Порада: «Плоский» сигнал НЕ буде перетинати рівень перемикання. Щоб побачити «плоский» сигнал, переконайтеся, що перемикання сигналу встановлено в Auto.
Trigger Signal (перемикаючий сигнал)
Перемикальний сигнал може бути внутрішнім, з посиланням на вхідний сигнал каналу А чи В, або зовнішнім, з посиланням на сигнал на виводі зовнішньої синхронізації. Якщо цей сигнал «плоский», або якщо сигнал повинен бути відображений як можна раніше, виберіть
Auto.
Використовуйте кнопку Sing. , Щоб забезпечити триггеру осцилографа єдиний прохід до зустрічі з точкою перемикання. Коли крива досягне кінця екрану осцилографа, крива не зміниться поки ви знову не клацніть по кнопці Sing.
Використовуйте кнопку Nor. , Щоб осцилограф оновлював кожен раз зображення при досягненні рівня перемикання.
Використовуйте кнопку None, якщо вам не потрібно використовувати перемикання.
8.7.2 Огляд результатів роботи осцилографа
Використання Cursors і Readouts (показання приладу)
Щоб відобразити точні значення сигналу, перетягніть курсор, поки не з'явиться бажана. Ви можете також переміщати курсор точніше правим клацанням мишки по ньому і використанням спливаючого меню. Див. «Спливаюче меню курсору».
Вікно під дисплеєм показує час і напруга в точці, де вертикальний курсор перетинає синусоидальную криву, і різниця між двома положеннями.
Коли схема активізована і її поведінка симулюється, ви можете підключати осцилограф до інших вузлів без повторної активізації схеми. Переміщення підключення автоматично перемальовує форму сигналу в нових вузлах. Якщо ви добре налаштували осцилограф під час симуляції або після симуляції, дисплей оновлюється автоматично.
Примітка: Якщо опції установки осцилографа або аналізу змінилися, щоб відобразити більше деталей, форма сигналу може стати нерозбірливою. Якщо так, активізуйте схему знову, щоб зображення покращився. Ви можете також збільшити точність сигналу, збільшуючи час кроку симуляції, як пояснюється в розділі «Установки інтерактивної симуляції».
8.8 Плоттер Боде
Щоб використовувати інструмент, натисніть на кнопку Bode Plotter на панелі Instruments і клацніть за місцем, де потрібно розташувати іконку в робочій області. іконка
використовується для підключення плоттера до схеми. Подвійне клацання по іконці відкриває панель інструменту, яка використовується для введення установок і перегляду результату вимірювання.
Multisim User Guide |
Плоттер Боде виробляє графік частотну характеристику схеми і найбільше корисний для аналізу схем фільтрів. Плоттер використовується для побудови амплітудно і фазочастотних характеристик. Коли плоттер підключається до схеми, виконується спектральний аналіз.
Примітка: За допомогою кнопки Save плоттера Боде в можете зберегти результати симуляції в вікні Grapher. Детально це описано в розділі «Відкриття файлів».
Плоттер Боде генерує ряд частот в заданому діапазоні. Частота будь-якого джерела AC в схемі не позначається на роботі плоттера. Однак джерело AC повинен включений десь в схемі.
Початкове і кінцеве значення масштабу по вертикалі і горизонталі встановлені в максимум. Ці значення можуть змінюватися для перегляду графіка в різних масштабах. Якщо масштаб збільшувався або змінювалася база після закінчення симуляції, вам може знадобиться повторна активізація схеми, щоб отримати більш детальне зображення. На відміну від багатьох приладів, якщо висновки плоттера Боде переносяться до інших вузлів, необхідно заново активізувати схему, щоб отримати правильні результати.
Примітка: Якщо ви не знайомі з підключенням і настроюванням інструментів, див. «Додавання інструментів до схеми» і «Використання інструментів».
8.8.1 Установки плоттера Боде
Діалогове вікно Resolution Points - Settings
Для установки дозволу вашого плоттера Боде:
1. Клацніть по Set, щоб відобразити діалог Settings.
2. Введіть потрібну кількість Resolution Points (точок дозволу) і натисніть кнопку Accept.
National Instruments Corporation |
Multisim User Guide |
Величина або фаза (Magnitude або Phase)
Magnitude вимірює відношення величини (посилення напруги в децибелах) між двома вузлами, V + і V-. Фаза вимірює зсув фаз (в градусах) між двома вузлами. Обидві криві в залежності від частоти (в Гц).
Якщо V + і V- єдині точки в схемі:
1. Підключіть позитивний висновок IN і позитивний висновок OUT до з'єднувачів V + і V-.
2. Підключіть негативні висновки IN і OUT до землі.
Якщо V + (або V-) це значення величини або фази через компонент, підключіть обидва виведення IN (або обидва виведення OUT) з будь-якого боку компонента.
Установки вертикальної і горизонтальної осей
базові установки
Логарифмічна шкала використовується, коли порівнювані значення мають великий розкид, як у випадку аналізу частотної характеристики. Наприклад, якщо вимірювана напруга сигналу посилюється, значення в децибелах обчислюється так:
Базовий масштаб може бути змінений з логарифмічного (Log) на лінійний (Lin) без повторної активізації схеми (тільки, коли використовується логарифмічна шкала в результуючому графіку, що відноситься до плоттеру Боде).
Масштаб по горизонтальній осі
Горизонтальна вісь або вісь X завжди показує частоту. Її масштаб визначається початковим (I) і кінцевим (F) значеннями горизонтальній осі. Щоб частота відповідала вимогам аналізу часто використовують більший частотний діапазон або логарифмічну шкалу.
Примітка: Коли встановлюється масштаб по горизонтальній осі, початкова частота (I) повинна бути менше, ніж кінцева частота (F).
Масштаб по вертикальній осі
Одиниці і масштаб по вертикальній осі залежать від того, що вимірюється, і використовуваної бази, як показано в таблиці нижче.
National Instruments Corporation |
Вимірювач АЧХ і ФЧХ (Bode Plotter) Вимірювач діаграм Боде (або потер Боде) призначений для вимірювання АЧХ і ФЧХ електричних ланцюгів. Лицьова панель вимірювача АЧХ-ФЧХ (вимірювача діаграм Боде) показана на рис. 1.12. Вимірювач дозволяє проводити аналіз амплітудно-частотних характеристик (при кнопці MAGNITUDE, включена за замовчуванням) і фазочастотних (при кнопці PHASE) характеристик при логарифмічною (кнопка LOG включена за замовчуванням) або лінійної (кнопка LIN) шкалою по осях Y (VERTICAL) і Х (HORIZONTAL). Налаштування вимірювача полягає у виборі меж вимірювання коефіцієнта передачі і варіації частоти за допомогою кнопок в віконцях А - максимальне і I - мінімальна значення. Значення частоти і радить їй значення коефіцієнта передачі або фази відображається у віконцях в правому нижньому кутку вимірювача. Підключення приладу до досліджуваної схемою здійснюється за допомогою затискачів IN (вхід) і OUT (вихід). Ліві клеми затискачів підключаються, відповідно, до входу і виходу досліджуваного пристрою, а праві - до загальної шині. До входу пристрою необхідно підключити функціональний генератор або інше джерело змінної напруги, при цьому будь-яких налаштувань в цих пристроях не потрібно. 2. Практична частина 1. Виміряти параметри сигналу генератора гармонійних коливань за допомогою осцилографа і вольтметра. 1.1. Зібрати схему вимірювання (рис. 1.13). 1.1.1. Намалювати п звіті тимчасову діаграму гармонійного сигналу з амплітудою U m = 5 В і частотою / = 2 кГц, показавши одиниці виміру по осях, а також амплітуду і період. 1.2. Встановити на виході i-енератора гармонійний сигнал з амплітудою U M = 5 В і частотою / ^ 2 кГц. 1.3. Отримати на екрані осцилографа стійке, необмежену зверху, по осі К, зображення 2-3 періодів гармонічного сигналу в межах всього екрану по осі X. Це досягається шляхом регулювання чутливості каналу А по осі У (перемикач В / Справ), часу розгорнення але осі X (перемикач Час / Справ) і установки осцилографа в режим внутрішньої синхронізації по каналу А з запуском розгортки але позитивного перепаду вхідного сигналу. 1.4. Виміряти осциллографом амплітуду U m гармонійного сигналу. Вимірювання амплітуди зводиться до розрахунку її за формулою (рис. 1.14) ˸ Vm - До у, Де Н т амплітуда зображення сигналу в поділках шкали по осі Y, К у масштабний множник по осі К (значення перемикача В / Справ). Виміряти амплітуду сигналу значно простіше, в разі якщо перейти в режим збільшеної передній панелі осцилографа (натиснувши кнопку ZOOM). Виміряти амплітуду сигналу за допомогою візирної лінії і порівняти з виміряним значенням раніше. 1.5. Виміряти вольтметром амплітуду гармонічного сигналу. На дисплеї мультімстра відображається чинне (ефективне) значення змінної напруги 1 / л. Амплітуду сигналу розрахувати по формуле˸ і порівняти з виміряним раніше. 1.6. Виміряти за допомогою осцилографа період і обчислити частоту досліджуваного сигналу. Вимірювання періоду зводиться до розрахунку ᴇᴦο за формулою (див. Рис. 1.14) ˸ Вимірювач АЧХ і ФЧХ (Bode Plotter) - поняття і види. Класифікація та особливості категорії "Вимірювач АЧХ і ФЧХ (Bode Plotter)" 2015 року, 2017-2018. Концепція віртуальних приладів - це простий і швидкий спосіб побачити результат за допомогою імітації реальних подій. Принцип роботи всіх інструментів Multisim (підключення до схеми, використання) ідентичний принципом роботи реальних аналогів цих приладів. Для того, що б додати віртуальний прилад в робоче поле програми, необхідно за допомогою лівої кнопки миші натиснути на його піктограму на панелі «Прилади» та розмістити його за допомогою миші в необхідному місці на схемі. Для того, що б відобразити лицьову панель приладу, необхідно двічі клацнути лівою кнопкою миші на піктограмі приладу на схемі. Після того як панель відкриється, зробіть необхідні настройки подібно до того, як би ви це зробили на панелі реального приладу. Принцип з'єднання віртуальних інструментів з елементами схеми такий же, як і для інших компонентів схеми. Розглянемо детально роботу з такими віртуальними приладами, як логічний аналізатор і плоттер Боде. логічний аналізатор Логічний аналізатор - це прилад, призначений для відстеження стану логічних елементів цифрових електронних пристроїв при розробці великих систем, а так само для виявлення несправностей. Для знімання сигналів з досліджуваної схеми логічний аналізатор має 16 виводів. Крім цього даний віртуальний прилад оснащений трьома входами запуску: С (зовнішня синхронізація), Q (виборчий вхід запуску), Т (маскувати вхід запуску). Продемонструємо роботу даного приладу. Для генерації сигналів скористаємося двома функціональними генераторами, які налаштуємо таким чином, щоб вони виконували генерацію прямокутних імпульсів з різною частотою - в нашому випадку 1 kHz і 5 kHz. Підключимо висновки функціональних генераторів до висновків знімання сигналів логічного аналізатора за допомогою провідників різного кольору, в результаті чого прямокутні імпульси на годинний діаграмі логічного аналізатора будуть відображатися також різними кольорами. Запустимо симуляцію схеми, відкриємо лицьову панель логічного аналізатора. Піктограма логічного аналізатора, підключення до схеми і його лицьова панель представлені на малюнку 1. На малюнку 2 представлені вікна налаштувань функціональних генераторів XFG1 і XFG2. Мал. 1. Піктограма логічного аналізатора, підключення до схеми і його лицьова панель
Розглянемо лицьову панель логічного аналізатора більш докладно. Шістнадцять перемикачів в лівій частині панелі відповідають шістнадцяти каналам знімання сигналів. Перемикачі стають активними в тому випадку, якщо висновки аналізатора підключені до вузлів цифрової схеми, в іншому випадку, коли канали аналізатора вільні - перемикачі не активні. У наступній колонці відображені імена вузлів схеми відповідні підключеним до них каналах аналізатора. Після запуску симуляції схеми логічний аналізатор знімає вхідні значення з своїх висновків і відображає отримані дані у вигляді прямокутних імпульсів на годинний діаграмі в тимчасовій області лицьовій панелі. Висновок значень починається з каналу 1. У нижній частині тимчасової області відображаються сигнали, отримані з входів запуску аналізатора. Також пристрій оснащений двома курсором, призначеними для проведення вимірювань в тимчасовій області. У нижній частині передньої панелі розглянутого приладу розташована панель управління, в лівій частині якої знаходяться три кнопки:
У центральній частині панелі управління знаходиться вікно показань курсора, в якому розташовані три поля:
Кнопки стрілок дозволяють змінювати значення показань курсора в більшу або в меншу сторону. Код позиції курсора відображається в полі «Вхідний код», яке розташоване за полем показань курсора. У правій частині панелі управління знаходиться вікно параметрів запуску, в якому в полі «Час / Справ» можна задати число тактів годинний діаграми на розподіл. Налаштування параметрів тактирования вхідних сигналів можна зробити за допомогою кнопки «Установка», яка розташована в групі «Розгортка» вікна параметрів запуску. Після натискання на цю кнопку відкриється вікно «Параметри синхронізації» (рис. 3), в якому налаштовуються наступні параметри:
Налаштування додаткових умов запуску аналізатора проводиться у вікні «Параметри запуску» (рис. 4). Дане вікно можна викликати з вікна параметрів запуску за допомогою кнопки «Установка», яка знаходиться в групі «Рівень». У вікні налаштовується маска, за якою здійснюється фільтрація логічних рівнів і синхронізація вхідних сигналів. Для вступу в силу внесених змін необхідно натиснути на кнопку «Прийняти».
Плоттер Боде. Плоттер Боде призначений для аналізу амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик та подання їх в лінійному або логарифмічному масштабі. Найбільш корисний даний інструмент для аналізу схем фільтрів. Плоттер Боде має чотири висновки: два висновки IN і два висновки OUT. Підключення приладу до досліджуваної схемою здійснюється за допомогою висновків позначені символом «+» (висновок IN «+» підключається до входу схеми, висновок OUT «+» - до виходу), висновки «-» підключаються до загальної шині. Розглянемо більш докладно лицьову панель приладу. В її лівій частині розташований графічний дисплей, який призначений для графічного відображення форми сигналу. Також пристрій оснащений курсором для проведення вимірювань в будь-якій точці графіка, курсор при необхідності можна переміщати за допомогою лівої кнопки миші. Управляти положенням курсора можна так само і за допомогою стрілок переміщення вертикального курсора, які розташовані в нижній лівій частині лицьової панелі плоттера Боде під графічним дисплеєм. Між стрілками знаходяться два інформаційних поля, в яких відображаються значення частоти і фази (або коефіцієнта передачі), отримані на перетині вертикального курсора і графіка. У правій частині знаходиться панель управління, призначена для настройки параметрів плоттера Боде. Обговоримо панель більш докладно. У верхній частині панелі знаходиться поле «Режим», в якому розміщено дві кнопки: «Амплітуда» і «Фаза». При натиснутій кнопці «Амплітуда» прилад працює в режимі аналізу амплітудно-частотних характеристик. При натиснутій кнопці «Фаза» - в режимі аналізу фазо-частотних характеристик. У полях «По горизонталі» і «По вертикалі» можна задати параметри горизонтальної та вертикальної осей координат при логарифмічною або лінійної шкалою. Логарифмічна шкала використовується в тому випадку, якщо порівнювані значення мають великий розкид, як наприклад, в разі аналізу амплітудно-частотою характеристики. Перемикання шкали проводиться за допомогою кнопок «Log» (логарифмічна) і «Лін» (лінійна). Масштаб горизонтальній (вісь Х) і вертикальної (вісь Y) осей визначається початковим ( «I» - initial) і кінцевим ( «F» - final) значеннями. На екрані графічного дисплея плоттера Боде по осі Х завжди відображається частота. При вимірюванні коефіцієнта передачі вісь Y відображає ставлення вихідної напруги схеми до його вхідній напрузі. Для логарифмічною шкали одиниці - децибели. У тому випадку якщо вимірюється фаза, вертикальна вісь завжди показує кут фази в градусах. При аналізі амплітудно-частотної характеристики діапазон значень по вертикальній осі може бути заданий в лінійному масштабі від 0 до 10е + 09, в логарифмічному масштабі - від -200 dB до 200 dB. При аналізі фазо-частотної характеристики діапазон значень по вертикальній осі може бути заданий від -720 градусів до +720 градусів. Приклад підключення плоттера Боде до схеми фільтра і лицьова панель даного приладу представлені на малюнку 5.
В поле «Управління» лицьовій панелі приладу розташовані три кнопки:
Мал. 6. Діалогове вікно «Параметри». Перед тим як запустити симуляцію схеми в Multisim необхідно звернути увагу на те, щоб використовувані в схемі віртуальні прилади були правильно налаштовані. Дане зауваження є досить важливим, так як в деяких випадках установка параметрів за замовчуванням може не підходити для вашої схеми, а установка користувачем некоректних параметрів може стати причиною того, що отримані результати виявляться невірними або важко читаються. При виникненні проблем у процесі симуляції схеми, що виникли помилки записуються в файл журналу помилок і аудиту, який можна переглянути, вибравши в основному меню «Моделювання» пункт «Журнал моделювання / аналізу». Необхідно відзначити, що настройки віртуальних приладів можна змінювати і під час симуляції.
Лицьова панель вимірювача АЧХ-ФЧХ показана на рис. 19. Вимірювач призначений для аналізу амплітудно-частотних (при натиснутій кнопці MAGNITUDE, включена за замовчуванням) і фазо-частотних (при натиснутій кнопці PHASE) xaрактерістік при логарифмічною (кнопка LOG, включена за замовчуванням) або лінійної (кнопка LIN) шкалою по осях Y (VERTICAL) і Х (HORIZONTAL). Налаштування вимірювача полягає у виборі меж вимірювання коефіцієнта передачі і варіації частоти за допомогою кнопок в віконцях F- максимальне і I- мінімальне значення. Значення частоти і відповідне їй значення коефіцієнта nepедачі або фази индицируются в віконцях в правому нижньому кутку вимірювача. Значення вказаних величин в окремих точках АЧХ або ФЧХ можна отримати за допомогою вертикальної візирної лінії, що знаходиться в початковому стані на початку координат і переміщуваної за графіком мишею або кнопками ←, →. Результати вимірювання можна записати також в текстовий файл. Для цього необхідно натиснути кнопку SAVE і в діалоговому вікні вказати ім'я файлу (за замовчуванням пропонується ім'я схемного файлу). В отриманому таким чином текстовому файлі «* .scp» АЧХ і ФЧХ представляються в табличному вигляді. Мал. 19. Вимірювач АЧХ і ФЧХ. Підключення приладу до досліджуваної схемою здійснюється за допомогою затискачів IN (вхід) і OUT (вихід). Ліві клеми затискачів підключаються відповідно до входу і виходу досліджуваного пристрою, а праві - до загальної шині (земля). До входу пристрою необхідно підключити функціональний генератор або інше джерело змінної напруги, при цьому будь-яких налаштувань в цих пристроях не потрібно. спектральний аналізатор Спектральний аналізатор (spectrum analyzer) служить для вимірювання амплітуди гармоніки із заданою частотою. Також він може виміряти потужність сигналу і частотних компонент, визначити наявність гармонік в сигналі. Результати роботи спектрального аналізатора відображаються в частотної області, а не тимчасовою. Зазвичай сигнал-це функція часу, для її вимірювання використовується осцилограф. Іноді очікується синусоїдальний сигнал, але він може містити додаткові гармоніки, в результаті, неможливо виміряти рівень сигналу. Якщо ж сигнал вимірюється спектральним аналізатором, виходить частотний склад сигналу, тобто визначається амплітуда основної та додаткових гармонік.
Ватметр. Прилад призначений для вимірювання потужності та коефіцієнта потужності.
Токовий пробник. Токовий пробник призначений для вимірювання значень струму в будь-якій ділянці ланцюга моделюється схеми. Вимірювальний пробник. Показують постійні і змінні напруги і струми на ділянці ланцюга, а також частоту сигналу.
|
