4. Analysearten, grafische Darstellung der Ergebnisse • • • • •

AC-Sweep-Analysen (mit Druckern) AC-Sweep-Analysen (mit Probe) Unterschied: DC/AC/Transienten Analyse Transientenanalysen Spannungs- (Strom-) Quellen

Dipl.-Ing. Th. Müller Fachbereich Elektrotechnik

Grundlagen Schaltungssimulation

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AC-Sweep mit Drucker

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Grundlagen der Schaltungssimulation

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AC-Sweep mit Drucker • Durchfahren des Frequenzbereiches einer Spannungs- oder Stromquelle • Parameter der Spannungs- oder Stromquelle setzen VSRC im AC-Feld 1V. • Menü: Analysis / Set-up / ACSweep-Fläche aktivieren • Parameter eingeben Hier:Total Pts:50, Start Freq:20, EndFreq: 2k • Analyse durchführen Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

Diese Parameter gelten für dieser Quelle: VSRC

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AC-Sweep mit Drucker • Die Ergebnisse des Druckers befinden sich in der OutputDatei. • • • • • • • • • • • •

FREQ VM(U1,U2) 2.000E+01 5.521E-02 6.041E+01 1.647E-01 1.008E+02 2.685E-01 1.412E+02 3.637E-01 1.816E+02 4.487E-01 2.220E+02 5.232E-01 2.624E+02 5.873E-01 3.029E+02 6.420E-01 3.433E+02 6.884E-01 3.837E+02 7.276E-01

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AC-Sweep mit Probe

Marker Label

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Marker Mit Markern können Punkte markiert werden, an denen gewisse Größen (Strom, Spannung, usw. ) gemessen werden sollen. Je nach Einstellung werden sie in Probe automatisch angezeigt.

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Label Mit Labeln können Leitungen durch Doppelklick markiert werden. Zum Beispiel: U1, U2, Ue, Ua etc. Diese Label ergeben eine bessere Übersicht bei der Darstellung in Probe.

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Ergebnisdarstellung mit Probe • grafische Darstellung • Menü: Analysis / Probe Set-up / Für Probe

Für Drucker

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Unterschied (Print Step) ..(Step Ceiling) • •

TIME

• • • • • • • • • •

0.000E+00 2.500E-01 5.000E-04 2.500E-01 1.000E-0 2.500E-01 1.500E-03 6.762E-01 2.000E-03 9.208E-01 2.500E-03 7.777E-01 3.000E-03 6.555E-01 3.500E-03 5.557E-01 4.000E-03 4.783E-01

• •

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Print Step gibt die Schrittweite für die Druckerergebnisse vor. V3 ($N_0001,$N_0002)

Für Probe wird falls vorhanden Step Ceiling benutzt. Ohne Step Ceiling kann es bei einigen Kurven wegen zu wenig Rechenpunkten zu ungenauen Anzeigen kommen.

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Analysearten Für jede Analyse wird eine entsprechend passende Quelle benötigt:

• DC-Sweep

VDC oder VSRC Spannung kann variiert werden

VAC oder VSCR

• AC-Sweep

Die Frequenz kann variiert werden

VPULSE oder VSIN

• Transientenanalyse Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

Die Zeit läuft! Grundlagen der Schaltungssimulation

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DC- und AC- Spannungsquellen Für VDC

DC-SWEEP VSRC

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Für

AC –SWE EP VAC

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DC-Sweep: Beispiel 1

Hier soll die Spannung V1 mit einer DC Analyse variiert werden. Dadurch lässt sich bestimmen, bei welcher Spannung an V1 die Spannung zwischen P1 und P2 exakt +2V betragen. Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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DC-Sweep Es wird eine Folge von Gleichstromanalysen durchgeführt

•Gleichspannungswerte von Quellen •die Temperatur

•Gleichstromwerte von Quellen •Modellparameter •Globale Parameter

Schrittweise (lin oder log) Auch die Vorgabe einer Liste von Werten ist möglich.

Zum Beispiel: 0 5 10 Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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Transientenanalyse: Beispiel 2

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Transientenanalyse Zeitliche Analyse von Signalen. Abklingzeiten, Kurvenformen, Anstiegs- und Abfallzeiten, Überschwingverhalten, Einschwingverhalten, Dämpfungsverhalten, Verzögerungszeiten. Achtung: PrintStep und Final Time müssen mit der Quelle korrespondieren.

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Sinusspannungsquelle VSIN • DC • AC • VOFF • • • • •

VAMPL FREQ TD DF PHASE

Gleichspannung nur für die DC-Sweep-Analyse Amplitude einer Wechselspannung nur für die AC-Sweep-Analyse Offsetspannung, wird nur bei einer Transientenanalyse benutzt Amplitude der Wechselspannung Frequenz für die Transientenanalyse Verzögerungszeit beim Start Dämpfungs-(Abkling-) Faktor der Sinusschwingung Phase in Grad

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Transientenanalyse: Beispiel 3

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Pulsespannungsquelle VPULSE • • • • • • • • • V2

DC AC V1 V2 TD TR TF PW PER

Gleichspannung für für die DC Analyse Wechselspannung nur für die AC Analyse Anfangswert (Erster Spannungswert) Endwert (Zweiter Spannungswert) Verzögerungszeit zum Anstieg (time delay) Anstiegszeit (ansteigende Flanke) (time rise) Abfallzeit (abfallende Flanke) (time fall) Pulsbreite (pulse width) Periodendauer PER

V1 TD TR

PW

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TF

t [sec] Grundlagen der Schaltungssimulation

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Ergebnis Beispiel 3

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Beispiel 4 zur Transienten-Analyse

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Beispiel 4 zur Transienten-Analyse

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Probe: Grundlagen

• Darstellung einer Kurve (Trace) Menü: Trace/Add oder Button mit Zick-Zack-Kurve • Darzustellende Größe(n) aussuchen • Wenn erforderlich Art der Achsenteilung (log. / linear) und /oder Darstellungsbereich einstellen (Menü Plot bzw. Buttons) Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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Probe: weitere Operationen • Wiederherstellen der vorher gezeigten Daten: Menü: Analysis / Probe Set-up: at start up: restore last session • mathematische Operationen und Verknüpfungen möglich • weitere Kurven hinzufügen

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Arbeiten mit Probe: Weitere Diagramme hinzufügen Über Menü Plot / Add Plot: Bei unterschiedlichen Größen wie z.B bei Strömen und Spannungen, empfiehlt es sich mit Add Plot weitere Diagramm darzustellen.

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Arbeiten mit Probe: Markierungen (Cursor) • Zwei Cursor • Aktivierung durch Schaltfläche und Maustasten (rechts/links) • Können in verschiedenen Kurven oder Diagrammen eingesetzt werden • Bedienung über Schaltflächen (Buttons) Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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Probe: Cursorsteuerung • Zum nächsten Maximum *) •Cursor-Suche • Zum nächsten Minimum *) •Zum nächsten Übergang •Zum vorherigen Übergang • Zum nächsten Nulldurchgang *) • Zum absoluten Minimum • Zum absoluten Maximum • Zum nächsten Punkt *) *) in der bisherigen Bewegungsrichtung Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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Laden von Daten in Probe Daten aus anderen Simulationen können in Probe an die aktuellen Daten angehängt und angezeigt werden, sofern die Art der Simulation (AC-Sweep, DC-Sweep, usw. ) übereinstimmt.

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Datenausgabe mit Probe • Über die Zwischenablage

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• Ausdrucken

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Weitere Operationen mit Probe • Anzeigen von Kurvensymbolen: Tools/Options/use Symbols (wichtig bei schwarz-weiß Ausdruck • Berechnete Punkte in Grafik anzeigen • Markierung setzen

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Probe-Darstellung

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Stromrichtungen • Marker stellen stets korrekten Strom dar (multiplizieren falls nötig mit -1) • Richtung 1  2: Stromzählung positiv • Richtung 2  1: Stromzählung negativ • Vorsicht bei gedrehten Bauteilen • Bei Stromquellen fließt Strom von +  -

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Abspeichern und Laden von Probe-Profilen • Tools/Display Control: save.. load.. restore • Dem Profil einen Namen geben • Im gewünschten Verzeichnis mit eindeutigem Namen ablegen (save to) • Probe starten (Design Manager) • Daten einladen (open) • Profil laden (Tools/options/load) • Restore Profil (restore) Dipl.-Ing. Th. Müller Fakultät Elektrotechnik

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Probe : Farbe der Darstellung ändern Datei: C:/Windows/MSIM_EVL.INI • Original: [PROBE DISPLAY COLORS] NUMTRACECOLORS=6 BACKGROUND=BLACK FOREGROUND = WHITE TRACE_1=BRIGHTGREEN TRACE_2=BRIGHTRED TRACE_3=BRIGHTBLUE TRACE_4=BRIGHTYELLOW TRACE_5=BRIGHTMAGENTA TRACE_6=BRIGHTCYAN

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• Geändert: [PROBE DISPLAY COLORS] NUMTRACECOLORS=6 BACKGROUND=BRIGHTWHITE FOREGROUND = BLACK TRACE_1=DARKGREEN TRACE_2=BRIGHTRED TRACE_3=BRIGHTBLUE TRACE_4=ORANGE TRACE_5=BRIGHTMAGENTA TRACE_6=CYAN

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