-либо параметров следует отключать источники пита-

ния схемы, иначе возможно получение неверных результатов.

24.11 Модели других компонентов

Некоторые компоненты электрических цепей не представлены в популярной литературе, но применяются в учебном процессе в самостоятельной работе студента

(расчётно-графические работы, курсовые и дипломные проекты, и т.д.). Можно вос-

пользоваться источником [13].

Встроенные модели элементов ППМ, характеризуемые малым количеством па-

раметров: эти параметры указывают на схеме в виде атрибутов(резистор, конденса-

тор, индуктивность и т.п.). Сложные модели с большим числом параметров заносят-

ся в библиотеки моделей.

Макромодель компаратора напряжения. Это дифференциальный каскад по входу и выходной каскад на БПТ с открытым коллектором. Существуют два вида компараторов: со средней точкой, подключённой к "земле"; с несимметричным вы-

ходным каскадом, когда средняя точка подключается к источнику отрицательного питания.

Модель кварцевого резонатора. Эквивалентная схема представлена как коле-

бательный контур третьего рода: это последовательный колебательный контур с со-

противлением потерь, а параллельно этому контуру подключена ёмкость выводов резонатора. За счёт этого моделируется как последовательный, так и параллельный резонанс. Ниже приведён пример эквивалентных параметров кварцевого резонатора:

-тип: РГ-05 для диапазона частот 5-30 МГц (параметры ниже для резонансной частоты f0 = 5 МГц);

-добротность Q: 120 000;

-сопротивление кварца rК: 25 Ом;

-ёмкость выводов С0: 5 пФ;

-индуктивность кварца LК: 0,0955 Гн;

-ёмкость кварца СК: 0,010 61 пФ.

Можно определять:

Линия передачи (Transmission line). Линия передач без потерь при расчёте во времени (переходных процессов) выполняет роль линии задержки, а при расчёте ча-

стотных характеристик представляет собой безынерционное звено. Для линии пере-

дач с потерями аналитически рассчитывается комплексный коэффициент передачи линии. Модель линии передачи характеризуется параметрами, указанными в таблице 5.1.

Ключ (Switch). Наиболее часто используются ключи, управляемые разно-

стью потенциалов (напряжением). Его формат в схемном режиме:

атрибут VALUE: <[V],<n1,n2>[,<ROn[,ROff>]] .

Например: V,2,0.2,10,10000000 . Здесь V - управление разностью потенциалов; n1, n2 - значения напряжения, при которых происходят переключения; ROn, ROff -

сопротивление ключа в замкнутом и разомкнутом состояниях. В приведённом выше примере соблюдено условие: n1 > n2, что обуславливает разомкнутое (Off) состоя-

ние при n1 ³ X ³ n2 и замкнутое (On) состояние при X > n1 или X < n2.

Таблица Параметры модели линии передач

Ключ S, управляемый напряжением, имеющий плавный переход между со-

стояниями "включено" и "выключено". Параметры ключа задаются по директиве:

.MODEL <имя модели> VSWITCH (VON=<значение> VOFF=<значение> + + RON=<значение> ROFF=<значение> .

Параметры модели такого ключа приведены в таблице 5.2.

Если VON > VOFF, то ключ замкнут при управляющем напряжении, большем

VON, и разомкнут при напряжении, меньшем VOFF. Межу напряжениями VOFF и VON сопротивление ключа плавно изменяется от значения ROFF до RON.

Если VON < VOFF, то ключ замкнут при управляющем напряжении, меньшем

VON, и разомкнут при напряжении, большем VOFF.

Библиографический список

1 Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1997. - 240 с.

2 Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования MICRO-CAP V. - М.: ТОО "СОЛОН", 1997. - 273 с.

3Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения.- Л.: Энергоатомиздат, 1983.- 320 с.

4Титце У., Шенк К. Искусство схемотехники.- М.: Мир, 1982512 с.

5Забродин Ю.С. Промышленная электроника.- М.: Высш. шк., 1982.- 496 с.

6Разевиг В.Д. Моделирование аналоговых электронных устройств на ПЭВМ.-

М.: МЭИ, 1991.- 162 с.

7Расчёт электронных схем. Примеры и задачи/ Г.И. Изъюрова, Г.В. Королёв, В.А. Терехов и др.- М.: Высш. школа, 1987.- 312 с.

8Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные устройства: Учебник для вузов.- М.:

Сов. радио, 1980.- 368 с.

9Сифоров В.И. Радиоприёмные устройства.- М.: Сов. радио, 1974.- 560 с.

10Ханзел Г.Е. Справочник по расчёту фильтров.- М.: Сов. радио, 1974.- 288 с.

11 Цифровые интегральные микросхемы: Справ./ М.И. Богданович, И.Н. Грель, В.А. Прохоренко, В.В. Шалимо.- Минск: Беларусь, 1991.- 493 с.

12Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.- М.: Металлур-

гия, 1988.- 352 с.

13Разевиг В.Д. Применение программ Р-САD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: Вып. 2: Модели компонентов аналоговых устройств.- М.: Радио и связь, 1992.- 64 с.

Редактор Г. М. Кляут

ИД 06039 от 12.10.01

Подписано в печать 05.10.03. Формат 60х84/16. Бумага офсетная.

Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 4,5. Уч. – изд. л. 4,5. Тираж 160 экз. Заказ

__________________________________________________________________

Издательство ОмГТУ. 644050, Омск, пр. Мира, 11. Типография ОмГТУ