CAPÍTULO II: análisis gráfico
Estudio de la simulación con análisis gráfico
José Luis Sánchez Calero
2006
Circuito a montar
 Vamos a diseñar este circuito...
Osciloscopio
 ...donde apreciaremos el osciloscopio.
Abrir un diseño
 Abrid el ejemplo del capítulo I. Para ello, la
opción más rápida es pulsar la tecla “L”,
cuando estéis en la pantalla de trabajo de
PROTEUS.
 A este ejemplo le añadiremos los
dispositivos que faltan para conseguir el
segundo circuito: el 4093, el conmutador
SW1, la ajustable RV1, los diodos, el
condensador, el terminal de positivo de
alimentación y el osciloscopio .
El 4093
 El 4093 se encuentra en:
Nos aseguramos
que es simulable
Condensador
 El condensador se encuentra en:
Nos aseguramos
que es simulable
Diodo
 El diodo lo encontramos en:
Nos aseguramos
que es simulable
Conmutador
 El conmutador lo encontramos en:
Nos aseguramos
que es simulable
Potenciómetro simulable
 El potenciómetro lo encontramos en:
Nos aseguramos
que es simulable
Potenciómetro no simulable
 El potenciómetro lo encontramos en:
…que no es
simulable
Atención a este
potenciómetro…
Ventana de dispositivos
 Al añadir componentes nuevos a la ventana
de dispositivos del ejemplo 1, la ventana
quedará así:
Montando el circuito
 Seleccionar todo el circuito del ejemplo 1 y
borradlo.
 Montad el segundo ejemplo hasta que os
quede así:
Salvar circuito
¡NO OS OLVIDÉIS DE IR
SALVANDO EL
CIRCUITO SEGÚN SE
VA CONFECCIONANDO!
Terminal Power
 El terminal lo extraemos...
Aspecto de Power
en la ventana de
vista completa
Añadiendo Power
 Al insertar el terminal Power, el circuito
queda así:
Edición de terminal
 Editad el terminal y ajustar la orientación y el
tamaño como en la figura.
Escribid nombre
y ajustad
orientación
Desmarcad la casilla
Ajustad tamaño
Edición del 4093
 Vamos a editar el chip 4093: clic secundario
y clic principal. Aparece la ventana
Edición del 4093
 Explicación de la ventana de edición.
Ocultamos la
referencia
Mostramos el
valor
Aquí escribimos
espacio
Edición del 4093
 Explicación de la ventana de edición.
Si pinchamos aquí se
despliega la ventana de
tensiones
Y en ella elegimos una
tensión de alimentación de
5V, de las tres disponibles
por defecto
Edición del 4093
 Si pinchamos en el botón Hidden Pins se
mostrarán las patillas de alimentación.
Pinchando
aquí
Podríamos cambiar el
nombre asignado a las
patillas de alimentación.
Dejaremos los nombres por
defecto.
Edición del 4093
 Podemos elegir encapsulado DIL14 o
SO14.
 Como en nuestro caso no nos importa el
PCB dejaremos el formato DIL.
Pinchando
aquí
Podemos elegir el
encapsulado
El osciloscopio
 El osciloscopio se encuentra en el grupo de
instrumentos. Para extraerlo, pinchad
 En la ventana de vista completa se muestra
el aspecto del osciloscopio reducido.
Circuito completo
 El circuito completo queda así:
Salvamos circuito
 Pulsamos S para salvar circuito.
Simulación
 En este ejemplo estamos ante un caso de
simulación perfectamente compartida entre
digital y analógico, con resultados
espectaculares por lo estético y lo preciso.
 Poned a “1” el conmutador y arrancad la
simulación.
Aspecto del osciloscopio
 Al arrancar la simulación, el osciloscopio se
amplía.
Mandos del osciloscopio
Para girar los mandos,
pinchamos en la raya y
arrastramos circularmente
Indicadores numéricos para
mayor precisión
Pulsad los botones para la
función deseada
Cierre del Osciloscopio
 Si en plena simulación VSM cerráis el
osciloscopio pinchando sobre el botón de
cierre de ventana de Windows…
Reactivación del Osciloscopio
 …al arrancar una nueva simulación el
osciloscopio no se magnificará, lo que nos
impedirá su manipulación.
 Para verlo de nuevo aumentado hay que
pinchar, en el menú Debug, sobre VSM
Oscilloscope, tal como se muestra en la
próxima diapositiva.
Reactivación del Osciloscopio
Análisis del circuito
 Probad, en plena simulación, a mover el
potenciómetro, ayudándoos de los botones
rojos laterales que acompañan a este
componente. Observad la respuesta
inmediata en el osciloscopio. Es la realidad
misma.
 Estamos ante la simulación animada, que al
principio definimos como VSM.
Análisis del circuito
 Ahora os invito a que os maravilléis con
PROTEUS.
 Parad la simulación.
 Poned el conmutador de entrada a “0”.
 Arrancad la simulación. El circuito no oscila.
Al poner aquí un “0”
Aquí habrá un “1” fijo y
no oscilará.
Análisis del circuito
 …¿qué diríais que debe ocurrir si estando
en simulación cambiamos el conmutador?
 PROTEUS no desprecia ni lo que
despreciamos nosotros. Probadlo: arrancad
la simulación y cambiáis de estado el
conmutador.
 Se os habrá bloqueado el software de
simulación y tendréis que salir con Ctrl + Alt
+ Del. Por cierto, salvad ahora, cuando os lo
pida, si es que aún no habéis cogido tan
buena costumbre.
Análisis del circuito
 Pero, ¿por qué se ha bloqueado?...
 …Porque ha tenido en cuenta algo en lo que
nosotros no hemos reparado: que al cambiar
de estado el conmutador hay un momento en
que la entrada no es ni “1” ni “0”. Y esto
provocaría un transitorio en la respuesta, que
la convertiría momentáneamente en errónea.
¡ESTO LO TIENE EN CUENTA PROTEUS!
Análisis del circuito
 ¿Cómo solucionaríamos este problema?
 Polarizando con una resistencia para que la
entrada nunca quede flotante. La resistencia
la podréis conectar a VCC o a GND; lo
importante es que no quede flotante la
entrada con el cambio del conmutador.
Análisis del circuito
 Añadid a vuestro esquema la resistencia de
la figura y probad.
 ¡SOLUCIONADO!
Circuito definitivo
 Así nos quedará el circuito final.
Borrar dispositivos de su ventana
 Si os fijáis, la lista de componentes de la
ventana de dispositivos no corresponde con
los utilizados en este circuito (cosa lógica
porque hemos realizado el ejemplo 2
partiendo del ejemplo 1).
Ventana de dispositivos
al terminar el diseño.
Muchos componentes no
se encuentran en este
circuito.
Borrar dispositivos de su ventana
 Abriremos el menú Edit y seleccionamos la
opción Tidy.
Borrar dispositivos de su ventana
 Nos aparecerá la ventana que nos avisa del
borrado de todos los componentes que no
estén insertados en el esquema.
 Aceptadlo.
Borrar dispositivos de su ventana
 La nueva ventana de dispositivos presenta
el contenido real del diseño.
Esta referencia es la
del encapsulado del
4093, que es idéntica
al 4011.
Aclaraciones importantes
 Observad que algunos elementos llevan la
leyenda “Analog Primitive”, en la ventana de
previsualización, y otros “Shematic Model”.
 Los modelos “Analog Primitive” se utilizan en
las simulaciones de PROSPICE y en las
animaciones VSM; los otros se utilizan en las
animaciones VSM.
Análisis gráfico
 Otra de las ventajas de PROTEUS es que
podemos alternar el análisis gráfico de
PROSPICE con el análisis animado VSM.
 Para realizar el análisis gráfico debemos
recurrir a colocar puntas de prueba (o
sondas) en aquellos nodos del circuito que
deseamos observar.
Tipos de sondas
 Para extraer la sonda de
tensión pincharemos el icono
 Esta sonda se puede utilizar tanto para
simulación analógica como digital.
 La sonda de corriente
solamente sirve para simulación analógica.
Sonda sin unir
 Una sonda sin conectar llevará una
interrogación.
Referencia de sonda
 Cuando la sonda se conecta a un punto,
automáticamente toma el nombre del nodo
o patilla del componente al que se conectó.
 En la figura se ha conectado a la patilla 2 de
C1.
Referencia de sonda
 En la sonda de salida la referencia tomada
es la patilla 2 de R2.
Adaptación para sondas
 Es posible que haya que mover algún
elemento circuital para que nos permita
colocar la sonda. El software necesita
ciertas separaciones para ver la correcta
conexión.
Cambiar referencia de sonda
 Para cambiar el nombre
de la sonda hay editarla.
 Emergerá la ventana de
la figura, donde
procederemos al cambio
del nombre.
Escribid aquí el
nombre de la
sonda
Cambiar referencia de sonda
 Cambiemos los nombres y llamemos Ven a
la sonda C1(2) y Vsal a R2(2).
Icono de análisis gráfico
 Para colocar una ventana de análisis gráfico
habrá que seleccionar, antes, este tipo de
análisis. Cosa que haremos pinchando el
icono que se muestra.
Ventana de análisis gráfico
 Al seleccionar el icono de análisis gráfico
emerge una ventana en la que
seleccionaremos ANALOGUE (análisis
analógico).
Generación de Marco gráfico
 Ahora pincharemos y arrastraremos, con
botón principal, sobre el área libre de
trabajo para dibujar un rectángulo de un
tamaño medio. El tamaño no importa
porque se podrá modificar posteriormente.
 Al arrastrar tenemos
el rectángulo que se
ve en la figura.
Aspecto reducido de marco gráfico
 Al soltar el ratón el rectángulo quedará así:
 Este marco se puede editar, mover y borrar
como si fuese un componente.
Circuito con marco gráfico
 Pinchadlo con secundario y llevadlo a la
posición que deseéis. Yo lo voy a colocar
como se aprecia en la figura.
Inserción de sondas en marco
 Para llevar las sondas de tensión al marco
de análisis gráfico bastará con resaltarlas
(pinchándolas con secundario) y arrastrarlas
dentro del marco.
Se marca, se
pincha y se
arrastra al marco
Una vez arrastrada
dentro del marco,
se suelta y queda
insertada
Color de sondas en marco
 Así quedarán después de la operación:
La primera inserción
queda en verde (por
defecto)
La segunda inserción
queda en rojo (por
defecto)
Mover referencias dentro de marco
 Podemos cambiar la posición de las
referencias Ven y Vsal dentro del marco.
Inicialmente
están así
Al desmarcar la
referencia, quedará con
el color normal por
defecto
Clic secundario y se
resalta en blanco
Se pincha y se
arrastra a la
posición deseada
Dejadlas como al
principio
Magnificación del marco
 Si pinchamos en el borde superior verde del
marco gráfico, éste aumenta de tamaño,
pudiendo, con el botón adecuado de
Windows, llevarlo a ventana completa.
Pinchad aquí para
magnificar
Marco magnificado
Tiempos del eje X
 Observad que el eje de abscisas parte del
valor “0.00” y finaliza en “1.00”. Esto indica
que nos va a calcular la gráfica desde 0
segundos hasta 1 segundo.
Efectos de los tiempos

Lógicamente, si hay demasiados ciclos en
un segundo (como es nuestro ejemplo),
ocurrirán dos cosas:
1. Que tardará un poco la CPU en terminar la
simulación (efecto que se apreciará en la barra de
estado).
2. Que la gráfica dentro del marco se mostrará como
una mancha.

Cerrad la magnificación, si es que está
así, y dejad el marco con el tamaño
normal en el esquema.
Progreso de simulación gráfica
 La simulación gráfica arranca con pulsar la
barra espaciadora. En la barra de estado se
observa el progreso.
Resultado de simulación gráfica
 Y el resultado es este.
Problemas de visualización
 Obviamente, algo hemos de cambiar,
porque en la imagen no se observa nada.
 Y el problema es el enunciado
anteriormente: hay demasiados ciclos entre
inicio y final de simulación.
 Vamos a programar unas características de
simulación más lógicas.
Edición de marco gráfico
 Pinchad con secundario en el marco gráfico.
Tomará el aspecto de la figura.
Ventana de edición
 Pinchad con botón principal sobre el marco
resaltado: aparecerá la ventana de edición
que se muestra en la figura.
Tipo de análisis
Tiempo de inicio
Tiempo de parada
(final)
Etiqueta para el eje de ordenadas
(si se desea)
Etiqueta para el eje de abscisas
(si se desea)
Tiempo de parada
 Cambiad el tiempo de parada a 10 ms y
aceptad.
Nueva simulación gráfica
 Nuevo aspecto del marco gráfico.
 En el eje X se aprecia el tiempo de parada.
Ajuste del tiempo de parada
 Todavía sigue siendo grande el final para
una buena imagen detallada. Cambiad a 3
ms el tiempo de parada.
Marco magnificado
 Ampliad el marco (pinchando con principal
sobre la franja verde del rótulo del marco).
Herramientas de marco magnificado
 Este marco posee su propia barra de
herramientas, que está ubicada en la
esquina inferior izquierda.
 Los iconos que aparecen, cuyas funciones
están duplicadas en la barra de menús,
tienen el siguiente significado.
Iconos de herramientas
 Abrir la ventana de edición del marco.
Ctrl + E realiza la misma función.
 Añadir manualmente sondas a la
gráfica.
 Iniciar una nueva simulación.
 Desplazamiento a izquierda o
derecha por el eje de tiempos.
Iconos de herramientas
 Ampliar o reducir vista de gráfica
manteniendo el centro.
 Vista completa de gráfica.
 Vista de área seleccionada en la
gráfica.
 Ver el fichero “log” de la gráfica
actual.
Iconos de herramientas
 Algunos de estos iconos no los
emplearemos; es más, conviene no
acostumbrarse a ellos.
 Un ejemplo de esto lo tenemos en el de
Nueva Simulación: es mucho más práctico
pulsar la barra espaciadora.
 Vamos a explicar los iconos que pueden
ser útiles en el proceso.
Iconos de edición
 Al pulsar Ctrl +E, o pinchar sobre
se
abre la ventana ya conocida de edición.
Iconos de fichero LOG
 En esta ventana tenemos que activar la
casilla “Log netlist(s):” para poder ver el
fichero “log” que produce la simulación. Este
fichero se puede ver con el icono
,o
pulsando Ctrl + V.
Etiquetar ejes gráficos
 Magnificad el marco y pulsad Ctrl + E para
editarlo.
Hemos ajustado el
tiempo final a 3 ms
Escribimos la etiqueta
del eje Y
Escribimos la etiqueta
del eje X
Aceptamos
Y volvemos a simular para
que se fijen los cambios
BARRA ESPACIADORA
Resultado de simulación
 El resultado.
Concordancia de colores
 Observad que si cambiáis de posición las
variables visualizadas (Ven y Vsal), las
letras cambian de color pero también lo
hacen las gráficas. Probadlo; poned arriba
la que esté abajo.
 (Recordad: hay que seleccionar la variable y
luego arrastrarla a la posición deseada.)
Añadir sondas manualmente
 Ya hemos estudiado la forma de añadir
rápidamente sondas al marco.
Manualmente también podemos hacerlo
mediante el icono
. Al pincharlo aparece
la ventana
Añadir sondas manualmente
 Si pinchamos en la flecha de la ventana
Probe P1: se desplegará el listado de
sondas del esquema. Basta con seleccionar
la deseada y pinchar OK. (En nuestro caso
ya tenemos las dos que aparecen.)
Desplazar por el eje horizontal
 Mediante los iconos
podemos
desplazarnos en cualquiera de los dos
sentidos del eje horizontal. Aunque se
puede conseguir el mismo efecto pulsando
y manteniendo la tecla Shift y “golpeando”
con el cursor los laterales del marco hacia
donde queremos desplazarnos.
Cursores de medición
 En el marco magnificado podemos sacar
cursores que nos faciliten la lectura de la
gráfica.
 Para sacar un cursor se pincha dentro del
marco con el botón principal. De esta
manera aparecerá un primer cursor que
será del mismo color que la primera de las
variables, o sea, verde.
Marco con primer cursor
Primer cursor
Se ha pinchado aquí y
ha aparecido el primer
cursor
Medidas de cursor
 En el cursor de la figura anterior podemos
observar una cruz en el corte del cursor con
la gráfica verde (Ven). Si leemos la marca
en el eje vertical provocada por el punto de
corte, podremos ver la tensión Ven en ese
punto.
Voltios de la Ven en el
punto que marca el
cursor gráfico
Punto de corte del
cursor gráfico
Medidas de cursor
 Pero aún tenemos una mayor precisión de
lectura si miramos el extremo derecho de la
barra de estado (debajo del eje horizontal).
Voltios medidos en la
posición del cursor
gráfico
 Y si miramos la misma barra pero en el lado
izquierdo, lo que tenemos es el tiempo que
va desde el origen hasta la marca del
cursor.
Cursor gráfico
Tiempo medido en la
posición del cursor
gráfico
Desplazar el cursor
 Podemos desplazar el cursor si lo
pinchamos y arrastramos. Veréis que la cruz
se mueve donde se cortan cursor y variable
visualizada. Observad cómo varían con el
movimiento la marca sobre el eje vertical y
los valores de la barra de estado.
 Pero ¡ATENCIÓN!: el cursor se asignará a
una variable o a otra dependiendo de la
zona donde lo pinchemos para arrastrarlo.
Él siempre se asigna a la gráfica que tiene
más cerca cuando lo pinchamos. Probad.
Segundo cursor
 Para extraer un segundo cursor hay que
hacer la misma operación que con el
primero pero pulsando previamente, sin
soltar, la tecla Ctrl.
 Este segundo cursor será rojo y se
desplazará igual que el primero, pero
siempre hay que pulsar la tecla para operar
con él.
 Probad a dejarlos como en la gráfica
siguiente y leer los valores de la barra.
Aspecto con ambos cursores
Lecturas de ambos cursores
 En la barra de estado se obtendrán los
valores de voltios y tiempos siguientes:
 También tenemos las diferencias. Para
obtenerlas, PROTEUS calcula
Valor verde – Valor rojo.
Ocultar cursores
 Para ocultar un cursor bastará arrastrarlo al
lado izquierdo del gráfico
Características SPICE
 En la ventana de edición de marco
gráfico, pinchando en el botón Spice
Options aparecen las características
SPICE que emplea PROTEUS para
simulación.
Pinchamos aquí para leer las
características SPICE
Características SPICE
 Los valores por
defecto que inserta
PROTEUS son
válidos para la
inmensa mayoría de
aplicaciones.
Más análisis de PROTEUS
 PROTEUS presenta un completísimo abanico
de análisis gráficos, que se dan en la figura.
Poco a poco, y con ejemplos apropiados, se
irán viendo todos.
Zum en marco gráfico
 Para realizar una ampliación de la gráfica
obtenida podemos pinchar el icono del
marco gráfico
 Este zum mantendrá el centro de la gráfica.
 Para reducir, hay que pinchar sobre
Zum en marco gráfico
 Para volver a vista completa hay que
pinchar sobre el icono
 Para ampliar una zona de la gráfica hay que
pinchar sobre el icono
y cerrar la zona
a ampliar con el cursor que nos aparece.
FINAL
En el próximo capítulo se estudian los
generadores de PROTEUS
José Luis Sánchez Calero
2006
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PROTEUS - Universidad Tecnológica de Pereira