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Erzeugen von Sägezahn- oder Dreieck-Spannungen mit SwitcherCAD

Wer gelegentlich eine Schaltung simulieren will, wird sicher früher oder später über SwitcherCAD stolpern. Dieser Artikel zeigt wie man Sägezahn oder Dreieck-Spannungen damit erzeugen kann.

Die Firma Linar Technology stellt auf ihrer Webseite das Tool SwitcherCAD kostenlos zur Verfügung.
Es ist ein Spice-basiertes Simulationstool, dass man dazu nutzen kann um Schaltungen zu simulieren. Leider ist es nur für die Windows-Plattform verfügbar.

Erzeugen von Sägezahn- oder Dreieck-Spannungen

Im Component-Dialog eine Spannungsquelle “voltage” auswählen und mit OK in den Schaltplan übernehmen.
SwitcherCAD component dialog
Über einen Rechts-Klick auf die Spannungsquelle im Schaltplan kann man jetzt den Dialog für die Spannungsquelle aufrufen.
SwitcherCAD voltage source dialog
Im Dialog für die Spannungsquelle muss man jetzt auf Advanced klicken, was den erweiteren Dialog aufruft.
Wählt man jetzt als Funktion “PULSE” aus. Für eine Sägezahnspannung sind die Parameter “T rise” “T fall” “T on” und “T period” entscheident. Für dieses Beispiel wollen wir eine Sägezahnspannung von 20 Hz erzeugen. Dazu muss “T period” 50 ms sein. “T rise” könnte man jetzt auch auf 50 ms und “T on” und “T fall” auf 0 setzen, was jedoch etwas seltsame Simulationsergebnisse zur Folge haben kann. Es hat sich als nützlich erwiesen, “T on” und “T fall” zumindest auf 1 ns zu setzen und diese Zeiten von “T on” abzuziehen und das Ergebnis bei “T raise” einzutragen. Es muss natürlich auch bei “Von” ein Wert ungleich 0 stehen, sonst wird man keine Spannung messen können.
SwitcherCAD voltage source dialog advanced
Das Ergebnis schaut dann so aus:
SwitcherCAD sawtooth voltage source
SwitcherCAD sawtooth voltage plot

Für eine Dreieckspannung ist nur eine kleine Anpassung nötig. “T raise” wird auf 25 ms, “T on” auf 0 und “T fall” ebenfalls auf 25ms gesetzt.
SwitcherCAD triangular voltage plot

Plotten mit Gnuplot mit Parameterdatei

Wie stellt man Gnuplot so ein, dass die Ausgabe in eine Datei gespeichert wird, welche Parameter beeinflussen die Ausgabe.

#Titel des Graphen
set title “Verbrauchsdaten Strom und Gas”
#Titel der x-Achse
set xlabel “Monat”
#Titel der y-Achse
set ylabel “Strom-/Gasverbrauch in kWh”

#Die x-Achse ist als Datum formatiert
set xdata time
#Die Daten für die x-Achse liegen im Format “06/2006” vor
set timefmt “%m/%Y”
#Die x-Achse soll mit Monat und Jahr in der Form “Jun 06” beschriftet werden
set format x “%b %y”
#Die y-Achse soll zwischen den “Haupttics” 5 Unterteilungen haben
set mytics 5
#Die x-Achse soll nur die Monate 07/2005 bis 06/2006 darstellen
set xrange[“07/2005″:”06/2006”]
#Das Koordinatengitter soll hinter den geplotteten Kurven liegen
set grid back
# Die Lininestärke desHauptgitters ist 2, die des Untergitters ist 0,5
set grid mytics lw 2, lw .5
# die x-Achse hat keine Gitterlinien
set grid noxtics
# Die Daten werden als Boxen dargestellt und sind 80% breit
set boxwidth 0.8 relative
# die Boxen werden mit 25% Intensität gefüllt
set style fill solid .25
# Die Legende wird auf der linken Seite des Graphen dargestellt
set key left
# Die Ausgabe erfolgt im pdf-Format
set terminal pdf
# Die Ausgabedatei heißt “strom_und_gasverbrauch.pdf”
set output ‘strom_und_gasverbrauch.pdf’

# Die Eingabedaten liegen in der Datei “strom_und_gasverbrauch.csv”,
# für den Gasverbrauch wird Spalte 2 als x-Achse und
# Spalte 7 als y-Achse verwendet,
# in der Legende wird der erste Plot mit ‘Gasverbrauch’ beschriftet,
# die Darstellung erfolgt als Box mit der Farbe 3
# die zweite Kurve verwendet Spalte 2 und 4, wird als Stromverbrauch
# beschriftet und ebenfalls als Box dargestellt, mit der Farbe 1
plot\
‘strom_und_gasverbrauch.csv’ u 2:7 title ‘Gasverbrauch’ w boxes fs 3,\
‘strom_und_gasverbrauch.csv’ u 2:4 title ‘Stromverbrauch’ w boxes fs 1