5. Задание параметров моделирования

Компьютерный анализ электронных цепей в общем случае включает следующие этапы.

По структуре схемы и параметрам ее элементов составляется математическое описание цепи в форме, наиболее пригодной для различных видов анализа. Описание цепи может привести к системе линейных или нелинейных алгебраических уравнений или к системе нелинейных дифференциально-алгебраических уравнений. Далее система решается одним из известных способов, который должен обеспечить получение устойчивого решения за минимальное время. При этом могут возникнуть сложности чисто математического характера. Например, отсутствие “земли” в нужных местах схемы приведет к тому, что матрица системы уравнений окажется вырожденной.

Для задания параметров моделирования выберите в меню Circuit командуAnalysis Options (Параметры моделирования) или нажмитеCtrl+Y. Откроется окно, вид которого приведен на рис. 5.1.

Здесь в группе Analysis Typeможно выбрать тип моделирования:Transient(Переходныйпроцесс) илиSteady state(Установившееся состояние).

Выбирайте Transientтогда, когда важен процесс, происходящий в схеме сразу после включения питания. Например, может представлять интерес процесс возникновения колебаний в генераторе. Подключенный в схему осциллограф будет показывать начальный (неустановившийся) отклик схемы.

Выбирайте Steady stateтогда, когда важноустановившеесясостояние схемы, к которому она придет после завершения в ней переходных процессов. Например, могут представлять интерес параметры генератора только в стационарном режиме.

Параметр Assume linear operation (Предполагать линейные операции) следует включить при анализелинейныхсхем. Это сократит время моделирования

Замечание. Линейная цепьиспользует источники только постоянного тока или синусоидального переменного тока и линейные компоненты (например, резисторы, конденсаторы). Схема может также содержать нелинейные компоненты, работающие на линейных участках своих характеристик.

Нелинейная цепь- такая, которая использует источники напряжения треугольной или квадратичной формы, ключи, реле или нелинейные компоненты, работающие за пределами линейных участков своих характеристик.

Рис. 5.1. Задание параметров моделирования

В группе Oscilloscope Display можно задать два параметра.

Если включить параметр Pause after each screen (Пауза после каждого экрана), то моделированиеостановится, как только будут получены данные, полностью заполняющие экран осциллографа. Для продолжения моделирования нажмите клавишуF9или выберите командуResumeиз менюCircuit.

Включенный параметр Store results for all nodesпредписываетзапоминать результаты моделирования для всех узловсхемы. Это даст возможность в процессе и после остановки моделирования подключать осциллограф к любым узлам схемы. При этом потребуется больше памяти.

Если эта возможность выключена, то результаты сохраняются только для тех узлов, к которым подключен осциллограф. В большинстве случаев это ускоряет моделирование и требует меньше памяти. Но если потребуется подключить осциллограф к другим узлам схемы, то придется вновь запустить моделирование.

Следующая группа параметров требует заданиячисленных значений. Для первых трех их нужновыбратьиз раскрывающегося списка, четвертый –ввестис клавиатуры.

Параметр Toleranceопределяетпогрешность, с которой будет выполняться численное решение системы уравнений, составленной для исследуемой цепи.

По умолчанию погрешность составляет 1%, что достаточно для многих практических случаев и обеспечивает большую скорость моделирования. Чтобы изменить погрешность, щелкните кнопку со стрелкой и в появившемся списке выберите другую величину. Величина погрешности указана в экспоненциальной форме; например, 1e-5  соответствует 0.00001.

Замечание. Уменьшение погрешности увеличивает время моделирования. Излишне малая погрешность может привести к прекращению вычислений с сообщением об ошибке14или15:

Electronic Workbench can't reach a solution.

EWB не может получить решение.

Получив такое сообщение, увеличьте погрешность до 1% или 10% и снова запустите моделирование.

Параметр Time domain points per cycleопределяетколичествоточек, анализируемыхна одном периодепри анализе схемы в временной области.

Речь идет о периоде, определяемом частотой, установленной на функциональном генераторе или источнике переменного тока. По умолчанию в каждом периоде анализируется 100 точек. Если нужно более точное решение, можно увеличить количество точек на период до 1000. Чтобы изменять количество точек на период, щелкните кнопку со стрелкой и выберите новое значение.

Замечание. Повышение количества точек на период может обеспечить болеегладкийсигнал, но замедлит скорость моделирования. При слишком большом количестве точек может появиться сообщение об ошибке14или15:

Electronic Workbench can't reach a solution.

EWB не может получить решение.

В этом случае попробуйте уменьшить количество точек на период и запустите моделирование снова.

Параметр Bode Analysis points per cycle определяет количество анализируемых частотдля построения частотных характеристик.

По умолчанию цепь анализируется на 100 частотах. Если нужно более точное решение, можно увеличить количество точек вплоть до 1000. Для того, чтобы изменять количество точек, щелкните кнопку со стрелкой и выберите новое значение.

Замечание. Повышение точек может обеспечить более гладкий сигнал, но замедлит моделирование.

Параметр Temporary file size for simulation определяет размер рабочего файла для хранения результатов моделирования.

По умолчанию этот файл имеет размер 10 Mб. Когда файл полностью заполнится, моделирование прерывается и на экране появляется окно Temporary file is fullс сообщением об этом. Здесь же предлагается нажатием на соответствующую кнопку выбрать один из путей дальнейшего поведения:

1) Stop simulation– остановить моделирование;

2) Use remaining disk space and continue–использовать имеющееся место на диске и продолжить моделирование;

3) Discard existing data and continue– сбросить данные и продолжить моделирование.

Если в исследуемой схеме много узлов, задана маленькая погрешность и назначено большое количество точек на период, то будет получено много данных. В этом случае, а также при необходимости прокрутки результатов моделирования на экране осциллографа к началу моделирования (обратная прокрутка), следует увеличить размер рабочего файла.

Для задания нового размера файла щелкните окно ввода и введите значение.