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12. Die Simulation mit Probe auswerten

Den Stromverstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Kollektorspannung darstellen
   Mathematische Ausdrücke ohne Tipperei in das "Add Traces"-Fenster eintragen

  Eine Ableitung erzeugen
Anzeigen der von PSpice berechneten Punkte (Mark Data Points)
Ausschnitte in Probe vergrößern (Zoomen)
Übertragen der X-Y-Wertepaare in eine Tabelle
Mit dem Probe-Cursor die exakte Position ermitteln
  Das Fadenkreuz auf einem anderen Grafen verschieben
  Minima, Maxima und Wendepunkte automatisch auffinden lassen
 Die Position des Fadenkreuzes als Zahlenangaben einblenden

In diesem Kapitel lernen Sie das exakte Auswerten der Simulationsergebnisse, die Sie nicht nur Punkt für Punkt mit dem "Probe Cursor" ablesen können. Es besteht sogar die Möglichkeit, sich die von PSpice berechneten Werte in einer Tabelle abspeichern zu lassen. Daneben hilft Ihnen eine Zoom-Funktion verborgene Details im Diagramm zu erkennen.

Den Stromverstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Kollektorspannung darstellen

Die nachfolgend beschriebenen Ablese-Funktionen von Probe sollen wieder am Beispiel unserer Transistorschaltung demonstriert werden, die wir im letzten Kapitel verwendet hatten.

Transistorschaltung
Die Transistorschaltung des vorhergehenden Kapitels wird um ein neues Simulationsprofil erweitert.


Erweitern Sie bitte dieses Projekt um ein neues Simulationsprofil, das den Namen "Stromverstaerkungsfaktor" tragen soll. Es handelt sich dabei wieder um einen DC-Sweep, der wie folgt aussieht:

DC-Sweep
Der DC-Sweep für das neue Projekt.

Diesmal soll sich Spannungsquelle V1 von -0,5 bis +0,5 Volt in 0,02-Volt-Schritten verändern.

Mathematische Ausdrücke ohne Tipperei in das "Add Traces"-Fenster eintragen

Damit Sie den Stromverstärkungsfaktor des Transistors in Abhängigkeit von der Kollektorspannung erhalten, müssen Sie nach der erfolgten Simulation im "Add Traces"-Fenster den Ausdruck

IC(Q1) / IB(Q1)

eintragen (Anmerkung: Der Stromverstärkungsfaktor ist der Kollektorstrom geteilt durch den Basisstrom). Diesen Ausdruck können Sie entweder von Hand eintippen oder Sie klicken die entsprechenden Variablen und den Bruchstrich im "Add Traces"-Fenster an, wie es das nachfolgende Video zeigt:

So geben Sie selbst komplizierte mathematische Ausdrücke ohne Tipperei nur mit Mausklicks ein (einklicken.avi).

Eine Ableitung erzeugen

Von Hand oder nach derselben Methode geben Sie für eine zweite Y-Achse den Ausdruck

D(IC(Q1) / IB(Q1))

ein. Mit dem D bewirken Sie eine Ableitung nach der X-Achse des danach folgenden Klammerausdrucks. Mit dem zweiten Grafen können Sie demnach die Steigung des ersten ablesen. Probe zeigt dann folgende Darstellung:

Stromverstärkung und Ableitung
Das Probefenster: Der Stromverstärkungsfaktor (grün) und die Ableitung davon (rot). Das Projekt finden Sie hier: trake, trake.zip.

Sollten Sie mit dem Begriff  "Ableitung" nicht viel anfangen können, macht das für das weitere Verständnis nichts. Es geht in diesem Beispiel eigentlich nur darum, dass zwei verschiedene Grafen in einem Diagramm abgebildet sind.

Anzeigen der von PSpice berechneten Punkte (Mark Data Points)

PSpice berechnet keine Grafen sondern X-Y-Wertepaare, die Probe gegebenenfalls umrechnet, als Punkte darstellt und durch Geradenabschnitte verbindet (lineare Interpolation). Diese tatsächlich errechneten Punkte können Sie hervorheben, wenn Sie den nachfolgenden Knopf    in der Werkzeugleiste von Probe drücken.


Knopf Mark Data Points
Im gelben Kreis befindet sich jener Knopf, mit dem Sie die von PSpice berechneten Punkte zum Vorschein bringen.

Diese Datenpunkte erscheinen dann grau:

Datenpunkte in Probe
Die tatsächlich errechneten Datenpunkte sind grau markiert.

Ausschnitte in Probe vergrößern (Zoomen)

Probe besitzt eine Zoomfunktion, die auch verborgene Details offenbart. Damit können Sie auch die lineare Interpolation sichtbar machen. Die grauen Datenpunkte sind durch Geraden verbunden. Um zu Zoomen, ziehen Sie mit linker gedrückter Maustaste ein Rechteck, das den zu vergrößernden Ausschnitt markiert.  Dann klicken Sie auf den folgenden Knopf mit der Lupe. Er befindet sich links in der Werkzeugleiste von Probe  . Das nachfolgende Video zeigt den Vorgang, den Sie sogar mehrmals wiederholen können:

So vergrößern Sie mit der Zoom-Funktion die Ausschnitte mehrmals und machen anschließend den gesamten Vorgang wieder rückgängig (zoom.avi).

Zum Schluss zeigt das Video, wie Sie den Vergrößerungsvorgang wieder rückgängig machen, in dem Sie auf dieses Symbol  in der Werkzeugleiste von Probe klicken.

Übertragen der X-Y-Wertepaare in eine Tabelle

Die Koordinaten der (grauen) Datenpunkte können Sie in eine Tabelle übertragen, die Sie für die Weiterverarbeitung z.B. als TXT-Datei abspeichern können. Externen Mathematikprogrammen steht diese Tabelle dann zur Verfügung oder Sie können diese Tabelle auch innerhalb von PSpice weiterverarbeiten.

Um z.B. die Datenpunkte des Grafen IC(Q1) / IB(Q1) in die Windowszwischenablage abspeichern zu können, müssen Sie zuerst die Bezeichnung dieses Grafen, welche sich unterhalb des Diagramms im Probefenster befindet, markieren , indem Sie mit der Maus auf diese klicken. Sie verfärbt sich dann rot und ist somit markiert. Nun können Sie mit der Tastaturkombination Strg+C die Wertetabelle in die Zwischenablage kopieren und dann z.B. mit Notepad in eine Text-Datei hineinkopieren. Sie erhalten dann folgende Tabelle im ASCII-Format.

Den ganzen Vorgang können Sie auch nur mit der linken Maustaste erzielen. Dabei brauchen Sie das Probe-Fenster nicht zu verlassen. Das nachfolgende Video zeigt Ihnen, wie es geht:

So erzeugen Sie eine Wertetabelle aus den Datenpunkten eines Grafen und speichern diese anschließend in einer ASCII-Datei mit der Endung TXT ab (tabelle.avi).

Mit dem Probe-Cursor die exakte Position ermitteln

Probe stellt einen so genannten Probe-Cursor zur Verfügung, mit dem Sie sich die Position eines Fadenkreuzes, welchen Sie auf Ihrem Grafen mit der Maus verschieben, exakt angeben lassen können. Wenn Sie in der Werkzeugleiste von Capture den Knopf  "Toggle cursor" anklicken,

Toggle Cursor
Mit dem Toggle-Cursor-Knopf erhalten Sie die exakte Position eines Fadenkreuzes.

bietet Ihnen Probe folgendes Erscheinungsbild:

Fadenkreuz
Im Probe-Cursor-Fenster lesen Sie die exakte Position der Fadenkreuze ab, welche sie mit linker oder rechter gedrückter Maustaste verschieben.

Sie sehen das Probe-Cursor-Fenster und ein Fadenkreuz, das Sie entlang des grünen Grafen verschieben können. Wenn Sie dazu die linke Maustaste verwenden, verändert sich die Zeile A1 im Probe-Cursor-Fenster. Wenn Sie hingegen das Fadenkreuz mit der rechten Maustaste verschieben, ändern sich die Werte in der Zeile A2 des Probe-Cursor-Fensters.  Die X-Werte stehen an erster Stelle der Zeile, die Y-Werte an zweiter. In der Zeile "dif" lesen Die Differenzen zwischen den Zeilen A1 und A2 ab.

Achten Sie auch darauf, dass das kleine, grüne Rechteck  links von der Bezeichnung IC(Q1) / IB(Q1) durch eine gestrichelte Umrahmung gekennzeichnet ist. Dies besagt, dass sich die Fadenkreuze nur entlang des grünen Grafen bewegen.

Das nachfolgende Video verdeutlicht nochmals den Umgang mit dem Fadenkreuz:

Zuerst wird das Fadenkreuz mit der linken Maustaste verschoben. Die Zeile A1 verändert sich. Dann wird mit der rechten Maustaste verschoben und die Zeile A2 ändert sich (probecursor.avi).


Das Fadenkreuz auf einem anderen Grafen verschieben

Wenn Sie mit Ihrem Fadenkreuz den Grafen wechseln möchten, dann müssen Sie in unserem Beispiel auf das kleine rote Symbol  links von der Bezeichnung D(IC(Q1)/(IB(Q1)) klicken.

Nun kommt es darauf an, ob Sie mit der LINKEN oder RECHTEN Maustaste darauf klicken. Wenn Sie mit der linken auf das rote Symbol klicken, verschieben Sie mit der linken Maustaste das Fadenkreuz entlang des roten Grafen. Das Entsprechende gilt, wenn Sie mit der rechten auf dieses Symbol klicken. Dann verschieben Sie mit der rechten, gedrückten Maustaste das Fadenkreuz entlang des roten Grafen.

Wenn Sie wieder zurück auf den grünen Grafen möchten, kommt es auch wieder darauf an, ob Sie das kleine, grüne Symbol  mit der LINKEN oder RECHTEN Maustaste anklicken: Wenn Sie mit der linken auf das grüne Symbol klicken, verschieben Sie mit der linken Maustaste das Fadenkreuz entlang des grünen Grafen. Das Entsprechende gilt, wenn Sie mit der rechten auf dieses Symbol klicken. Dann verschieben Sie mit der rechten, gedrückten Maustaste das Fadenkreuz entlang des grünen Grafen.

Minima, Maxima und Wendepunkte automatisch auffinden lassen

Das Fadenkreuz können Sie automatisch exakt auf Minima, Maxima und Wendepunkte einrasten lassen, wenn Sie dazu die folgenden Knöpfe  in der Werkzeugleiste von Probe verwenden:

Damit finden Sie ein lokales Maximum. Bevor Sie diesen Knopf drücken, müssen Sie das Fadenkreuz ein Stück in Richtung des lokalen Maximums verschoben haben.

 Damit finden Sie ein lokales Minimum. Zuvor müssen Sie ebenfalls das Fadenkreuz ein Stück in Richtung des lokalen Minimums verschieben.

 Damit finden Sie Wendepunkte. Auch hier müssen Sie das Fadenkreuz zuvor ein Stück in Richtung des zu suchenden Wendepunkts verschieben.

 Das Fadenkreuz springt auf das absolute Maximum.

Das Fadenkreuz springt auf das absolute Minimum.

Das Fadenkreuz springt auf den nächsten grauen Datenpunkt, der dazu nicht sichtbar gemacht worden sein muss. Auch hier müssen Sie die Richtung festlegen, in der gesucht werden soll, indem Sie zuvor das Fadenkreuz ein Stück in die zu suchende Richtung verschieben.

Dieser Knopf dient zur Eingabe von Suchfunktionen, die dafür sorgen, dass das Fadenkreuz exakt auf die  von Ihnen angegebenen Werte springt.

Die Position des Fadenkreuzes als Zahlenangaben einblenden

Ganz rechts in der Werkzeugleiste befindet sich ein Knopf "Mark Label" , welcher im nachfolgenden Bild gelb eingekreist ist. Wenn Sie diesen betätigen, erscheint eine Texteinblendung an der Stelle, an der sich das Fadenkreuz gerade befindet. An ihr können Sie die Position des Fadenkreuzes ablesen

Mark Label
Mit dem Knopf "Mark Label" (oben rechts gelb eingekreist) blenden Sie die Position des Fadenkreuzes in Zahlenangaben ein.

Die Position der Texteinblendung können Sie mit linker, gedrückter Maustaste verschieben. Dazu muss der Schriftzug in roter Farbe erscheinen. Mit der Entf-Taste auf Ihrer Tastatur löschen Sie den Text wieder. Manchmal verschwindet der Text nicht. Dann müssen Sie das Fenster schließen und wieder öffnen. Wenn Sie einen Doppelklick auf den Schriftzug ausführen, öffnet sich ein kleines Fenster, in dem Sie einen alternativen Text eingeben können.

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