Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE - [26]
6.2. Применение математических к результатам моделирования
Теперь вам, естественно, хотелось бы графически представить в PROBE напряжения на катушке U>L и конденсаторе U>C. Но как можно отобразить эти напряжения, если PROBE рассчитывает только узловые потенциалы, то есть напряжения по отношению к «земле»? PROBE предлагает вам очень изящное решение данной проблемы. Вы наверняка помните правую часть окна Add Traces, где было перечислено целое множество математических операций. Любые из этих операций можно использовать применительно к величинам, содержащимся в левой части окна Add Traces. Такая операция, как «минус», позволяет, например, вычислить напряжение как разницу двух потенциалов.
Шаг 6 Для вычисления напряжения на конденсаторе (UL) откройте окно Add Traces и найдите в списке диаграмм названия двух необходимых узловых потенциалов.
Шаг 7 Чтобы получить разность двух потенциалов, щелкните мышью поочередно по строкам V(L1:1) и V(L1:2). Таким образом, обозначения обоих потенциалов будут один за другим отправлены в строку Trace Expression. Теперь вам остается только поставить между ними знак «минус» (рис. 6.6). Вы можете сделать это, нажав клавишу «минус» на своей клавиатуре либо щелкнув по соответствующему значку в правой части окна Add Traces.
Рис. 6.6. Окно Add Traces
Шаг 8 Подтвердите ввод в строке Trace Expression щелчком по кнопке OK и будьте готовы приятно удивиться: на экране появится тот же RLC-контур, что и на рис. 6.1. Он находится в электрическом резонансе. R>1=1 кОм: полное напряжение и напряжения на активном сопротивлении R, и на катушке L>1 (рис. 6.7).
Рис. 6.7. Диаграмма напряжения на катушке RLC-контура, где R>1=1 кОм
Напряжение на катушке опережает ток на 90° и имеет амплитуду, соответствующую 2/3 входного напряжения. Для того чтобы вам было легче разобраться в диаграмме, напечатанной в черно-белом цвете, мы снабдили отдельные кривые специальными символами, позволяющими отличать их друг от друга. Вы помните, что эти символы можно активизировать через меню PROBE Tools→Options…→Use Symbols→Always.
Аналогично тому, как вы создали диаграмму напряжения на катушке, представьте теперь графически и напряжение на конденсаторе.
Шаг 9 Составьте в окне Add Traces выражение для определения разности потенциалов на правом и левом выводе С1 и выведите на экран PROBE диаграмму полного напряжения и напряжений на всех трех компонентах цепи (рис. 6.8). R>1=1 кОм: полное напряжение и напряжения на активном сопротивлении R>1, катушке L>1 и конденсаторе С>1.
Рис. 6.8. Диаграмма полного напряжения и напряжений на всех компонентах RLC-контура
6.3. Одновременное изображение диаграмм в отдельных системах координат
На рис. 6.8 в одной системе координат изображены четыре диаграммы. Этот метод подходит для двух или даже трех диаграмм, однако, если требуется большее количество, то ориентироваться в них становится довольно непросто. В таких случаях в электротехнике принято располагать отдельные диаграммы друг над другом, сохраняя их временную соотнесенность. Это можно сделать и в PROBE. Для того чтобы расположить четыре диаграммы, изображенные на рис. 6.8, друг над другом, каждую в своей системе координат, действуйте следующим образом.
Шаг 10 Прежде всего, удалите с открытого в данный момент экрана PROBE (см. рис. 6.8) все напряжения за исключением нулевой линии V(0) и полного напряжения V(U1:+). Чтобы удалить диаграмму, сначала нужно щелкнуть по ее имени (имена диаграмм располагаются внизу окна PROBE), которое будет выделено красным цветом. После этого вы можете удалить маркированную диаграмму, нажав на клавишу Delete.
Шаг 11 Выберите в меню Plot опцию Add Plot (Добавить систему координат), после чего на экране PROBE появится еще одна система координат.
Шаг 12 Откройте окно Add Traces, отправьте в строку Trace Expression напряжение резистора V(R1:2), а также постоянное напряжение величины 0 (V(0)) и щелкните по кнопке OK в подтверждение того, что выбранные вами величины должны быть отображены в новой, созданной вами системе координат (рис. 6.9).
Рис. 6.9. Полное напряжение и напряжение на резисторе R>1 последовательной цепи, находящейся в электрическом резонансе
Теперь вам необходимо создать третью систему координат и отобразить в ней напряжение на катушке. Для этого выполните следующие шаги.
Шаг 13 Создайте третью систему координат, выбрав пункт меню Plot→Add Plot.
Шаг 14 Откройте окно Add Traces и отправьте в строку Trace Expression напряжение на катушке: V(L1:1)-V(L1:2).
Шаг 15 Добавьте также к содержимому строки Trace Expression нулевую линию V(0) и подтвердите все введенное щелчком по кнопке OK (рис. 6.10).
Рис. 6.10. Полное напряжение и напряжение на резисторе и катушке
Шаг 16 Повторите всю процедуру с самого начала для того, чтобы вызвать на экран диаграмму напряжения на конденсаторе (рис. 6.11).
Рис. 6.11. Полное напряжение и напряжения на всех компонентах; R>1=1 кОм
Если общая картина кажется вам слишком мелкой, то воспользуйтесь опцией Page Setup (Параметры станицы) в меню File. Эта опция служит для установки параметров размещения диаграммы PROBE на странице перед тем, как вывести ее на печать. Проведя соответствующую настройку окна