Инструменты

Нажатие на пиктограмму группы Instruments (Инструменты) открывает панель с виртуальными приборами, которые можно использовать при работе с "собранной" схемой.

Рисунок 26. Внешний вид меню Instruments

Существует 7 приборов, каждый из которых можно подключить к схеме (только в одном экземпляре). Эти приборы включают в схему, используя их уменьшенное схемное изображение, имеющее активные выводы. Показания же снимаются с виртуальных изображений развернутых панелей этих приборов, содержащих органы управления, но не связанных проводами со схемой. Эти изображения вызываются двойным щелчком ЛКМ на уменьшенном схемном изображении прибора. Изображение развернутой лицевой панели прибора можно свободно буксировать в любое удобное местоэкрана, в том числе и поверх схемы. Выводы на этих изображениях неактивны (не пытайтесь к ним что-либо подсоединить), зато активны установочные кнопки, и ими надо правильно пользоваться при работе. Размещение выводов на уменьшенном изображении прибора соответствует их расположению на виртуальной панели.

На панели инструментов, слева направо:

Multimeter - мультиметр, комбинированный прибор для измерения значений постоянных и переменных напряжений и токов, сопротивления или затухания сигнала между двумя точками схемы.

Function Generator - функциональный гунератор, источник напряжения, выдающий синусоидальный, треугольный или прямоугольный сигнал.

Oscilloscope - двухканальный осциллограф для отображения величины и изменения электронных сигналов.

Bode Plotter - плоттер Боде для исследования частотных характеристик схемы.

Word Generator - генератор последовательности, используется для посылки цифровых последовательностей в схемы для их (схем) тестирования.

Logic Analyzer - логический анализатор, отображает уровни до 16 цифровых сигналов в схеме.

Logic Converter - логический конвертер (что-то пока не совсем понятное).

Осциллограф

.

Рисунок 26. Пример подключения схемного изображения осциллографа

Виртуальная панель осциллорафа.

Горизонтальная развертка (группа "Time base"). Шкалу горизонтальной развертки осциллографа можно изменять в пределах 0.1 нсек/деление - 1 сек/деление (0.10  ns/Div-1s/Div). X Position (от -5.00 до 5.00). Эта установка управляет начальной точкой сигнала на оси X. Когда XPosition = 0, запуск сигнала происходит в левом крае дисплея. Положительное значение перемещает начальную точку направо, отрицательное значение - налево.Клавиши Y/T, A/B, B/A определяют режимы разверток:Y/T - каналы A и B на вертикальной оси, на горизонтальной оси - время;A/B - канал A управляет вертикальной разверткой, канал B - горизонтальной, это позволяет исследовать частотные и фазовые характеристики сигналов (фигуры Лиссажу, петли гистерезиса); B/A -как A/B, но канал A управляет горизонтальной разверткой, канал B - вертикальной.Совет. Для возможности подробного анализа формы сигнала нужно задать " Паузу после каждого экрана " (установить флажок Pause after each screen на закладке Analysis/Analysis Options/Instruments).

Вертикальная развертка (группы "Channel A" и "Channel B").

Осциллограф имеет два входа для подключения исследуемых сигналов - вход A и вход B (группы "Channel A" и "Channel B" вертикальных разверток соответственно). Входы усилителей вертикального отклонения заземлены (соединены с клеммой ). Шкалу вертикальной развертки осциллографа можно изменять в пределах 0.01 мВ/деление - 5кВ/деление (0.01 mV/Div — 5 kV/Div). В режимах A/B, B/A эти установки определяют и масштаб по оси X. Y Position (от -3.00 до 3.00). Эта установка управляет точкой начала координат для оси Y. Когда позиция Y установлена в 0.00, точка начала координат - пересечение с осью X. Можно использовать для разделения изображения лучей при их слиянии. Клавиши AC, 0, DC определяют тип входа: AC - "закрытый" вход, отображается переменная составляющая сигнала (эффект последовательного конденсатора). Как на реальном осциллографе, использующем "закрытый" вход, первый отображенный цикл неточен. Постоянная составляющая сигнала рассчитывается и устраняется в течение первого цикла, затем формы сигнала будут точны. 0 - изображается линия с координатой по оси Y, установленной в Y Position; DC - "открытый" вход, отображается полный вид сигнала (сумма постоянной и переменной составляющих).Примечание. Не размещайте разделительный конденсатор последовательно со входом осциллографа. Осциллограф не обеспечит путь для тока, и анализ может дать ошибку. Вместо этого, выберите тип входа AC.

Группа "Trigger".

Осциллограф имеет вход синхронизации горизонтальной развертки. Установки этой группы определяют условия, при которых запускается горизонтальная развертка (режим Y/T). Клавиши Edge - запуск развертки по фронту или спаду сигнала. Level (от -5.00 до 5.00)- уровень запуска. Задается координата на оси Y осциллографа, которая должна быть пересечена изображением сигнала для запуска развертки. Уровень может иметь любое значение между 5.00 (верх экрана) и -5.00 (низ экрана). инхронизация горизонтальной развертки может быть автоматической (клавиша Auto), внутренней от каналов A или B (клавиши A, B) или внешней от клеммы группы Trigger (клавиша Ext). Совет. Плоский (постоянный) сигнал не будет пересекать уровень запуска. Чтобы видеть плоский сигнал, удостоверьтесь, что режим синхронизации установлен в Auto. Кнопка Expand разворачивает графический дисплей осциллографа, перемещая органы управления в низ окна. Необходимо ли использовать клемму Ground (Земля), пока непонятно.

Рис.27.Пример изображения осциллографа

Экран осциллографа сохраняет полное изображение осциллограммы с начала работы схемы. Ниже экрана находится полоса горизонтальной прокрутки осциллограммы. Два перемещаемых вертикальных курсора ("T1"-красный, "T2"-синий) позволяют детально исследовать изображения сигналов. Поля ниже дисплея показывают время и напряжение исследуемых сигналов в том месте осциллограммы, где вертикальный курсор пересекает изображение сигнала, и различие между этими значениями в двух позициях курсоров. Клавиша Reduce возвращает обычное изображение виртуальной панели, клавиша Reverse переключает изображение осциллограммы с позитивного на неганивное и наоборот. Клавиша Save - сохранение осциллограммы в файле формата Scope Data (*.SCP).(?)Чтобы распечатать осциллограмму, выберите File/Print, и выберите XYPlot.  Для появления этой опции в диалоговом окне File/Print, расширенный осциллограф должен быть отображен.

Совет. При проведении моделирования на компьютере удобно воспользоваться возможностью раскраски лучей осциллограмм, выбрав желаемые цвета для проводников, подводящих сигналы к соответствующим каналам, после двойного щелчка по ним левой кнопки мыши.

Рис. 28 .Увеличение осциллографа ( расширение изображения по кнопке Expand).

Генератор последовательности

Рис. 29.Пример подключения схемного изображения генератора последовательности

Генератор предназначен для формирования последовательностей цифровых сигналов. Необходимая последивательность задается в виде списка 4-разрядных шестнадцатиричных слов.

.

Рис.30.Виртуальная панель генератора последовательности

На левой стороне панели генератора последовательности отображен столбец строк 4-символьных шестнадцатеричных чисел, значения которых расположены в диапазоне от 0000 до FFFF (от 0 до 65535, в десятичном виде). Каждая строка представляет собой двоичное 16-разрядное слово. Когда генератор слова активизирован, строки битов посылаются в параллельном виде на соответствующие клеммы внизу прибора. Изменение значений бит в генераторе может осуществляться путем:

• изменения двоичного 16-разрядного числа в поле Binary (изменение числа в поле Binary сразу же меняет значение 16-ричного числа в левом столбце в строке, номер которой указан в поле Edit);

• изменения 4-разрядного шестнадцатеричного числа непосредственно в столбце задаваемой последовательности (используйте полосу прокрутки, клавиши управления курсором, PageUp, PageDown);

• ввода двух символов ASCII в поле, помеченное ASCII (ввод символов в поле ASCII сразу же меняет значение 16-ричного числа в левом столбце в строке, номер которой указан в поле Edit, код одного символа занимает 8 бит).

По мере вывода генератором очередного слова заданной последовательности, значение каждого бита появляется в кружках, представляющих клеммы вывода внизу прибора. Клавиша Pattern (Шаблон), вызывает диалог создания, сохранения и многократныго использования образцов последовательностей. Этот диалог может также использоваться для генерирования полезных последовательностей или очистки буфера.

Рис.31. Клавиша Pattern

Выберите радиокнопкой нужное действие и нажмите клавишу Accept (Ввод). Clear buffer - очистка столбца последовательности, Open - ввод сохраненной последовательности из файла, Save - запись текущей последовательности в файл, Up counter - создание последавательности от 0000 счетом вверх (0000, 0001, 0002 и т.д.), Down counter - создание последавательности от 03FF счетом вниз (03FF, 03FE, 03FD и т.д.), Shift right - бегущая 1 вправо (8000, 4000, 2000, 1000, 0800, 0400 и т.д.), Shifh left - бегущая 1 влево (1000, 2000, 4000, 8000, 0001, 0002 и т.д.).

Метод генерации значений

Для вывода 16-битных слов в схему используются клавиши Step, Burst или Cycle. Текущее слово появляется в поле Current. Генератор имеет три режима формирования последовательностей импульсов: пошаговый режим (step), построчный режим (burst) и циклический режим (cycle). Пошаговый режим работы (step) необходим при отладке цифровых схем и позволяет выполнять заданные последовательности сигналов с остановкой после каждого такта. Построчный режим работы (burst) предназначен для формирования заданных цифровых последовательностей с остановкой после завершения строки последовательности, т.е. после завершения кодовой последовательности. Этот режим используется для однократного выполнения последовательности цифровых сигналов. Циклический режим работы (cycle) используется для непрерывного повторения последовательностей цифровых сигналов. Данный режим полезен при наблюдении динамики работы цифровых автоматов. (Остановка осуществляется повторным нажатием Cycle или нажатием клавиш Ctrl + T). Использование контрольной точки позволяет приостановить или перезапустить поток слов в указанном месте. Чтобы вставить контрольную точку, выберите слово в окне прокрутки, там, где Вы хотите, чтобы вывод остановился, затем нажмите Breakpoint. Чтобы удалить контрольную точку, нажмите на существующую контрольную точку в окне прокрутки, затем нажмите Breakpoint. Может использоваться больше одной контрольной точки . Контрольные точки работают и в режиме Burst, и в режиме Cycle

Адресация слов в последовательности.

Каждое слово в окне прокрутки генератора имеет адрес, определяемый как 4-символьный шестнадцатеричный номер. Когда слово в поле изменяется, его адрес появляется в окне Edit. По мере вывода генератором слов в схему, адрес каждого слова появляется в поле Current.Чтобы создать подмножество слов, которые нужно вывести, введите начальный и конечный адреса слов в полях Initial и Final. Размер буфера последовательности -  3FF (1024) слова.

Синхронизация генератора.

В секции Trigger клавиша Internal определяет режим синхронизации вывода слов последовательности от внутреннего тактового генератора, клавиша External - режим синхронизации от внешнего сигнала, клемма для подключения которого находится в этой же секции. Клавиши выбора перепада управляющего сигнала определяют, по его фронту или спаду  будет осуществляться вывод в схему очередного слова.

Готовность данных. Выход Data Ready позволяет схеме узнать, что генератор выставил очередное слово.

Установка частоты. Тактовая частота генератора слов может быть установлена в Гц, кГц или МГц. Каждое слово будет находиться на выходе генератора на протяжении одного периода тактового генератора.

Индикаторы

Нажатие на пиктограмму группы Indicators (Индикаторы) открывает панель с виртуальными индикаторными, которые можно использовать при работе с "собранной" схемой.

Рис.32.Клавиша Indicators

Существует 9 приборов, каждый из которых можно подключить к схеме (во множественном числе).

На панели индикаторов, слева направо:

Voltmeter вольтметр. Ammeter амперметр. Bulb лампа. Red Probe пробник (светодиод). Seven-Segment Display семисегментный дисплей. Decoded Seven-Segment Display декодированный семисегментный дисплей. Buzzer зуммер. Bargraph Display гистограммный дисплей. Decoded Bargraph Display декодированный гистограммный дисплей.

Построение схемы

Перед построением схемы на компьютере целесообразно подготовить её эскиз на бумаге с требуемым расположением компонентов схемы и их обозначениями. Затем, пользуясь библиотекой компонентов, следует найти необходимые компоненты и перенести их в окно построения схемы. Символ компонента переносится в окно построения схемы с помощью мыши при нажатой левой кнопке. После размещения компонентов в требуемом месте левая кнопка мыши отпускается, и для фиксации выбранного компонента следует ещё выполнить двойной щелчок левой кнопкой. При этом открывается окно, с помощью которого устанавливаются требуемые параметры компонентов. Корректность выбранных параметров подтверждается нажатием клавиши Enter. Для изменения значения компонента необходимо два раза щёлкнуть левой кнопкой мыши по символу компонента и в открытом диалоговом окне произвести необходимые изменения. После размещения компонентов схемы производится их соединение с помощью проводников. При соединении компонентов к их выводам можно подключать только один проводник. Для подключения проводника курсор с помощью мыши подводится к выводу компонента, и после появления площадки чёрного цвета нужно нажать левую кнопку мыши. При этом проводник протягивается к выводу другого компонента до появления на нём такой же площадки. После выполнения соединения левую кнопку мыши следует отпустить. Если количество проводников, подключаемых к компоненту, больше одного, то в библиотеке компонентов выбирается символ соединения проводников (точка) и переносится на ранее установленный проводник. Для фиксации точки соединения необходимо отвести курсор на свободное место и щёлкнуть левой кнопкой мыши. При этом место соединения проводников (точка) должен потемнеть. К такому соединению можно подключить ещё два проводника. Особо следует отметить, что трасса соединительных проводов выбирается автоматически, а препятствия в виде компонентов и других проводников огибаются ортогональными линиями. Подключение измерительных приборов выполняется аналогично подключению компонентов схемы. При этом можно использовать цветные проводники, которые выделяют подключенный прибор и окрашивают в соответствующий цвет выводимые графики.

Команды моделирования схемы

После построения схемы можно перейти к выполнению её моделирования. Запуск программы моделирования выполняется по команде Activate(Ctrl+G), которая подаётся из меню Analysis. Программу моделирования можно в любой момент времени остановить по команде Stop(Ctrl+T) или прервать по команде Pause(F9), которые подаются из того же меню. Вид анализа выбирается с помощью следующих команд, которые подаются из меню Analysis: Analysis > DC Operating Point – расчёт режима по постоянному току; Analysis > DC Sweep… - вариация параметров источников (их развертка) в режиме постоянного тока; Analysis > AC Frequency… - расчёт частотных характеристик цепи; Analysis > Transient… - расчёт переходных процессов; Analysis > Fourier… - спектральный анализ по Фурье; Analysis > Noise… - анализ спектра собственных шумов схемы; Analysis > Distortion… - анализ нелинейных искажений; Analysis > Parameter Sweep… - анализ при вариации параметров схемы; Analysis > Temperature Sweep… - анализ схемы при изменении окружающей температуры; Analysis > Transfer Function… - расчёт передаточных функций; Analysis > Pole-Zero… - расчёт полюсов и нулей передаточной характеристики схемы; Analysis > Sensitivity… - расчёт относительной чувствительности характеристик схемы к изменениям параметров выбранного компонента; Analysis > Worst Case… - расчёт параметров компонентов схемы при предельно допустимых отклонениях её характеристик; Analysis > Monte Carlo… - статистический анализ схемы по методу Монте-Карло. Основные характеристики выбранного типа анализа устанавливаются из окна Analysis > Analysis Options. Вывод результатов анализа выполняется по команде Analysis > Display Graph.