SAI ZView – program do zaawansowanego modelowania i analizy

SAI ZView – program do
zaawansowanego modelowania i
analizy widm impedancyjnych
Zview stworzony przez firmę Scribner Associates inc. jest jednym z najlepszych programów
do modelowania i symulacji widm impedancyjnych. Korzysta z własnego formatu
wprowadzania danych – odpowiednio sformatowanego pliku tekstowego z rozszerzeniem .z
Dane pomiarowe przechowywane są w pliku w formie części rzeczywistej i urojonej
impedancji.
Główne możliwości programu to:




Prezentacja widm impedancji we wszystkich układach współrzędnych (wykresy
Nyquista i Bodego)
Automatyczne przeliczanie i prezentacja różnych wartości pokrewnych – Z, Y, M, E
oraz wartości w szeregowym i równoległym układzie zastępczym
Budowa z elementów idealnych elektrycznych modeli zastępczych i symulacja ich
impedancji w dziedzinie częstotliwości
Modelowanie (znajdowanie wartości parametrów modelu) danych pomiarowych
Podpowiedzi:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wczytywanie danych: File->Data files
Dodawanie nowych wykresów: Graph->New Nyquist/Bode plot
Porządkowanie okien: Window->Tile
Zmiana danych na wykresie, ustawienia osi, opisy osi: (na wykresie) LPM->Setup
Autoskalowanie wykresu: (na wykresie) LPM->Autoscale
Budowa modeli zastępczych: Tools->Equivalent circuits
Przełączanie między symulacją widma impedancji a modelowaniem danych: Tools>Equivalent Circuits->Model->Edit fit parameters
Praca domowa – ogólny schemat postępowania
1. Zapoznaj się z obsługą programu, wczytaj przykładowe dane (DEMO1-DEMO3).
Sprawdź jakie są możliwe do wyliczenia przez program parametry.
2. Usuń z programu dane DEMO. Uruchom narzędzie „Equivalent circuits”. Zbuduj parę
modeli zastępczych – szeregowo-równoległych dla wprawy. Zapisz i wczytaj któryś z
modeli.
3. Zbuduj model zastępczy rzeczywistego elementu elektronicznego – kondensatora,
rezystora lub cewki. Parametry modelu wymyśl sobie (wartości powinny mieć jakieś
fizyczne uzasadnienie!).
4. Zasymuluj widmo impedancji swojego modelu w szerokim przedziale częstotliwości.
Przedział częstotliwości można ustawić na trzy sposoby: Zakres częstotliwości
wczytanego i aktywnego widma (all points), zakres częstotliwości wybrany za pomocą
markerów z górnej części głównego okna programu (selected points) oraz wpisany
ręcznie zakres częstotliwości (frequency range).
(Znajdź na wykresach charakterystyczne punkty/wielkości – niektóre parametry
pokazują mniej niż inne (spróbuj zbudować i zasymulować szeregowy układ RC –
sprawdź jak wygląda impedancja i admitancja w układzie zespolonym).
Modelowanie – dane otrzymane na e-maila zawierają widma impedancji prostych dwu
i trójelementowych zastępczych układów elektrycznych. Aby znaleźć parametry
elementów tych układów należy dobrać odpowiednią strukturę modelu.
Jeżeli model jest prawidłowy i ma wprowadzone początkowe wartości elementów
(symulacja pokazuje odpowiedni kształt widm impedancji, poprzesuwanych względem
modelowanych danych) należy przejść do modelowania – opcja fitting. Jeżeli model jest
prawidłowy widma fitowanego układu pokryją się DOKŁADNIE z danym z pliku z
zadaniem domowym. Można też wtedy odczytać parametry z okna modelu zastępczego.
Jeżeli dane wczytane (zadanie domowe) i modelowane nie pokrywają się
najprawdopodobniej model był nieprawidłowy. Dane z rzeczywistego pomiaru z powodu
występowania zjawisk pasożytniczych, błędu pomiarowego itp. nie pokryją się dokładnie
z widmem dopasowanego układu. ZView może graficznie przedstawić taki błąd
dopasowania (Equivalent circuits->Edit fit parameters->Residual). Istnieje też możliwość
dopasowania serii danych do jednego modelu. Parametry początkowe modelu dobiera
się w takim przypadku dla jednego widma, a dla kolejnych widm parametrami startowymi
są parametry dopasowania się do widma poprzedniego (opcja Batch fitting)
Używane w programie rozszerzenia plików (proszę ich się trzymać – upraszcza to prace z
całym projektem):
.z
pliki z danymi
.sim
plik z danymi symulowanymi (zapisanie widma modelu symulowanego:
Equivalent Circuits->Save data as…)
.mdl
plik ze strukturą elektrycznego modelu zastępczego
.res
.zv2
plik z błędami (analiza residual)
plik ustawień stanu programu – nie zawiera danych a jedynie rodzaj i
ustawienia otwartych wykresów i odnośniki do aktualnie wczytanych plików z
danymi
PS: używanie oprogramowania komputerowego nie zwalnia z obowiązku racjonalnego
myślenia!