Моделирование гармонических сигналов

В качестве примера рассмотрим модель последовательного соединения элементов R, L, C, показанную на рис. 7.11.

С помощью команды из меню Windows / Split Text / Drawing Areas Horizontal в нижней части экрана выводится описание моделей элементов в формате Pspise, которое можно редактировать, поместив на него щелчком левой кнопки указатель мыши.

Это относится, например, к амплитуде гармонического источника типа sin (A=5), его частоте (F=40k), постоянной составляющей напряжения (DC=0), начальной фазе (PH=0).

Описание простейших элементов в этой области не приводится.

Рис. 7.11.

Двойной щелчок по изображению элемента, например, R1, вызывает меню, в котором можно изменять его параметр Value (1k) или имя Part (R1).

В режиме Transient Analysis выполняется моделирование временных диаграмм сигналов, которое определяется меню, показанным на рис. 7.12. В его нижней части в таблице указываются выбранные временные диаграммы: цвет кривой, номер графика, переменная T, измеряемая величина (напряжение между двумя узлами v (1,2) или между узлом и землей v (3)), диапазон изменения переменных (абсциссы X и ординаты Y). Выше указывается диапазон изменения времени (Time Range) от нуля до 100мс и максимальный шаг изменения времени (Maximum Time Step).

Рис. 7.12.

В начале моделирования целесообразно выбрать режим автоматического выбора диапазонов изменения абсциссы и ординаты (отметить Auto Scale Ranges).

Если в колонке P указаны одинаковые цифры (1), то все графики будут построены на общем рисунке, а иначе на экране будет несколько рисунков с разными масштабами по оси ординат. Кнопка Add добавляет в таблицу сигналов очередную строку, а кнопка Delete удаляет выбранную строку.

Кнопка Run запускает процедуру моделирования, и на экран выдаются его результаты, как показано на рис. 7.13.

Рис. 7.13.

Различные временные диаграммы выделяются цветом. По сетке можно проводить измерения так же, как и на экране осциллографа. Кроме того, имеются два маркера, которые управляются левой и правой кнопками мыши. Для их вызова необходимо нажать кнопку, закрыть окно и установить в нужные места маркеры левой и правой кнопок. Результат показан на рис. 7.14.

Рис. 7.14.

В его нижней части приводятся значения переменных для левого (Left) и правого (Right) маркеров, их цвет соответствует кривой, а ее выбор для размещения маркеров проводится щелчком левой кнопки мыши по символам в левой нижней части экрана.

Кнопки, расположенные левее, позволяют устанавливать маркеры на максимальные или минимальные значения сигнала (на рис. 7.14 для v (3)). Разность абсцисс маркеров в колонке Delta позволяет определить период сигнала (25 мкс), что соответствует частоте источника F=40 кГц.

Возврат к моделируемой цепи осуществляется либо через меню Windows (в его конце перечислены открытые окна), либо завершением режима Transient Analysis кнопкой в правом верхнем углу окна (ниже аналогичной кнопки, закрывающей всю программу).

Рассмотрим цепь, еоказанную на рис. 6.3, ее модель показана на рис. 7.15. Задание на моделирование токов и напряжений представлено на рис. 7.16, а результирующие вре-менные диаграммы — на рис. 7.17.

Рис. 7.15.

Рис. 7.16.

По полученным временным диаграммам можно определить амплитуды напряжений и токов, которые совпадают с результатами их расчета. По сдвигам во времени одного сигнала относительно другого нетрудно вычислить сдвиги фаз между ними, которые также совпадают с расчетными значениями.

Необходимо лтметить, что определение параметров гармонических сигналов по смоделированным временным диаграммам необходимо проводить, отступив от начала несколько периодов.

Рис. 7.17.

В режиме временного анализа можно моделировать мгновенные мощности сигналов в соответствии с выражением, пример показан на рис. 7.18 (нижняя кривая — мгновенная мощность в сопротивлении, а верхняя на зажимах источника напряжения).

Рис. 7.18.