Работа с результатами моделирования

После настройки и выполнения необходимых видов анализа результаты записываются в файл данных моделирования (Simulation Data File, SDF), который получает имя проекта (<ProjectName>.sdf) и отображается на панели Projects в папке Generated\Simulation Documents. Файл автоматически открывается на вкладке документа в редакторе SimData. Эта многофункциональная среда позволяет быстро и эффективно анализировать результаты моделирования, оценивать и отлаживать проект, чтобы в итоге убедиться в правильности его работы. Обратите внимание: хотя файл уже создан, изначально он еще не сохранен.

Работа со списком результатов моделирования

Выполненные запуски моделирования отображаются в области Results панели Simulation Dashboard. Кнопка  справа от записи конкретного результата предоставляет следующие действия:

• Show Results – повторно открыть результаты этого запуска. Также можно дважды щелкнуть имя результата, чтобы открыть его.
• Load Profile – восстановить настройки анализа для этого запуска в соответствующем разделе области Analysis Setup & Run панели Simulation Dashboard.
• Edit Title – переименовать запись результата. По умолчанию результату присваивается имя анализа.
• Edit Description – изменить описание записи результата. По умолчанию описание отражает основные параметры запуска. Для редактирования также можно щелкнуть поле описания.
• Delete – удалить запись результата.

Используйте область Results панели Simulation Dashboard для управления результатами моделирования.

Также можно переключить значок замка (/) у записи результата моделирования, чтобы сохранить результаты этого запуска. При следующем запуске анализа того же типа к имени нового результата будет добавлен числовой суффикс с увеличенным значением. Блокировка результатов моделирования позволяет накапливать результаты нескольких запусков анализа одного типа.

Диаграммы, графики и кривые

Файл данных моделирования можно условно разделить на три составляющие:

• Диаграммы
• Графики
• Кривые

Диаграмму можно рассматривать как «страницу» файла SDF. Файл SDF может содержать несколько диаграмм, содержимое каждой из которых зависит от типа выполняемого анализа. График — это область для графического представления данных, в которой можно отображать одну или несколько кривых. Диаграмма может содержать несколько графиков. Кривая представляет данные анализа, полученные в определенной точке или узле схемы.

Основные элементы результатов моделирования

При запуске моделирования для каждого типа анализа создается отдельная диаграмма. Чтобы открыть диаграмму нужного типа анализа, щелкните вкладку с ее именем внизу рабочей области. Для быстрого переключения между диаграммами результатов анализа используйте клавиши + и - на цифровой клавиатуре.

Доступ к результатам моделирования. Щелкните соответствующую вкладку, чтобы просмотреть результаты анализа нужного типа.

Для видов анализа, результаты которых представлены кривыми, количество графиков на диаграмме зависит от типа анализа, пробников, добавленных на схемы, и выходных выражений, добавленных при настройке этого типа анализа.

Краткие советы по работе в редакторе SimData:

• Чтобы переместить кривую с одного графика на другой, нажмите ее имя и, удерживая кнопку мыши, перетащите его на другой график.
• Чтобы отобразить существующую кривую на новом отдельном графике, дважды щелкните ее имя, затем выберите New Plot в раскрывающемся списке Plot Number диалогового окна Edit Waveform.
• Чтобы увеличить участок графика, зажмите левую кнопку мыши и очертите прямоугольником новую область просмотра. Чтобы восстановить вид, щелкните правой кнопкой мыши и выберите Fit Document.
• Дважды щелкните в любом месте графика, чтобы открыть диалоговое окно Plot Options, в котором можно настроить заголовок, линии сетки и стиль линий.
• Дважды щелкните ось, чтобы задать ее подпись и настроить параметры.
• Дважды щелкните заголовок диаграммы, чтобы открыть диалоговое окно Chart Options, в котором можно задать имя диаграммы, а также выбрать, какие измерения с помощью курсоров отображаются на графике, если курсоры включены.
• Выберите в меню Tools » Document Options, чтобы открыть диалоговое окно Document Options, в котором можно настроить цвета и видимость различных элементов кривых, диаграмм и графиков (включая точки данных), а также задать длину БПФ.

Выбор кривой

Чтобы выбрать кривую в рабочей области, щелкните ее имя. Выбранная кривая будет выделена более насыщенным цветом, а слева от ее имени появится точка. При этом применяется фильтрация по имени кривой. Все остальные кривые с другими именами на активной диаграмме будут замаскированы (приглушены).

Степень маскирования можно регулировать с помощью ползунка Mask Level, который открывается нажатием кнопки Mask Level в правом нижнем углу рабочей области.

Выберите кривую, щелкнув ее имя, и задайте уровень маскирования с помощью кнопки и ползунка в правом нижнем углу.

Чтобы сбросить фильтрацию и восстановить полную видимость всех графиков, нажмите кнопку Clear в правом нижнем углу рабочей области или воспользуйтесь командой Wave » Clear Filter главного меню (сочетания клавиш: Esc, Shift+C). Выделение кривой, по имени которой выполнялась фильтрация, будет снято.

Отображение результатов нескольких проходов

Перебор температуры, перебор параметров и анализ Монте-Карло — это функции моделирования, которые выполняют несколько проходов базового анализа (например, частотного анализа, анализа переходных процессов и т. д.), изменяя один или несколько параметров схемы при каждом проходе. При отображении результатов в редакторе SimData соответствующий график содержит кривые для нескольких проходов, каждый из которых обозначается буквой и числом, добавляемыми после имени кривой (например, v(Output) p1, v(Output) p2 и т. д.). Буква указывает тип многопроходного анализа:

• t – перебор температуры
• p – перебор параметров
• m – анализ Монте-Карло

Число обозначает конкретный проход.

Пример результатов анализа с перебором параметров

При щелчке по имени сигнала информация о параметрах, использованных в соответствующем проходе, отображается под графиком и в строке состояния. Кроме того, если в диалоговом окне Document Options (Tools » Document Options) включен параметр Highlight Similar Waves, подсвечиваются другие сигналы, соответствующие тем же значениям параметров.

Щелкните по сигналу для определенного прохода, чтобы просмотреть его параметры и подсветить другие сигналы, относящиеся к тому же проходу.

Управление количеством видимых графиков

При первой записи результатов анализа в файл SDF они по умолчанию отображаются оптимальным образом: одновременно в поле зрения находятся от одного до четырех графиков в зависимости от количества графиков, полученных в результате анализа. Например, если графиков три, диаграмма будет автоматически настроена на отображение всех трех. Если графиков шесть, диаграмма будет автоматически настроена на одновременное отображение четырех графиков и т. д. Количество видимых графиков можно изменить с помощью параметра Number of Plots Visible в диалоговом окне Document Options, которое открывается для активного файла SDF выбором Tools » Document Options в главном меню.

Выберите требуемое значение Number of Plots Visible в диалоговом окне Document Options.

Установив для количества видимых графиков значение All, вы, как правило, сможете видеть все графики в рабочей области одновременно (разумеется, это зависит от количества графиков, полученных в результате анализа). Это своего рода «черновой режим», позволяющий быстро оценить полученные сигналы.

Для более подробного анализа сигналов следует перейти от отображения всех графиков к отображению определенного их количества. Чем меньше графиков одновременно отображается в рабочей области, тем проще сосредоточиться на конкретном сигнале и выполнить измерения. Чтобы воспользоваться возможностями изменения масштаба по осям X и/или Y, добавления осей Y и подписей к графикам, необходимо установить для параметра Number of Plots Visible любое значение, кроме All.

Изменение порядка графиков и перемещение сигналов

Порядок расположения графиков на диаграмме можно изменить перетаскиванием. Сначала убедитесь, что график, который вы хотите переместить, активен в рабочей области. Если для параметра Number of Plots Visible установлено значение All, область имен сигналов активного графика выделяется сплошной рамкой; если для параметра Number of Plots Visible установлено значение 2, 3 или 4, активный график отмечается стрелкой в левой части области его отображения. Затем щелкните внутри области имен сигналов (но не по самому имени) и перетащите график вверх или вниз. Появится линия, указывающая, под каким графиком будет размещен перемещаемый график, если отпустить кнопку мыши.

Как и графики, сами сигналы можно перемещать между графиками. Щелкните по имени сигнала и перетащите его на нужный график. В верхней части оси Y принимающего графика появится стрелка. Перемещение возможно независимо от количества видимых графиков.

Сигнал также можно переместить на новый график, дважды щелкнув по имени сигнала и выбрав New Plot в раскрывающемся списке Plot Number открывшегося диалогового окна Edit Waveform. После этого может потребоваться изменить количество видимых графиков. Это можно сделать в диалоговом окне Document Options (Tools » Document Options).

Перемещение сигнала на новый график с помощью диалогового окна Edit Waveform.

В видео ниже показан процесс изменения порядка графиков и перемещения сигналов.

Демонстрация способов изменения порядка графиков и перемещения сигналов.

Масштабирование данных

Масштаб активного графика можно изменять, увеличивая или уменьшая его при анализе данных сигналов. Для увеличения и уменьшения масштаба используйте соответствующие команды Zoom In и Уменьшить масштаб в главном меню View. Также можно, удерживая кнопку мыши, выделить прямоугольную область вокруг интересующего участка, чтобы увеличить его.

При изменении масштаба данных на одном графике остальные графики не изменяются. Отключите параметр Zoom Plots Separately в диалоговом окне Document Options, чтобы при изменении масштаба данных на одном графике тот же масштаб применялся ко всем графикам.

Чтобы вернуться к исходному отображению сигналов (без увеличения), выполните команду Fit Document из главного меню View или контекстного меню рабочей области (сочетание клавиш: Ctrl+PgDn).

В видео ниже показан процесс масштабирования данных результатов моделирования.

Демонстрация способов масштабирования данных.

Настройка нескольких осей Y для графика

В некоторых случаях одной оси Y недостаточно. Например, может потребоваться сравнить сигналы тока и напряжения на одном графике. Напряжение может достигать 5 В, а ток — составлять всего несколько миллиампер или микроампер. Чтобы осциллограммы оставались наглядными, редактор SimData позволяет использовать дополнительные оси Y.

Рассмотрим осциллограммы на изображении ниже. Одна показывает входное напряжение, а другая — ток через резистор. Если перенести осциллограмму тока на график напряжения, она практически исчезнет из виду из-за масштаба существующей оси Y. Лучше создать новую ось Y — результат показан ниже.

Новую ось Y для осциллограммы тока можно добавить одним из следующих способов:

• Щелкните правой кнопкой мыши по ее имени, выберите Edit Wave и в появившемся диалоговом окне Edit Waveform выберите New Axis из раскрывающегося списка Axis Number.

  
  Назначение новой оси Y для осциллограммы в диалоговом окне Edit Waveform.
• Добавьте новую ось Y (Plot » Add Y Axis), затем перетащите на нее осциллограмму тока, чтобы связать их.

Новая ось Y с автоматически подобранным масштабом будет добавлена слева от существующей оси Y. В результате обе осциллограммы будут хорошо различимы на одном графике.

Чтобы удалить ось Y с графика, для которого задано несколько осей Y, щелкните по ней для выбора и выполните команду Plot » Remove Y Axis . Либо щелкните по оси правой кнопкой мыши и выберите Delete Axis в контекстном меню.

Отображение точек данных

Если вы сомневаетесь в точности осциллограмм — например, если вместо плавных кривых они выглядят угловатыми и зубчатыми, — можно включить отображение точек данных, чтобы проверить, достаточно ли часто выполнялся расчет результатов.

Чтобы отобразить эти точки, включите параметр Show Data Points в диалоговом окне Document Options. В каждой точке осциллограммы, для которой выполнялся расчет данных, появится небольшой кружок.

Используйте параметр Show Data Points для визуальной оценки точности осциллограмм.

Быстрое преобразование Фурье

С помощью команды Chart » Create FFT Chart можно быстро выполнить быстрое преобразование Фурье для каждой осциллограммы на активной диаграмме. Результаты сохраняются и отображаются на новой диаграмме, имя которой задается в формате <SourceChartName>_FFT. Она добавляется справа от существующих диаграмм в файле SDF.

Задайте FFT Length в диалоговом окне Document Options (Tools » Document Options). По умолчанию длина равна 128.

Используйте команду Create FFT Chart для выполнения быстрого преобразования Фурье.

Другие возможности управления диаграммами, графиками и осциллограммами

В следующих разделах описаны другие возможности управления диаграммами, графиками и осциллограммами.

Работа с текстовыми данными

Диаграммы, созданные для анализа рабочей точки и передаточной функции, не содержат графиков и осциллограмм — они отображают текстовые данные. В этом случае «осциллограмма» представляет собой одно вычисленное значение. Добавьте нужные значения на диаграмму, выбрав соответствующий элемент в списке Source Data на панели Sim Data и нажав кнопку Add Wave to Plot.

Пример добавления вычисленного значения при анализе переходной функции.

Текстовую информацию можно скопировать в буфер обмена с помощью команды Tools » Copy to Clipboard as Text главного меню.

Работа с цифровыми графиками

Цифровые графики отображают логический уровень в цифровом узле: 0 или 1. Пример цифрового графика приведён ниже.

Пример цифрового графика

Цифровые осциллограммы также могут отображать неопределённое и высокоимпедансное состояния с помощью участков из двух и трёх линий соответственно.

 
Неопределённое (первое изображение) и высокоимпедансное (второе изображение) состояния на цифровом графике.

Обратите внимание: измерительные курсоры обозначают неопределённое и высокоимпедансное состояния символами «X» и «Z» соответственно.

Представление неопределённого и высокоимпедансного состояний измерительными курсорами.

Работа с результатами измерений

При просмотре документа результатов моделирования данные измерений отображаются на вкладке Measurements панели Sim Data.

Для анализа результатов измерений при моделировании предусмотрен ряд возможностей:

• Выберите значение измерения и нажмите кнопку Show on chart, чтобы отобразить на графике измерительные курсоры, выделяющие область, для которой было рассчитано измерение. Подробнее см. в разделе Измерения с помощью курсоров.

  
  Используйте кнопку Show on chart для визуализации измерения.

• Нажмите кнопку Add, чтобы открыть диалоговое окно Add Waves to Plot, в котором можно задать новую осциллограмму и измерения для неё.
• Нажмите кнопку , чтобы открыть диалоговое окно Edit Waveform, в котором можно изменить существующую осциллограмму и заданное измерение; возвращаться к панели Simulation Dashboard  не требуется.

Если документ результатов моделирования содержит осциллограммы для нескольких проходов анализа (например, при переборе значений температуры или анализе методом Монте-Карло), для каждой осциллограммы будет получено своё значение измерения. В этом случае на вкладке Measurements панели Sim Data будет представлена таблица измерений и станут доступны следующие возможности:

• Статистические показатели измерений рассчитываются автоматически и отображаются в нижней части панели Sim Data.

• Полную таблицу результатов измерений можно отобразить, нажав элемент управления Expand the table на панели Sim Data. Таблица будет показана на диаграмме Measurement Table. Данные в таблице можно выделять и копировать (например, для вставки в электронную таблицу).

• Постройте график с помощью кнопки Plot. Например, если выполнялся параметрический анализ, можно построить график зависимости значений измерений от изменяемого параметра. График будет добавлен на диаграмму Measurement Plot.

• Визуализируйте распределение данных, построив гистограмму с помощью кнопки Histogram. Гистограмма будет добавлена на диаграмму Measurement Histogram.

Выполнение непосредственных измерений

Редактор SimData позволяет получать данные измерений непосредственно в рабочей области. Основные измерения автоматически отображаются для выбранной осциллограммы. Для более точных измерений предусмотрены специальные измерительные курсоры, позволяющие выполнять измерения в интерактивном режиме.

Измерения для выбранной осциллограммы

Основные измерения для выбранной осциллограммы представлены в области Waveform Measurements панели Sim Data.

Основные измерения для выбранной осциллограммы.

Данные рассчитываются по самой осциллограмме без какого-либо участия измерительных курсоров. Рассчитываются следующие данные:

Измерения с помощью курсоров

Для точных измерений можно использовать специальные измерительные курсоры редактора SimData. Доступны два курсора — Cursor A и Cursor B, — которые можно добавить к одной и той же или к разным осциллограммам в рабочей области.

Добавить измерительный курсор можно одним из двух способов:

• Выберите осциллограмму и выполните команду Wave » Cursor A или Wave » Cursor B.
• Щёлкните правой кнопкой мыши по имени осциллограммы и выберите Cursor A или Cursor B в контекстном меню.

Добавленный курсор появится в виде вкладки в верхней части графика, содержащего осциллограмму, и примет цвет осциллограммы, которой он назначен. На графике появится перекрестие, пересекающее осциллограмму. Чтобы переместить курсор, нажмите на его вкладку и перетащите её.

Перекрестие и вкладка курсора

Данные измерений доступны в области Measurement Cursors панели Sim Data. Также можно включить отображение данных измерений в рабочей области. Это делается на вкладке Cursors диалогового окна Chart Options (Chart » Chart Options).

Вкладка Cursors диалогового окна Chart Options

Доступность измерений с помощью курсоров — как в рабочей области, так и на панели Sim Data — зависит от того, как назначены измерительные курсоры:

• Если используется один курсор, можно считывать только значения X и Y точки пересечения его линий.

• Если два курсора добавлены к разным осциллограммам, можно измерять:

  • Значения X и Y

  • B-A

• Если два курсора добавлены к одной осциллограмме, можно измерять:

  • Значения X и Y

  • B-A

  • Минимум на участке A..B

  • Максимум на участке A..B

  • Среднее значение на участке A..B

  • Среднеквадратическое значение переменной составляющей на участке A..B

  • Среднеквадратическое значение на участке A..B

  • Частота на участке A..B

Выберите курсор, щелкнув его вкладку, чтобы получить доступ к набору команд для работы с ним в главном меню Wave. Вы можете переместить курсор в точку максимума или минимума осциллограммы либо быстро перейти к следующему или предыдущему пику или впадине.

Чтобы удалить курсор, используйте команду Wave » Cursor A или Wave » Cursor B из главного меню либо щелкните правой кнопкой мыши вкладку курсора и выберите команду Cursor Off в контекстном меню.

Перекрестный переход к схеме

Редактор SimData позволяет выполнить перекрестный переход от выбранной осциллограммы к соответствующему узлу анализируемой схемы, по результатам анализа которой была получена эта осциллограмма. 

Чтобы воспользоваться этой функцией, щелкните правой кнопкой мыши имя осциллограммы в рабочей области и выберите Cross Probe to Schematic в появившемся контекстном меню. Исходный документ схемы станет активным, а соответствующий узел будет выделен — в соответствии с Highlight Methods, заданными на странице Система — Навигация диалогового окна Preferences.