|
|
Oppijakso 6: Analyysikuvat
|
|
Tämän jakson tavoitteena on
oppia muokkaamaan analyysikuvia.
|
| Opiskelujakson aikana käsiteltävät asiat: |
|
| Lineaarinen asteikko (Lin)
|
|
| Käynnistä ohjelma ja avaa
tiedosto 037A.CIR (Transistorivahvistinaste). Suorita Transient-analyysi.
Molemmat kuvat ('Tulojännite' ja 'Lähtöjännite') ovat lineaarisia:
molemmat akselit on skaalattu tasajakoisesti. Palaa takaisin
kytkentäkaavioon. |
|
|
| |
| Logaritminen asteikko
(Log) |
|
| Suorita nyt AC-analyysi.
Kaikkien kuvien ('Vahvistus', 'Vahvistus dB' ja
'Vaihesiirto') pystyakselit ovat tasajakoisia (lineaarisia),mutta
vaaka-akselit eivät ole tasajakoisia vaan logaritmisia.
|
| |
|
Kuvittele, miten logaritminen (taajuusasteikko) jatkuisi oikealle:
100MHz, 1000MHz... ja vasemmalle 0.1Hz, 0.01Hz... |
| Logaritmisella
taajuusasteikolla ei ole nollakohtaa. Nollakohtaa voidaan lähestyä, mutta sitä
ei voi saavuttaa. |
| |
|
Muuta keskimmäisen kuvan
vaaka-akseli logaritmiseksi. Klikkaa ensin työkalurivin 'Accesses the
Analysis Limits dialog box' -painiketta (zoom-painikkeiden oikealla
puolella). Siirry keskusteluikkunan kuvaajien määrittelykohdan toiselle riville
(Picture 2). Rivin alussa on painike, jota klikkaamalla x-akselin skaalaus
vaihtuu lineaarisesta logaritmiseksi tai päinvastoin: (Defines whether the
X-axis is a linear or log scale). Klikkaa painiketta ja suorita analyysi
(RUN tai F2). Kuvaaja esittää aivan samaa asiaa, vaikkakin tulos
näyttää erilaiselta. Palauta lopuksi alkuperäinen skaalaustapa.
|
|
|
| |
| Automaattinen skaalaus
(Auto) |
|
|
Automaattista skaalausta
kannattaa käyttää silloin, kun kuvaajan 'paikka' ei ole selvillä. Klikkaa
työkalurivin 'Accesses the Analysis Limits dialog box' -painiketta
(zoom-painikkeiden oikealla puolella). Siirry keskusteluikkunan kuvaajien
määrittelykohtaan ja kytke kuvat 1 ja 3 pois. Vie kursori ensin ykkösen kohdalle
ja klikkaa hiiren oikeanpuoleista painiketta. Valitse auenneesta valikosta
'None' (ei mitään). Toista tämän jälkeen sama toimenpide kuvalle 3.
Suorita nyt AC-analyysi, jolloin kuvia tulostuu vain yksi (kuva 2). Palaa
seuraavaksi kytkentäkaavioon ja muuta R2:den arvo (64.9k) 6.49k:ksi. Suorita
AC-analyysi ja totea, ettei mitään kuvaajaa näy (y-akselin skaalaus 0 - 25dB).
Klikkaa nyt työkalurivin 'Accesses the Analysis Limits dialog box'
-painiketta (zoom-painikkeiden oikealla
puolella).
|
| |
|
Siirry keskusteluikkunan (kuva 2) 'Y-Range'-kohtaan.
|
|
|
|
|
|
|
|
Muuta 25dB-lukema hiiren oikeanpuoleisella painikkeella muotoon
'Auto'.
|
| Suorita AC-analyysi
uudelleen. Tutki muuttunutta y-skaalausta ja päättele sen ja
taajuusvastekuvaajan avulla, miten transistorivahvistinaste toimii.
|
| |
|
Automaattiskaalauksen pitäisi tuottaa y-asteikko -80dB - +20dB, josta
selviää, että kuvaaja onkin 0-tason alapuolella.
|
|
|
|
|
|
|
|
Vahvistin ei toimikaan vahvistimena vaan vaimentimena.
|
|
|
|
|
|
|
|
Usein automaattiskaalauksen 'ehdotukset' ovat vaikealukuisia,
joten kannattaa harkita niiden muokkausta.
|
| Palauta alkuperäinen
y-skaalaus. Palaa kytkentäkaavioon ja vaihda R2:den arvo alkuperäiseksi eli
64.9k:ksi. |
|
|
| |
|
Avaa tiedosto 037A.CIR
(Transistorivahvistinaste). Suorita Transient-analyysi. Kuvaruudulla pitäisi
näkyä kaksi kuvaa, joissa kummassakin on sinimuotoinen signaali. Jos näet jotain
muuta, syy saattaa olla edellisen tehtävän komponenttiarvon muutoksessa, joka on
unohdettu palauttaa alkuperäiseen arvoonsa. Voit myös sulkea 037A.CIR
-tiedoston: File / Close. Älä talleta tehtyjä muutoksia! (Save changes
in '037A.CIR'?) Avaa alkuperäinen 037A.CIR-tiedosto uudelleen: File /
Open.
Käytännössä, käytettäessä
oskilloskooppia, nollaviiva lisätään siten, että toinen vapaana oleva säde (tai
kanava) kytketään 'Gnd'-asentoon (mittaamaan 0-tasoa). Tällöin toinen
säteistä (kanavista) mittaa tutkittavaa signaalia ja toinen 0-tasoa. Näin
voidaan menetellä simuloitaessakin.
|
| Kun kuvaruudulla näkyy
kaksi kuvaa, joissa molemmissa on sinimuotoinen signaali, lisätään molempiin nk.
nollaviiva. Avaa 'Transient Analysis Limits' -keskusteluikkuna. Klikkaa
sen alimmalle määritysriville ja lisää yksi rivi klikkaamalla
'Add'-painiketta. Muuta kuva (2) ykköseksi. Lisää 'Y-Expression'
-ruutuun: v(0), joka tarkoittaa jännitteen (v) mittaamista Gnd-tasosta (nolla!).
Kopioi 'Y-Range' -skaalausarvot kuvasta 1.
|
| Voit kokeilla myös
seuraavaa: vie kursori kyseiseen 'Y-Range'-ruutuun. Klikkaa hiiren
oikeanpuoleisella painikkeella, jolloin saat näkyville valikon käytössä olevista
määritteistä. Valitse niistä: '50mV,-50mV'. Suorita Transient-analyysi
'Run'-painikkeella. Ensimmäisessä kuvassa on siniaallon lisäksi
nollaviiva. |
| Nollaviivan tuottaminen
ohjelmallisesti. Kokeile sitä toiseen kuvaan (kuva 2). Aloita tilanteesta, jossa
kuvaruudulla on kaksi Transient -analyysikuvaa ja molemmat esittävät siniaaltoa.
Ylemmässä kuvassa (1) on nollaviiva, mutta alemmassa ei ole. Kokeile aluksi
kuvien vuorottaista aktivointia klikkaamalla niitä vuorotellen. Molempien kuvien
vasemmassa alareunassa on kuvaajan määrite (esim. v(in1) tai v(out1)), mutta
vain aktiivisessa kuvassa määrite on alleviivattu. Aktivoi alempi kuva (2).
Valitse valikkoriviltä: 'Scope' (=analyysin tarkentaminen) / View /
Base Line. Nollaviiva (Base Line) ilmestyy alempaan kuvaan välittömästi.
|
|
|
| Relatiivinen ja
absoluuttinen teksti (Rel ja Abs) |
|
|
Analyysituloksiin kannattaa
aina lisätä tekstiä, jolloin tulosten myöhempi tarkastelu sujuu
'helppolukuisesti'. Valittavana on kaksi eri tekstimuotoa, relatiivinen
(REL) ja absoluuttinen (ABS) ankkurointi.
Absoluuttisesti
ankkuroitava teksti (ABS) pysyy sille osoitetussa paikassa. Relatiivisesti
ankkuroitava teksti (REL) seuraa kuvaa ja kuvaajan paikkaa. Jos analyysissä on
useampia kuvia kuin yksi, valitse silloin REL-tekstimuoto osoittaaksesi tietyssä
kuvassa olevaa asiaa. REL -teksti seuraa kuvaa, kun kuvien lukumäärää tai
paikkaa muutellaan. Ulkonäöltään ja muokattavuudeltaan tekstimuodot ovat
samanlaisia. Ainoa ero niillä on ankkuroituminen kiinteään tai suhteelliseen
pisteeseen.
|
|
|
| |
| Kuvaajien ja kuvien määrä
(P) |
|
|
Kuvaajien määrä samassa
analyysissä on valittavissa tarpeen mukaan. Määriterivien lisääminen: Klikkaa
'Analysis Limits' -ikkunan 'Add'-painiketta. Kuvaajien
sijoittaminen joko samaan tai eri kuvaan tapahtuu 'P' (Picture)
-sarakkeen numeroinnin avulla. Esimerkiksi Kaikki 1:llä merkityt kuvaajat
tulevat samaan kuvaan (kuva 1). Kaikki 2:lla merkityt kuvaajat tulevat samaan
kuvaan (kuva 2) jne. Samaan kuvaan sijoitettavilla, kahdella tai useammilla,
kuvaajilla tulee olla yhtenevä x- ja y-skaalaus. Muut kuvat (tai kuvaajat) voi
kytkeä näkymättömäksi antamalla niiden määritteeksi 'None' eli tyhjä
ruutu.
Kuvaajien (määriterivien)
poisto: Klikkaa poistettavaa riviä ja sitten klikkaa 'Delete'-
painiketta.
Käytettäessä useita kuvia
samanaikaisesti pienenee analyysin kuvakoko huomattavan paljon. On hyödyllistä
tutkia vain paria kolmea kuvaa samanaikaisesti.
|
|
|
| |
| Kuvaajien merkitseminen
(Token) |
|
|
Samassa kuvassa olevien,
kahden tai useamman, kuvaajien erottaminen toisistaan tapahtuu värien avulla.
Kuvaajalla ja sen määritteellä (esim. v(in1)) on sama väri.
Tulostettaessa
analyysitulos mustavalkotulostimella pitää kuvaajat sekä niiden määritteet
merkitä yhteisillä merkinnöillä. Valitse valikkoriviltä: 'Scope / View /
Tokens'. Toiminto tulee välittömästi näkyville kuvaajaan ja sitä vastaavaan
määritteeseen.
|
| |
|
|
|
Lineaarinen asteikko (Lin)