Simulaciones básicas para analógica y digital en Multisim (Enfoque teórico y práctico) El “dominio del tiempo” (‘Time Domain’) Enfoque teórico (“Transient”: I) En este caso debemos hacer la secuencia de acciones siguiente: - Insertamos dos sondas en fuente (Vin) y salida (Vout) para despreocuparnos a posteriori de indicarle al programa qué señales tiene que representar: - Seleccionamos el tipo de análisis y simulación en dos pasos: 1) 2) No tocar No tocar Para cada ciclo que se quiera representar hay Que multiplicar por la Inversa de la frecuencia. En este caso 3 ciclos de 1ms. Pulsar “Save” para que la próxima vez que se entre desde el menú principal de “Analisis and Simulation” nos lleve a los parámetros ya configurados. Después pulsar “Run” para ejecutar. Si la señal no se estabiliza, hay que poner más ciclos. El “dominio del tiempo” (‘Time Domain’) Enfoque teórico (“Transient”: II) - En este punto la imagen debe haber aparecido sin cursores. Para insertar cursores: NOTA: al principio aparecen a la izquierda. 1) 2) Podemos seleccionar el que queramos mover: o pincharlos con el ratón en el triángulo superior y moverlos. 3) Podemos medir diferencias de fase si situamos cada uno en el pico máximo de cada señal (como se ve en la figura). Para ello ayudan los valores numéricos de los cursores: NOTA: si el circuito tarda en estabilizarse, no Es suficiente con hacer la simulación dos o tres ciclos, hay que hacerla hasta que la forma de onda de salida se estabilice (>30ms en este caso, pero hay que probarlo antes): Cuando ambos cursores están aproximadamente en el máximo, se mide la diferencia de fase. También se pueden usar los pasos por cero para medir. Diferencia de fase en tiempo, después hay que pasarlo a grados o radianes. En este caso Se corresponde con unos 86º, Dado que el periodo total son 1000us que corresponde a 360º. El “dominio del tiempo” (‘Time Domain’) Enfoque práctico (“Interactive”: I) En este caso debemos hacer la secuencia de acciones siguiente: - Sobre el esquema anterior se inserta un osciloscopio real Textronic de cuatro canales de los que usaremos dos. - Luego se conecta G a la masa y las entradas 1 y 2 a la entrada y salida al pisitivo de la fuente y al punto de unión Entre R y C respectivamente (esto es válido tanto para “Paso Alto” como para “Paso Bajo”. - Seleccionamos el tipo de análisis y simulación en dos pasos: 1) 2) No tocar Pulsar “Save” para que la próxima vez que se entre desde el menú principal de “Analisis and Simulation” nos lleve a los parámetros ya configurados. Después pulsar “Run” para ejecutar El “Dominio del tiempo” (‘Time Domain’) Enfoque práctico (Interactive’): II - En este punto el sistema debe estar corriendo continuamente a menos que se pulse “Stop” para pararlo, Si no estuviese corriendo, Hay que pulsar “Run” ( ). También es posible pausar sin tener que parar: ( - ). Para visualizar el osciloscopio hay que hacer doble click en él: Este botón visualiza las señales de la forma más conveniente sin ajuste por el usuario Diferencia de fases en us NOTA: interesa que se vean a la misma escala, pero se ve claramente que cada cuadrícula grande vale diferente para cada una. En ese caso CH2 es 25 veces más pequeña que CH1. Los rotores de posición funcionan para mover la señal en vertical, pero también los cursores (*) NOTA: para pasar de en vertical, siempre que previamente se diferencia de fase en tiempo a haya pulado la tecla CURSOR grados hay que pensar que 360º o 2∏ corresponden a el tiempo del periodo completo. 1) Pulsar los tres para encender: 1º Power 2º CH1 3º CH2 NOTA: este rotor es útil para desplazar la señales todas a la vez. Por ello, una forma de medir el desfase es llevar la amarilla al origen de coordenadas y ver cuando desfase ha con la azul. En este caso 1,2 cuadrículas, es decir 1,2*200us = 240us (*). 2) Controlar los rotores hasta que se vean nítidas: 1º V/Div CH1 2º V/Div CH2 3º Sec/Div (para todos los canales) El “Dominio de la frecuencia” (‘Frecuency Domain’) Enfoque teórico de barrido en frecuencia (“AC Sweep”): I En este caso debemos hacer la secuencia de acciones siguiente: - Sobre el esquema anterior se inserta un analizador de espectros (Bode Plotter): - Luego se conectan los teminales (-) masa y las entradas 1 y 2 a la entrada y salida al positivo de la fuente y al punto de unión Entre R y C respectivamente (esto es válido tanto para “Paso Alto” como para “Paso Bajo”. - Seleccionamos el tipo de análisis y simulación en dos pasos: 1) 2) AC Sweep: Se puede empezar y acabar el barrido de forma flexible en múltiplos de 1Hz: Khz, MHz o GHz. Se puede hacer el barrido de diez en diez (décadas), por octavas o de forma lineal. Se puede hacer la representación de forma lineal, en decibelios (dB), en octavas o de forma logarítmica. El “Dominio de la frecuencia” (‘Frecuency Domain’) Enfoque teórico de barrido en frecuencia (‘AC Sweep’): II - En este punto el sistema debe haberse hecho la simulación. Si no se hubiese hecho, hay que pulsar “Run” ( ). - Para visualizar el analizador de espectros hay que hacer doble click en él: Representación de la magnitud de la salida en escala linea. Cuando el valor máximo baja 1/√2 el curso señala la frecuencia de corte (fc). Hay que tener seleccionada esta gráfica previamente para mover cursores. Representación de la fase de la salida en grados. Cuando a la frecuencia de corte (fc) el valor máximo baja a 1/√2 en magnitud, la señal se desfasa un 50% respecto a la fase de la señal de entrada. Hay que tener seleccionada esta gráfica previamente para mover cursores. Los valores son aproximados. El desfase a unos 40Hz es ∏/4. La entrada se ha normalizado a 1V de pico. Simulaciones digitales en el “Dominio Temporal”: ‘Time Domain’ (‘Transient’ o ‘Interactive’) Enfoque teórico (I) En este caso hay que realizar la secuencia de acciones siguiente (si no arranca hay que pulsar ) y partiendo de lo que sabemos para las simulaciones en el dominio del tiempo: - Sobre el esquema digital se inserta un generador de palabras a la izquierda y analizador lógico a la derecha (como norma general). - En el generador de palabras se configura la secuencia lógica que se quiera simular: Se puede ejecutar la secuencia de forma (cycle) cíclica, en ráfaga única (burst) o paso a paso (step). Es importante resetear (reset) antes de iniciar una nueva simulación. Las señales de Ready ® y Trigger no se suelen usar en los diseños básicos. Una sirve para habilitar el generador y la otra para producir la generación de la palabra a partir de una señal de disparo, independiente de la señal de reloj interna. Hay posibilidad de cargar o ejecutar secuencias predefinidas, en lugar de editarlas a mano (load, save, up/down counter, rigt/left shit) y clear buffer: Se toma una frecuencia de reloj interno que vendrá definida por defecto, o si no una que sea coherente con la posterior visualización. También se puede elegir el flanco activo del reloj (subida o bajada). Se pueden introducir los valores en cuatro sistemas de codificación: binario, decimal, hexadecimal y ASCII. Si cambia el valor de Display, cambian los valores: Una vez introducida la secuencia de valores, se puede establecer el inicio, el final, un punto para interrumpir la secuencia (breakpoint) y un punto donde se sitúe el cursor fijo en un valor de la secuencia Simulaciones digitales en el “Dominio temporal”: ‘Time Domain’ (‘Transient’ o ‘Interactive’) Enfoque teórico (II) - En el analizador lógico se muestra la secuencia lógica que ha simulado: Controles para parar la - En el generador de palabras se configura la secuencia lógica que se quiera simular: simulación (stop), resetear Las señales de reloj externo, calificador y trigger no se suelen usar en los diseño básicos. las gráficas (reset) y para poner el fondo blanco (reverse). Muestra la posición temporal de los cursores, su diferencia y el valor de la combinación de señales en esos puntos en hexadecimal. Con este control se ajusta los ciclos del reloj interno del analizador que caben en cada división: eso condiciona la visualización del resto de señales.
