-1Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет - УПИ

ПРОГРАММНАЯ ОБОЛОЧКА PSPICE CONTROL SHELL,

ПРОГРАММА МОДЕЛИРОВАНИЯ PSPICE И ПРОГРАММНЫЙ

ОСЦИЛЛОСКОП PROBE

Учебно-методическая разработка по курсу "Компьютерный анализ

электронных схем" для студентов всех форм обучения специальности 20.07 - Радиотехника Екатеринбург 2001 -2УДК 658.521 Составитель В.В. Кийко Научный редактор доц., канд. техн. наук В. И. Гадзиковский

ПРОГРАММНАЯ ОБОЛОЧКА PSPICE CONTROL SHELL, ПРОГРАММА

МОДЕЛИРОВАНИЯ PSPICE И ПРОГРАММНЫЙ ОСЦИЛЛОСКОП

PROBE: Учебно-методическая разработка по курсу "Автоматизированное проектирование радиоэлектронных устройств”/В.В. Кийко. Екатеринбург:

УГТУ- УПИ, 2001. 36 с.

В разработке содержатся краткое описание программной оболочки PSpice Control Shell, примеры применения и упражнения по изучению программы схемотехнического моделирования электронных устройств PSpice и программного осциллоскопа Probe, предназначенного для визуального наблюдения результатов моделирования. Книга имеет справочный характер и предназначена для использования студентами специальности 20.07 Радиотехника при выполнении практических занятий, лабораторного практикума и курсового проектирования.

Библиогр.: 2 назв. Рис. 27. Прил. 5.

Подготовлено кафедрой "Радиоэлектроника информационных систем".

© Уральский государственный технический университет - УПИ, -3ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ..................................... 1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПАКЕТА ПРОГРАММ PSPICE........... 2. СИНТАКСИС ВХОДНОГО ЯЗЫКА.....................

3. УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОГРАММНАЯ ОБОЛОЧКА

PSPICE CONTROL SHELL........................... 4. ПРОГРАММНЫЙ ОСЦИЛЛОСКОП PROBE................ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Компоненты аналоговых схем................ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Варианты электрических цепей для выполнения упражнения 1.......................... ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Команды программы Probe................. ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Математические операции в Probe............. ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Обозначение переменных в Probe.............. -4ВВЕДЕНИЕ Математическое моделирование электронных схем с помощью персональных компьютеров является универсальным инструментом разработки и оценки качества проектных решений. Математическое моделирование имеет ряд преимуществ перед физическим макетированием, в том числе:

повторяемость эксперимента; отсутствие возможности "сжечь" математический макет; гибкость и быстрота получения результатов; отсутствие монтажных работ и необходимых для этого инструментов и материалов (паяльника, припоя, флюса, монтажной платы, электрорадиоэлементов и др.); ненужность дорогостоящих контрольно-измерительных приборов. К последним относятся осциллографы, вольтметры, амперметры, измерители частотных и переходных характеристик, измерители нелинейных искажений и др. Суммарная стоимость этих приборов существенно превышает стоимость высокопроизводительного персонального компьютера. Не менее важным является фактор обучения студентов технике построения электронных схем (схемотехнике). С помощью компьютерного моделирования можно "проследить" любой ток и напряжение в схеме, оценить влияние температуры и технологического разброса параметров электрорадиоэлементов, рассчитать уровень собственных шумов и многое другое, что невозможно или требует значительных усилий при физическом макетировании.

Пакет программ PSpice фирмы MicroSim Corp. (США) является самым популярным в мире пакетом на платформе IBM PC, используемым для схемотехнического моделирования электронной аппаратуры. Ядром пакета является программа, в которой используются SPICE -алгоритмы (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). Первая программа семейства SPICE создана в Калифорнийском университете Беркли в начале 70-х годов.

Популярность различных версий SPICE привела к тому, что производители полупроводниковых приборов и интегральных схем прилагают к выпускаемой ими продукции параметры spice-моделей. Разработчики аналоговых и смешанных электронных устройств сопровождают свои разработки spice-моделями для подтверждения качества проектирования.

SPICE-программа стала своеобразным эталоном программ схемотехнического проектирования. Многие разработчики программ моделирования электронных схем обеспечивают возможность экспорта проекта в программу PSpice.

1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПАКЕТА ПРОГРАММ PSPICE [1]

Пакет программ PSpice состоит из моделирующей программы PSPICE1.EXE, графического постпроцессора (осциллоскопа) PROBE.EXE, редактора входных сигналов STMED.EXE и программы идентификации (определения) spice-параметров полупроводниковых компонентов по справочным и (или) экспериментальным данным PARTS.EXE.

электронные схемы, в состав которых могут входить следующие аналоговые электрорадиоэлементы: резисторы (R), конденсаторы (C), индуктивности (L), независимые источники напряжения (V) и тока (I), диоды (D), биполярные транзисторы (Q), МОП - транзисторы (M), полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом (J), взаимосвязанные индуктивности и трансформаторы (K).

';

Примечание. В скобках даны буквенные обозначения этих элементов на входном языке программы PSpice.

Моделирование производится на электрическом уровне: рассчитываются все токи и напряжения электрической цепи.

PSpice позволяет проводить следующие основные виды анализа (выделенным шрифтом указаны соответствующие директивы входного языка):

.OP - расчет рабочей точки с подробной распечаткой в выходном файле.out режимов работы на постоянном токе нелинейных элементов;

.DC - расчет по постоянному току зависимостей токов и напряжений схемы от величины входных сигналов, параметров моделей, температуры, питающих напряжений и токов;

.AC - частотный анализ;

.NOISE - анализ шумов;

.SENS - анализ чувствительности на постоянном токе;

.TRAN - расчет переходных процессов;

.TF - расчет передаточных слабосигнальных функций;

.FOUR - Фурье-преобразование результатов расчета переходных процессов;

.WCASE - расчет схемы на наихудший случай с учетом разброса параметров элементов;

.MC - статистический анализ разброса выходных параметров методом Монте-Карло;

.STEP - расчет зависимостей характеристик схемы от параметров моделей элементов и от температуры.

1. Каждый вид анализа задается включением соответствующей директивы (карты, строки) во входное описание. Порядок выполнения анализов определяется последовательностью записи во входном файле директив.

Если будет две и более карты на выполнение одного и того же анализа, выполняется лишь последняя. Остальные игнорируются.

2. Признаком директивы является точка в начале строки (слева).

3. Слабосигнальной называется функция, рассчитанная при малом уровне входных сигналов. Уровень входного сигнала считается малым, если нелинейностью элементов электронной схемы можно пренебречь.

-6СИНТАКСИС ВХОДНОГО ЯЗЫКА

Входной (загрузочный) файл, имеющий обычно для DOS-версий PSpice расширение.cir, создается обычно с помощью текстового редактора или трансляцией изображения схемы, сделанного графическим редактором одного из пакетов прикладных программ PCAD, MicroCAP, Electronics Workbench и др. При написании файла заглавные и строчные буквы считаются эквивалентными в версиях PSpice 3.0 и старше. Русские буквы программой не воспринимаются. Написанные во входном файле.cir комментарии на русском языке в выходном файле.out будут заменены символами расширенной таблицы ASCII.

Примечания 1. Обобщенная запись означает имя файла. Имя должно быть оригинальным, содержать символы латинского шрифта или (и) цифры и иметь длину не более 8.

2. Здесь и далее по тексту треугольные скобки означают обязательный элемент, в круглых скобках пишутся комментарии, в прямоугольных скобках - необязательный элемент.

Каждый оператор входного файла пишется с новой строки. При записи длинных операторов используется несколько строк. Признак продолжения оператора - символ "+" в начале очередной строки. Операнды (элементы) внутри оператора могут разделяться любым количеством пробелов, символом табуляции, запятыми или круглыми скобками. Например, приведенные ниже записи одного и того же оператора эквивалентны:

Примечания 1. В приведенном примере описывается конденсатор, включенный между узлами 3 и 7 некоторой электрической схемы, и имеющий электрическую емкость 50мкФ.

2. Условные графические обозначения и описание на входном языке программы PSpice основных компонентов электрических цепей приведены в прил. 1.

Строки комментариев начинаются с символа "*". Как комментарии воспринимаются и строки, начинающиеся с символов ";" и "!". Комментарии помимо улучшения читаемости файла, можно использовать для того, чтобы "выключить" оператор. Для этого в первую позицию соответствующей строки записывается символ "*". Когда этот оператор опять понадобится, символ "*" удаляется.

Комментарии могут также размещаться в строке после оператора. В этом случае они отделяются от оператора символом ";" и размещаются справа от последнего:

Первая строка входного файла всегда является титульной. Ее присутствие обязательно. В ней записывается любой текст (например, Ф.И.О. студента, использованием латинского шрифта).

Примечание. При отсутствии титульной строки в загрузочном файле программа PSpice в качестве таковой воспримет первую карту, в результате чего она не будет участвовать в моделировании.

Последняя строка файла - карта.END. Между титульной строкой и картой.END в любом порядке размещаются операторы входного языка. В один файл можно включить несколько заданий на расчет нескольких электронных схем.

Численные значения параметров в файле записываются в системе СИ:

вольты, амперы, омы, генри, фарады, секунды, герцы и т.д. При записи чисел удобно использовать нижеприведенные суффиксы масштаба После масштабных суффиксов для наглядности можно ставить буквы, обозначающие единицы размерности. Таким образом, например, электрический ток величиной 10мА можно записать любым из следующих вариантов:

10Е-3, или 0.01, или 0.01А, или 10m, или 10mA, или 10000uA.

Пример описания электрической цепи на входном языке программы PSpice. Электрическая цепь, изображенная на рис. 1 и рассматриваемая в качестве примера, состоит из генератора тока IG синусоидальной формы, его внутреннего сопротивления RG, трех катушек индуктивности L1, L2 и L3, намотанных соответственно на магнитные сердечники K1, K2 и K3.

Рис. 1. Электрическая схема для исследования формы петли гистерезиса магнитных сердечников К1, К2 и К Примечание. В кружочках указаны номера узлов, к которым подключены элементы электрической цепи.

изображенной на рис.1), в каждой строке которого после знака ";" приведены комментарии, представлен на рис. 2.

Petrov P. P. GR. BMK-205 1.02.2001;

.OPT TNOM=25 ; Карта опций. В данном примере устанавливается.TEMP 27 ; Карта установки рабочей температуры, равной.TRAN 1us 5ms ; Карта-задание программе PSpice произвести расчет.Probe IG 0 1 SIN(0A 0.25A 250Hz) ; Источник тока намагничивания сердечников RG 1 0 500 ; Внутреннее сопротивление источника тока K1 L1 0.9999 84КХСР_1 ; Магнитный сердечник K1 из аморфного железа.MODEL 84КХСР_1 CORE(MS=500K ALPHA=20U A=10 K=20 C=0.24 AREA=1. +PATH=8.49 GAP=0.0) ; Модель магнитного сердечника.

K2 L2 0.9999 84КХСР_2 ; На сердечник K2 намотана катушка L2.

.MODEL 84КХСР_2 CORE(MS=500K ALPHA=20U A=10 K=20 C=0.24 AREA=1. +PATH=8.49 GAP=0.001) ; Воздушный зазор равен 0.001см.

K3 L3 0.9999 84КХСР_3 ; На сердечник K3 намотана катушка L3.

.MODEL 84КХСР_3 CORE(MS=500K ALPHA=20U A=10 K=20 C=0.24 AREA=1. +PATH=8.49 GAP=0.01) ; Воздушный зазор равен 0.01см.

Рис. 2. Загрузочный файл для программы PSpice нескольких катушек индуктивности с сердечниками, отличающимися геометрическими или (и) физическими параметрами, позволяет с помощью программы Probe на одном графике построить их петли гистерезиса и выполнить сравнительный анализ. С этой целью каждый сердечник описан собственной моделью. Например, для исследования зависимости формы петли гистерезиса от ширины воздушного зазора (GAP) в модели первого сердечника записывается GAP=0.0, в модели второго сердечника - GAP=0.001 и в модели третьего сердечника - GAP=0.01.

Упражнение 1: составить на входном языке программы PSpice загрузочный файл в текстовом виде для заданной электрической цепи.

Примечания 1. Варианты электрических цепей приведены в прил. 2.

2. Упражнение выполняется самостоятельно при домашней подготовке к занятию.

3. УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОГРАММНАЯ ОБОЛОЧКА

При работе с пакетом PSpice можно запускать каждый модуль самостоятельно либо использовать управляющую оболочку. В данной разработке рассматривается вариант работы с управляющей оболочкой, из которой запускаются основные модули пакета за исключением Parts. Оболочка 5 версии PSpice реализована двумя файлами PS.EXE и PSHELL.EXE и загружается с помощью файла PS.EXE.

Экранный вид интерфейса программной оболочки представлен на рис.3.

В верхней части находится титульная строка с полным названием оболочки и ее версии. Ниже располагаются разделы меню оболочки: Files (работа с файлами), Circuit (информация о моделируемой электрической цепи), StmEd (редактор входных сигналов), Analysis (управление процедурами анализа), Display (вывод на дисплей необходимых результатов моделирования), Probe (управление программой Probe) и Quit (выход из оболочки или временный переход в DOS-режим).

В нижней части оболочки расположена информационная строка, содержащая имя текущего файла (Current file) и его статус: New (новый), Loaded (прочитан и не содержит ошибок) и Errors (прочитан и содержит синтаксические ошибки). Далее идут подсказки о назначении функциональных клавиш:

F1(Help) - контекстная помощь;

F2(Move) - изменение местоположения диалоговых окон;

F3(Manual) - встроенное справочное руководство по PSpice;

F4(Choices) - открывает список всех.cir файлов, находящихся в основном каталоге пакета PSpice;

F6(Errors) - показ ошибок во входном файле;

Esc(Cancel) - завершение работы в разделе (дословно - отменить выполнение последней команды).

Рис.3. Внешний экранный вид управляющей Основные операции, выполнение которых обеспечивает оболочка:

! редактирование входного файла.cir тремя способами:

встроенным редактором (раздел меню Files/Edit), внешним текстовым или графическим редактором (раздел меню Files/X-External Editor), в режиме диалога (разделы меню, которые будут рассмотрены ниже);

! запуск на счет моделирующей программы (раздел меню Analysis/Run ! просмотр выходного файла.out встроенной утилитой (раздел меню Files/Browse Output) или внешней (раздел меню Files/RExternal Browser);

! запуск программного осциллоскопа Probe (раздел меню PROBE/Run Probe), в том числе автоматический запуск Probe после моделирования (эта опция задается в разделе PROBE/Auto-run);

! работа с редактором сигналов STMED (раздел STMED).

Работа с меню оболочки PSpice Control Shell. Для получения практических навыков работы с программной оболочкой выполним ряд упражнений.

Упражнение 2: загрузка оболочки PSpice Control Shell.

Для выполнения этого упражнения запустите программу PS.EXE, который находится в основном каталоге пакета PSpice. Упражнение считается выполненным, если на экране монитора появится изображение оболочки, которое в упрощенном виде показано на рис. 3.

Упражнение 3: загрузка входного файла для моделирования электрической цепи.

Активизируйте меню раздела Files, поместив с помощью клавиш со стрелками выделенное светлое окно на этот раздел и нажав на клавишу Enter.

При этом раскроется меню раздела, как это показано на рис. 4. Выберите в этом меню пункт Current File … и на запрос программы (рис. 5) введите имя Рис. 5. Окно для ввода имени существующего входного файла файла через нажаите клавиши F4. Откроется список.cir файлов, как показано на рис. 6. Выберите файл Magn_m~1.cir, переместив выделенную строку в списке на имя этого файла, и нажмите Enter. Оболочка (см. рис. 3) примет исходный вид.

Рис. 6. Выбор входного файла из писка, показываемого Упражнение 4: редактирование входного файла для моделирования электрической цепи.

Выберите в меню раздела Files пункт Edit и нажмите клавишу Enter. При этом откроется окно встроенного текстового редактора (рис. 7).

Входной файл magn_m~1.cir содержит ошибку, о чем свидетельствует статус файла Errors в информационной строке в нижней части оболочки.

Информацию об ошибке можно увидеть (рис.8), нажав на функциональную клавишу F6.

Примечание. Номера строк в окне ошибок отличаются на единицу в сторону уменьшения от значений соответствующих строк в окне редактора.

В приведенном примере ошибка содержится в третьей строке.

Неправильная спецификация (Invalid specification) в третьей строке означает отсутствие в карте описания источника синусоидального тока IG номера второго узла его подключения в моделируемой схеме (см. рис. 1). Исправьте ошибку. Правильная запись должна выглядеть следующим образом:

По окончании редактирования текста нажмите клавишу Esc. Поскольку все редактирование в действительности проводится не в самом файле.cir, а в некотором временном файле, то при выходе их редактора программа задает вопрос:

Save changes (to temporary working file) or Discard (S/D)? S т.е. надо ли сохранить сделанные изменения? При ответе "S" изменения будут внесены в файл.cir. При ответе "D" файл.cir останется без изменений. Сохраните изменения, нажав клавишу S или Enter.

жесткий диск командой Files/Save File.

Упражнение 5: выбор типов используемых дисплея и принтера.

Выберите в меню раздела Files пункт Display/Prn Setap … и нажмите клавишу Enter. При этом откроется окно выбора типа используемого дисплея, типа принтера и порта его подключения (рис. 9). Установите принтер EpsonFx.

Рис. 9. Окно установки используемых дисплея, принтера и порта его Примечания 1. Если ввести тип принтера, который не поддерживается оболочкой, то при выходе из окна установки оболочка отображает список поддерживаемых принтеров.

2. Информация о принтере и дисплее запоминается в файле pspice.dev.

Упражнение 6: Просмотр параметров моделируемой электрической цепи.

Выберите в меню раздела Circuit (рис. 10) пункт Devices. Реакцией оболочки будет открытие окна со списком используемых в моделируемой цепи электрорадиоэлементов. Например, в файле magn_m~1.cir содержится описание электрической цепи, изображенной на рис. 1. Для этой цепи список представлен на рис. 11.

Примечание. Такая информация полезна при поиске ошибок в описании электрической цепи.

При выборе пункта Models открывается окно (рис. 12), в котором отображается список используемых моделей.

"вверх" необходимую модель и нажав клавишу "Enter", открываем окно, изображенное на рис. 13, с описанием параметров модели. В рассматриваемой в качестве примера электрической цепи для сердечников K1, K2 и K используется три модели магнитных сердечников: соответственно 84КХСР_1, 84КХСР_2 и 84КХСР_3 из аморфного железа марки 84КХСР.

Рис. 11. Окно просмотра списка электрорадиоэлементов Рис. 13. Окно отображения параметров моделей компонентов сердечника здесь не рассматривается и приводится лишь в качестве примера.

Упражнение 7: запуск программы PSpice на моделирование.

Выберите в меню раздела Analysis (рис. 14) пункт Run PSpice и нажмите клавишу Enter. При этом оболочка запустит программу моделирования PSpice. Вид экрана монитора ПК при работающей программе PSpice, изображен рис. 15.

Примечания 1. Это упражнение можно выполнять с использованием в качестве рабочего файла magn_m~1.cir.

2. Поскольку электрическая цепь, изображенная на рис. 1 несложная, время ее моделирования мало и, следовательно, изображение экрана монитора при работающей программе PSpice будет кратковременным.

3. Воспользуйтесь клавишей Pause Break при работающей программе PSpice для подробного рассмотрения экрана монитора.

Рис. 15. Вид экрана монитора при работающей программе PSpice По окончании моделирования автоматически загружается программный осциллоскоп Probe (если в разделе Probe установлен флаг Auto-Run …) или происходит в обязательном порядке при обнаружении программой PSpice ошибок в задании на моделирование.

Рис. 16. Сообщение программы PSpice о наличии в загрузочном Подробную информацию об ошибке можно увидеть в выходном файле.out, например, для magn_m~1.out, как это следует из сообщения программы PSpice на рис.16. С этой целью в меню раздела Files выбираем пункт Browse Output. Сообщение об ошибке находится в конце файла.out. Фрагмент файла magn_m~1.out, в котором сообщается о двух ошибках, представлен на рис. 17.

Рис. 17. Выходной файл с сообщениями об ошибке Сообщение о том, что к узлу 2 менее двух подключений, т. е. узел является «плавающим», обусловлено наведенной ошибкой. Основная ошибка (искусственно созданная для иллюстрации) состоит в том, что катушка индуктивности L1 обоими выводами подключена к узлу 1, т. е. образует петлю (англ. - loop). Правильное подключение, как это следует из рис. 1, к узлам 1 и 2.

При этом узел 2 не будет "плавающим", а катушка индуктивности не образует замкнутой петли.

Примечания 1. Для исправления ошибки (ошибок) в загрузочном файле (!).cir необходимо воспользоваться встроенным текстовым редактором Edit (меню раздела Files).

только один компонент цепи.

3. При расчете цепи на постоянном токе (рабочей точки) "плавающими" будут также узлы, к которым подключены только конденсаторы. Для устранения этой проблемы параллельно конденсаторам включаются большие сопротивления утечки.

4. ПРОГРАММНЫЙ ОСЦИЛЛОСКОП PROBE [2] Программный осциллоскоп Probe, называемый также графическим постпроцессором Probe – важнейший инструмент обработки и отображения результатов моделирования, полученных программой PSpice. С помощью Probe проводится просмотр графиков токов и напряжений, измеряются параметры и характеристики электрической цепи, исследуется работа отдельных элементов цепи, оценивается влияние параметров компонентов.

Программа Probe использует информацию из бинарного файла.dat или из текстового файла.txt, создаваемого программой PSpice, если в загрузочном файле.cir присутствует строка (оператор).Probe. Если этот оператор был указан без списка, в постпроцессоре доступны все токи и напряжения цепи. Если в операторе.Probe присутствует список переменных, то в файлах.dat и.txt содержится информация только о тех переменных, которые были указаны в списке.

Примечание. Для создания текстового файла.txt оператор.Probe в файле.cir должен иметь ключ "/CSDF".

При работе с оболочкой PSpice Control Shell программа Probe запускается после моделирования автоматически, если установлен флаг Auto-Run, либо командой Run Probe в активизированном меню раздела Probe (рис. 18).

Рис. 18. Меню раздела Probe (справа от стрелок приведены Вид экрана, который высвечивается при выходе из программы Probe и при запуске, если в файле различным видам анализа секции, изображен на рис. 19. В нижней части экрана расположено входное (начальное) меню программы Probe, которое обеспечивает выход из программы или загрузку необходимых данных или секции данных.

секцию, то при запуске программы Probe сразу открывается основное меню, позволяющее строить и исследовать графики.

Упражнение 8: запуск программы Probe в ручном режиме.

Выберите в меню раздела Probe (см. рис. 18) пункт Auto-Run и нажмите клавишу Enter. При этом оболочка выведет на экран запрос о включении флага автоматической загрузки программы Probe по завершении моделирования программой PSpice:

Automatically run Probe after analysis? N (Y?N) Нажмите клавишу "N". Выберите в меню раздела Probe пункт Run Probe и нажмите клавишу Enter. На запрос оболочки (рис. 20) ответьте нажатием функциональной клавиши F4 и из появившегося списка выберите файл magm_m~1.dat. Реакцией оболочки будет запуск программы Probe и отображение на экране монитора основной экранной формы программы, чаще называемой основным меню (рис. 21).

Рис. 20. Иллюстрация автономной загрузки программы Probe Примечание. Используя ручную (автономную) загрузку программы Probe, можно без повторного запуска PSpice обрабатывать ранее полученные результаты моделирования, хранящиеся в файлах.dat (.txt).

значительных вычислительных затрат.

Упражнение 9: построение петель гистерезиса магнитных сердечников с помощью программы Probe.

Примечание. Для выполнения упражнения воспользуемся примером цепи, изображенной на рис.1, и, следовательно, файлом magn_m~1.dat.

Загрузите программу Probe в автономном режиме, выберите в основном меню команду Add_Trace. Реакцией программы Probe будет запрос Enter variables or expressions (press F4 to select variables from list):

Это означает: "Введите переменную или функцию (нажмите клавишу F4 для выбора переменной из списка)".

Рис. 21. Основная экранная форма программы Probe Воспользуйтесь функциональной клавишей F4. В верхней части окна графиков отобразится список доступных для обработки переменных (рис. 22). С помощью манипулятора "мышь" выберите из списка поочередно магнитные индукции B(K1), B(K2) и B(K3). Выбор заключается в размещении указателя в виде стрелки на переменную и нажатии левой кнопки, при этом в строке для ввода переменных в нижней части экрана поочередно появляются выбранные переменные.

Примечание. В программе Probe версии 5.1 и старше поддерживается манипулятор "мышь".

Рис. 22. Ввод переменных для построения графиков с использованием отобразятся временные изменения (зависимости) магнитных индукций B(K1), B(K2) и B(K3) (рис. 23).

Примечание. Здесь в скобках указываются имена магнитных сердечников.

Рис. 23. Временные зависимости магнитных индукций Для получения петель гистерезиса необходимо заменить переменную по оси Х. Как известно, петля гистерезиса строится в системе координат В-Н (магнитная индукция - напряженность магнитного поля). Для смены переменной по оси Х активизируйте пункт X_axis основного меню графиков (рис. 24) и выберите в появившемся меню пункт X_variable. Реакцией программы Probe будет запрос Enter variables or expressions (press F4 to select variables from list):

Это означает, как уже отмечалось выше, что переменную по оси Х можно ввести непосредственно или в виде зависимости, а для выбора из списка нажмите функциональную клавишу F4 (см. рис. 22). Воспользуйтесь списком и выберите напряженность магнитного поля первого сердечника Н(К1).

Примечания 1. Поскольку катушки индуктивности L1, L2 и L3 соединены последовательно, количество их витков одинаково и средняя длина магнитопроводов К1, К2 и К3 одинакова, то и напряженности магнитных полей Н(К1), Н(К2) и Н(К3) также одинаковы.

компьютера появится изображение петель гистерезиса магнитопроводов К1, К2 и К3, совпадающее с рис. 25.

Рис. 25. Петли гистерезиса для магнитопроводов с различными Упражнение 10: определение значений остаточной индукции магнитного поля +Br сердечников K1, K2 и K3 с помощью курсоров С1 и С2.

Примечания 1. Для выполнения этого упражнения необходимо предварительно выполнить упражнение 9.

2. В программе Probe используется 2 курсора.

3. Курсоры отображаются в виде пересекающихся горизонтальной и вертикальной линий.

Выберите в основном меню программы Probe команду Cursor. В окне для построения графиков появятся курсоры, под окном справа в прямоугольнике координаты курсоров и разность координат, вместо основного меню графиков меню команды Cursor (рис. 26).

Примечания 1. Координатами курсора считаются координаты точки пересечения вертикальной и горизонтальной линий курсора.

2. Перемещение курсоров по графику можно осуществлять с помощью манипулятора "мышь" или клавиш со стрелками "вправо" и "влево".

быть нажата левая кнопка последней, а для перемещения курсора С2 правая кнопка.

4. Для перемещения курсора С2 с помощью клавиш со стрелками "вправо" и "влево" одновременно должна быть нажата клавиша "Shift".

5. Для переноса курсоров на выбранный график необходимо разместить указатель в виде стрелки на обозначение этого графика в списке под окном графиков и поочередно нажать левую и правую кнопки манипулятора "мышь". При этом вокруг имени графика появляется обвод прерывистой линией прямоугольной формы.

6. В прямоугольном окне координат курсоров и их разностей (dif) сначала, как это принято в математике, отображается значение координаты по оси Х, а затем - по оси Y.

Переместите курсор С1 с помощью манипулятора "мышь" в окрестность точки пересечения графика В(К1) с осью Y. Более точного совмещения курсора С1 с искомой точкой добейтесь с помощью клавиш "влево" и "вправо".

Точность совмещения контролируйте по показаниям в окне координат.

Примечания 1. В цифровых ЭВМ любая независимая непрерывная переменная (например, время, частота, пространственные координаты X, Y, Z и т. д.) заменяется дискретной переменной.

2. Программа Probe аппроксимирует отрезками прямой линии соседние точки дискретной функции.

"проскакивать" координату Х=0. В этом случае ищется точка, координата Х которой по модулю является наименьшей. Например, для сердечника с GAP=0,0 минимальное значение Х равно -948,643U (рис. 27).

Рис. 27. Определение остаточной индукции Br с помощью курсора Найденные значения координат +Br для сердечников К1, К2 и К зафиксируйте в окне графиков с помощью команды Cursor/Label_point.

Перемещение появившихся координат можно выполнить с помощью манипулятора "мышь" после активизации команды Label/Move.

Примечание. Упражнение 10 считается выполненным, если на экране монитора компьютера появится изображение, совпадающее с рис. 27.

1. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 вып. Вып. 3: Моделирование аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. 120 с.

2. Архангельский А.Я., Савинова Т.А. Справочное пособие по пакетам программ PSpice и Design Center. М.: МИФИ, 1996. 252 с.

Первый символ ИНУН (управляемый напряжением источник ИТУТ (управляемый током источник тока) ИТУН (управляемый напряжением источник ИНУТ (управляемый Независимый источник Полевой транзистор с Полевой транзистор с Магнитный сердечник индуктивности Независимый источник Ключ, управляемый Ключ, управляемый Варианты электрических цепей для выполнения УПРАЖНЕНИЯ Рис. П.2. Рис. П.2. Рис. П.2. Рис. П.2. Рис. П.2. Рис. П.2. Рис. П.2. Exit_program Выход из программы Probe DC_sweep Чтение данных расширенного анализа на постоянном токе AC_sweep Чтение данных анализа на переменном токе (AC) Transient_ Чтение данных переходного анализа (Tran) analysis All AC_sweep Чтение всех данных анализа на переменном токе Select_sections Выбор секции данных Exit Возврат к начальному меню программы Probe Add_trace Добавление новой кривой на графике Remove_trace Удаление кривых активного графика. Данный раздел X_axis Выбор аргумента и изменение масштаба по оси Х Unrestrict_data Восстановление диапазона изменения X_variable Изменение аргумента графиков Quit_fourier Возврат из спектрального представления к Performance_ Построение графиков зависимости от analysis параметров многовариантного анализа: при Quit_performa Работа с графиками многовариантного nce_analysis анализа завершается, и на экране монитора Y_axis Изменение масштаба по оси Y, изменение количества осей Set_range Задание диапазона изменения аргумента на Change_title Запись названия (титула) выбранной Y-оси color_Option Установка цветов для различных Y-осей Plot_control Работа с несколькими графиками (графическими окнами) Select_plot Выбор одного из графиков (активизация Remove_plot Удаление активного графика. Пункт auTo_symbols Разметка кривых специальными символами, always_Use_ Всегда использовать пометки кривых Do_not_mark_ Отмена пометок действительно data_points просчитанных значений на кривых, т. е.

Display_ Сохранение и использование атрибутов настройки экрана control Exit Возврат в основное меню графиков List_displays Просмотр списка имен запомненных Vieu_display_ Просмотр атрибутов с указанным именем One_delete Удаление одного из имен запомненных All_delete Удаление всех имен запомненных атрибутов Macros Работа с макросами Define_macro Определение (создание) нового макроса по Modify_macro Модификация макроса Copy_macro Копирование макроса с присвоением нового List_macros Просмотр списка имен макросов Hard_copy Вывод графиков на принтер или плоттер (графопостроитель) Other_length Длина печати графика на бумажном Cursor Работа с курсорами Hard_copy Печать графиков на принтере или плоттере Search_com- Задание команды поиска Label_point Отображение на графике координат точки, в Zoom Изменение размеров графиков Specify_region Выделение прямоугольной части графика, Auto_range Возврат к первоначальному масштабу по Delete_one Удаление одного, указанного курсором Delete_all Удаление всех нанесенных графических Config_colors Настройка цветов фона, осей, курсора, задание числа цветов Синтаксис Выполняемая математическая операция операции ABS(X) Вычисление модуля переменной Х