Apostila Proteus _ ISIS

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Apostila prática para iniciação em desenho eletronico

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Page 1: Apostila Proteus _ ISIS

Escola Profissionalizante

ESSEI Técnico em Eletrônica

Curso Técnico em Eletrônica

Apostila Didática

Eletrônica Auxiliada por Computador

Proteus ISIS

Professor: Éder Trevisan

Francisco Beltrão - Paraná

Page 2: Apostila Proteus _ ISIS

Modulo 1: Circuitos em CC

Iniciando O Que é o Proteus?

O Proteus é um conjunto de ferramentas EDA (Electronic Design Automation)

reunidas em um único pacote, combinando captura esquemática, ISIS, (Intelligent

Schematic Input System), simulação, Prospice, (SPICE Simulation Program with

Integrated Emphasis), layout de PCB, ARES, (Advanced Routing and Editing

Software) e simulação de projetos eletrônicos baseados em microcontroladores,

VSM, (Virtual System Modelling).

O ISIS é certamente o coração do Proteus e trabalha em conjunto com a

ferramenta de simulação, Prospice, isto é, construído o esquemático, a partir da

mesma tela pode ser feita a simulação.

Abrindo o Proteus

Na realidade o que você abrirá será um dos pacotes oferecidos pelo Proteus

(ISIS, Prospice, ARES, VSM). Como o ISIS e o Prospice trabalham em conjunto,

abrindo um, o outro estará disponível, por isso é que na lista na figura01, aparece só

o ISIS e o ARES. O ARES é a ferramenta de layout.

Figura01: Lista contendo os ícones para iniciar o ISIS (esquemático) e o ARES

(Layout)

Page 3: Apostila Proteus _ ISIS

Abrindo o Editor de Esquemático (ISIS).

Para entrar no ISIS, selecione Proteus (versão) Professional no grupo de

programas, em seguida clique em ISIS 6 Professional (figura01), que será mostrada a

tela inicial do ISIS (Prospice) a seguir.

A Tela de Entrada do ISIS

A seguir a tela inicial do ISIS, que será a interface entre você e o programa

para desenhar esquemáticos e efetuar simulações. Procure entendê-la o máximo

possível.

Figura02: Tela inicial do ISIS

Atenção! A área de trabalho é a área delimitada pelo retângulo azul, o seu

tamanho pode ser alterado.

Você pode observar que alguns dos ícones e menus que existem nesta tela são

conhecidos de outros programas que trabalham com Windows (Janelas). Por

exemplo, temos a Barra de Título, na qual aparece o nome do arquivo atual. No caso

o arquivo Circuito 1.

Page 4: Apostila Proteus _ ISIS

Barra de titulo.

Temos o Menu Principal, (vamos chamar assim), que permite a seleção de

comandos como em outras aplicações Windows (Janelas)

Menu Principal

O Menu Principal pode se desdobrar em outros sub-menus como indicado na

Figura 03.

Figura03: Menu Tools (ferramentas) se desdobrando em outros sub-menus

Atenção! O Menu Principal não pode ser escondido.

Assim como em outras aplicações que usam Windows, a Barra de Ferramentas

de Comando é uma alternativa de acesso ao Menu Principal.

Barra de Ferramentas de Comando

A Barra de Ferramentas de Comando se divide do ponto de vista funcional em:

Comandos de Arquivo

Page 5: Apostila Proteus _ ISIS

(File) / Impressão (Print)

Comandos de

Visualização (Display)

Ferramentas para

Projeto (Design Tools)

Comandos de Edição

A Barra de Ferramentas de Comando pode ser deslocada para qualquer dos

cantos da tela (Sugiro deixar na posição Default) e pode ser escondida. Para esconder

a Barra de Ferramentas de Comando ir em View (Ver) >> Toolsbar e em seguida

desselecione o que deseja esconder.

(a) (b)

Figura04: (a) Menu View (Ver) (b) Selecionando a janela Show/Hide

(Mostrar/Esconder)

Exercício 1

Vamos iniciar os nossos estudos do ISIS/PROSPICE desenhando um circuito

bem simples, constituído de uma bateria e de dois resistores ligados em serie. Os

conceitos que serão introduzidos serão os mesmos para um circuito mais complexo,

portanto procure compreender bem essa parte inicial.

Inserindo Componentes e Instrumentos

Page 6: Apostila Proteus _ ISIS

Construindo um Circuito

Para construir um circuito, de preferência você já deve ter o rascunho desse

circuito. Comecemos com um circuito resistivo série como o da figura05.

Exemplo1: Circuito série em CC

Seja um circuito constituído por duas resistências em série, uma de 3kohms,

R1, e outra de 2kohms, R2, alimentado por uma bateria de 15V.

Inicialmente vamos calcular as tensões nas resistências e a corrente no circuito.

De acordo com a teoria a resistência equivalente será igual a 5kohms e, portanto a

corrente no circuito ser á igual a 15V/5kohms =3mA e, portanto a tensão em cada

resistência não será igual.

U1=3mAx3KOhms=9V U2=3mA.2KOhms=6V

A seguir na figura 16 o circuito com os instrumentos (amperímetro e

voltímetros) conectados.

Você deve estar questionando a cor do fundo (branco) e a falta da grade. Esses

itens também podem ser reconfigurados. Para adicionar/retirar a grade ir ao menu

principal em View (Ver) >>> Grid (Grade) ou use a tecla G do teclado.

Experimente.

Para mudar a cor do fundo ir em Template >>> Set Designs Default e selecione

a cor para Paper Colour (Cor do papel), Grid Dot Colour (Cor dos Pontos da Grade),

etc. Mude para a cor desejada. Experimente.

(A) (B)

Figura05: (a) Template selecionado (b) Mudando a cor do papel (Paper

Colour)

Inserindo um Componente

Para inserir componentes na área de trabalho (dentro do retângulo azul na

figura 2) clique no ícone Component (Componente), veja figura a seguir. Aparecerá

Page 7: Apostila Proteus _ ISIS

uma subjanela, Seleção de Dispositivos, na qual você poderá adicionar componentes

(inicialmente estará vazia), veja figura a seguir.

(a) (b)

Figura05: (a) Ícone Component (b) Janela Seleção de Dispositivos

Para adicionar um componente clique em P (onde aparece P e L), ou tecle P

no teclado. Aparecerá a janela Pick Devices (Escolher Dispositivos). Nesta janela,

em Category (Categoria) escolha Miscellaneous (Miscelânea) e na subjanela Device

(Dispositivo) escolha BATTERY (Bateria) ou CELL. Dê OK, será inserido o

dispositivo Bateria na sua lista.

Figura06: Janela Escolher Dispositivos (Pick Devices), adicionando Bateria

Observe que, nesta janela à direita aparece o símbolo do dispositivo e abaixo

a informação relativa ao encapsulamento do dispositivo (PCB Package), no caso da

Page 8: Apostila Proteus _ ISIS

bateria essa informação não existe. Essa informação é importante quando for feito o

layout no ARES.

Os resistores se localizam em dois locais na janela Category:

• Modeling Primitives ou

• Resistors.

Em Modeling Primitives, na janela Devices selecione.

Dê OK

Será adicionado RESISTOR na lista.

Selecionando Resistors aparecerá uma lista em Sub Category com diversas

possibilidades, selecione Generic.

Dê OK

Será adicionado RES na lista.

Figura07: Janela Escolher Dispositivos (Pick Devices), adicionando Resistor

Observe que a janela informa, em PCB Preview, a distancia entre o seus

terminais, RES40 significa uma distancia de 0,40 polegadas entre terminais. Caso

você esteja desenvolvendo um projeto para em seguida fazer o layout no ARES, deve

escolher o dispositivo com tamanho adequado (em geral tem a ver com potencia a

distancia entre terminais).

Após ter adicionado os dois componentes a lista com dispositivos ficará assim:

Page 9: Apostila Proteus _ ISIS

(a) (b) (c)

Figura08: Seleção de Dispositivos com a adição de três componentes (a) Bateria

multicelula (b) Bateria célula simples (c) Resistor

Atenção! Na janela Pick Devices a você pode usar Keywords para procurar

o componente. Por exemplo, para procurar resistores insira Resistor.

Exercício 2: Abra o arquivo em branco a seguir inserindo os três componentes

(Battery, Cell e Resistor) na lista de componentes.

Clique para obter o arquivo de simulação: Adicionando Componentes na Lista

de Componentes

Inserindo uma Fonte CC na Área de Trabalho

Na lista de Seleção de Dispositivos selecione Battery e em seguida clique

com o botão esquerdo na área de trabalho será inserido uma bateria. A bateria

inserida tem valor default de 9V, para mudar para 15V clique em cima do símbolo

aparecerá à janela Edit Component (Editar Componente), em Voltage (Voltagem)

mude para 15V. Dê OK.

Atenção! Para editar as propriedades do componente você de deve colocar no

modo de edição (seta preta).

Atenção! A referencia de componentes (Component Reference) deve ser

obrigatoriamente diferente, você deve colocar (se o software não o fizer) os nomes

BAT1, BAT2, BAT3, etc.

ISIS automaticamente especifica a Referencia de Componente (Component

Reference) se no menu Tools estiver selecionado Real Time Annotation. Experimente

Page 10: Apostila Proteus _ ISIS

Figura9: Mudando o valor da tensão da bateria

Deslocando um Componente

Para deslocar qualquer componente, selecione o componente clicando com o

botão direito e em seguida arraste-o (clique e segure) com o botão esquerdo para a

nova posição. Caso deseje esconder o nome da referencia (BAT1) clique em Hidden

(esconder) na figura9. Caso necessário use ZOOM para aumentar ou use o controle

central do mouse. Experimente.

Inserindo Resistores na

O procedimento é semelhante ao visto para bateria, observando que o valor

default é 10K e a posição default é horizontal. Mude o valor para 3K (R1) e o outro

para 2K. As duas caixas de edição de valor para os dois tipos de resistores são

mostradas a seguir.

Figura10: Caixas de edição do componente resistor (a) RESISTOR (b) RES

Page 11: Apostila Proteus _ ISIS

Após a mudança dos valores o seu circuito deve ficar assim:

Figura11: Circuito após posicionamento dos resistores e bateria

Girando um Componente

Vamos girar R2 para ficar na vertical. Para girar um componente você deve

primeiro selecionar o componente, clicando com o botão direito ele será selecionado

(ele ficará vermelho), em seguida use as ferramentas de controle de orientação à

esquerda e abaixo da tela.

Após girar R2 o circuito ficará assim.

Figura12: Circuito após girar R2

Inserindo os Instrumentos

Deveremos inserir os instrumentos para medir a corrente (amperímetro DC) e

os voltímetros para medir as tensões em R1 e R2 (voltímetro DC).

Para inserir instrumentos clique no ícone Virtual Instruments (lado esquerdo da

tela).

Page 12: Apostila Proteus _ ISIS

Aparecerá a janela a seguir

Selecione DCAMMETER (amperímetro DC), clique na área de trabalho,

selecione o amperímetro e posicione-o no local onde o mesmo será ligado.

Figura13: Posicionado o amperímetro

Insira os dois voltímetros (DCVOLTMETER) um em cima de R1 e outro ao

lado de R2.

Atenção! Se ISIS estiver no Modo de Edição (Seta preta) você deve voltar para

seleção de instrumentos. Clique no ícone.

O seu circuito deve estar parecido com esse a seguir.

Page 13: Apostila Proteus _ ISIS

Figura14: Posicionado os dois voltímetros

Exercício 3: Insira os componentes na área de trabalho, posicionando-os como

na figura14.

Clique para obter o arquivo de simulação: Inserindo Componentes na Área de

Trabalho

Conectando os Componentes e Simulando o Circuito

Conectando os Componentes

Os componentes foram posicionados, agora iremos conectá-los.

Antes de conectar os componentes vá em Tools e verifique se Wire Auto route

esta habilitado, caso não, habilite ou clique no ícone a seguir. Experimente usar sem

habilitar para ver o que acontece.

Conecte primeiro o amperímetro. Para conectar dois terminais aponte o

cursor do mouse para um dos terminais, aparecerá um x, clique com o botão

esquerdo, desloque o mouse aparecerá uma linha, clique no outro terminal. A ligação

será completada.

Repita para todos os outros componentes. O seu circuito ficará como na figura a

seguir.

Page 14: Apostila Proteus _ ISIS

Figura16: Circuito com todas as conexões feitas

Desconectando Dois Componentes

Para desconectar dois componentes basta apagar (deletar) o fio que os une e

para isso, estando no modo de edição (seta negra), clique no fio com o botão direito

(ele fica selecionado) e depois clique em delete wire.

Apagando um Componente

O procedimento é o mesmo para deletar um fio, clicando duas vezes com o

botão direito.

Editando as Características de um Fio

Você pode colorir escolher o tipo de fio (linha cheia, tracejada, etc.) e a

espessura do fio, para isso clique no fio com o botão esquerdo, aparecerá à janela a

seguir. Se Follow Global estiver marcado, então o fio (wire) terá as características

(line style, Width e Colour) indicadas.

Line style: estilo da linha

Width: Espessura da linha

Colour: cor da linha

Figura17: Configurando um fio

Page 15: Apostila Proteus _ ISIS

Para mudar as características desselecione Follow Global e escolha o Estilo

da Linha (Line style), Espessura da Linha (Width) e a Cor (colour) em Line

Attributes (Atributos da Linha) e mude para a desejada.

Efetuando uma Simulação

Antes de iniciar a simulação é necessário configurar os instrumentos

(amperímetro e voltímetro). No caso do amperímetro selecione a escala de Miliamp.

No caso do voltímetro deixe em Volts e com resistência interna (Load

Resistance) de 100M.

(a) (b)

Figura18: Configurando (a) o amperímetro (b) O voltímetro

Podemos iniciar a simulação, para isso pressione o botão de iniciar a simulação

(primeiro botão à esquerda).

Botão de play - Iniciar a simulação

Botão de Passo (Step) - Permite avançar a simulação passo a

passo

Botão de Pausa - Pausa momentaneamente a simulação

Botão de fim de simulação

A seguir o circuito com os valores simulados.

Page 16: Apostila Proteus _ ISIS

Figura19: Circuito com os valores simulados

Clique para obter o arquivo de simulação: Meu Primeiro

Projeto

Para ver o sentido das correntes vá em System>> Set Animation

Options e em Show Wire Current With Arows

Veja como fica a simulação do circuito da figura19.

Figura20: Circuito com os valores simulados com a indicação do sentido da corrente

Atenção! Para melhor visualização use as Ferramentas de Visualização

Page 17: Apostila Proteus _ ISIS

Salvando o Projeto

Após ter construído e simulado o seu projeto é hora de salvá-lo para posterior

uso. Para salvar o seu projeto escolha uma pasta, com nome, vá em File >>> Save

Design ou Save Design As.

Figura21: Salvando o projeto na pasta Arquivos

Abrindo o Projeto

O processo de abrir um projeto é contrario ao de salvar. Para abrir um projeto

vá em File >> Load Design e procure a pasta onde você o salvou, no exemplo, a pasta

Arquivos em seguida selecione-o e clique em Abrir.

Figura22: Abrindo um arquivo salvo

Page 18: Apostila Proteus _ ISIS

Começando um Novo Projeto

Para começar um novo projeto vá em File>> New Design.

Atenção! Para um novo projeto, a sua Seleção de Dispositivos estará vazia.

Como sugestão, crie um projeto com os principais componentes que você sempre usa

(resistor, diodo, capacitor, transistor, etc.) e use Save Design As para cada novo

projeto.

Outros Componentes

Outros Componentes Básicos

A seguir mostraremos mais componentes usados em CC, tais como:

potenciômetro, lâmpada, chaves de controle, etc.

O Potenciômetro

Existem vários tipos de potenciômetros, incluindo um que permite interação

(Interactive Potentiometer). Para adicionar potenciômetros à sua lista (clique P no

teclado para acessar a janela Pick Device – Escolher Dispositivos). Digite pot em

Keywords aparecerá à janela da figura a seguir.

Obs: Todo componente no qual \aparece o nome Interactive permite

modificações durante a simulação.

Figura23: Inserindo um potenciômetro interativo

Existem dois potenciômetros interativos (permite que você mude o valor

durante a simulação), POT-LIN e POT-LOG, escolha POT-LIN e dê OK. Iniciada a

simulação, para variar a resistência aponte o mouse para uma das setas que estão do

lado do potenciômetro (veja que na ponta do mouse aparece o símbolo de + ou -), em

Page 19: Apostila Proteus _ ISIS

seguida clique, você verá que o cursor se desloca no sentido da seta, variando a

resistência.

Figura24: Potenciômetro interativo

Exemplo2: Vamos construir um circuito que permita mostrar o

funcionamento do potenciômetro. No circuito a seguir a tensão do cursor ao pólo

negativo é variável de 0 a 6V.

A tensão no voltímetro muda de valor em função da posição do cursor.

Experimente.

As figuras a seguir mostram o potenciômetro em 3 posições.

(a) (b)

(c)

Figura25: Potenciômetro interativo com o cursor (a) no meio (b) extremidade

superior (c) extremidade inferior

Page 20: Apostila Proteus _ ISIS

Lâmpadas

Existem vários tipos de lâmpadas entre eles a interativa (quando ligada

acende). Para inserir uma lâmpada, abra a janela Pick Devices (Escolher

Dispositivos) e escolha Opelectronics >>Lamps ou simplesmente digite Lamp em

Keywords.

Figura26: Inserindo uma lâmpada

Chaves

Existem diversos tipos de chaves que interagem (Mudam de posição). Para

inserir chaves, abra a janela Pick Devices (Escolher Dispositivos) e escolha Switches

& Relays >> Switches. Escolha a chave a ser usada. Experimente vários modelos de

chaves.

Figura27: Inserindo uma chave

Page 21: Apostila Proteus _ ISIS

Dispositivos Sonoros

Existem alguns dispositivos ativos que emitem sons através da placa de som do

seu PC, entre eles encontramos: Alto Falantes e Buzzers.

Figura28: Dispositivos que emitem sons

Fusível

O fusível interativo se rompe quando a corrente exceder o valor especificado.

Figura29: Fusíveis

Page 22: Apostila Proteus _ ISIS

A seguir alguns exemplos de circuitos em CC.

Instalação Elétrica

Em uma instalação elétrica todos os dispositivos estão ligados em paralelo na

mesma tensão. A instalação é protegida por um fusível, cada dispositivo consome

uma corrente. Abra o arquivo e verifique todas as possibilidades ligando as chaves.

Para que combinações o fusível queima?

Figura30: Instalação elétrica

Controle de Motor CC

O circuito a seguir mostra como mudar a rotação de um motor de corrente

continua variando a tensão aplicada no mesmo e como reverter à rotação invertendo a

polaridade aplicada no mesmo.

Figura31: Controle de velocidade e de sentido da rotação

Page 23: Apostila Proteus _ ISIS

Circuitos em CA e Eletrônica

Os Instrumentos Básicos de CA - Os Geradores de Tensão Alternada

Esta é a segunda parte do trabalho sobre o Proteus-ISIS e é dirigida para o

estudo de circuitos em corrente alternada e eletrônica básica, desta forma os

instrumentos e componentes aqui descritos são básicos no estudo e simulação de

circuitos em CA.

Geradores de Formas de Onda

A seguir as diversas formas de produzir formas de onda.

Gerador (Generator)

Permite obter as seguintes formas de onda

• DC - Tensão continua

• Sine - Forma de onda senoidal com controle de amplitude,

freqüência e fase.

• Pulse – Gerador de pulso com controle da amplitude, período e

tempos de subida (rise time) e descida (fall time).

• Exp – Gerador de pulso exponencial com mesma forma de um

circuito RC em CC ( Carga e descarga).

• SFFM( Single Frequency FM) – Produz um sinal modulado em

freqüência (FM).

• Pwlin( Piece-wise linear) – Produz um pulso de forma de onda

arbitraria.

• File - Similar ao anterior, mas obtido de um arquivo ASCII.

• Audio – Usa arquivos Windows WAV como formas de onda de

entrada

• DState – Nível lógico em estado estacionário

• DEdge - Single logic level transition or edge.

• DPulse – Pulso simples de relógio digital.

• DClock – Sinal de relógio digital.

Page 24: Apostila Proteus _ ISIS

• DPattern – Produz uma seqüência arbitraria de níveis lógicos.

Como exemplo inserir um gerador senoidal na área de trabalho alimentando

um voltímetro AC. Para isso, na barra de ferramentas de seleção, selecionamos

Generator>>Sine, como na figura01a, em seguida para configurá-lo dê duplo clique

no seu ícone que será aberta a janela da figura01b, na qual podemos especificar:

Amplitude (Valor de pico), PeaK (Valor de pico a pico), RMS (Valor eficaz),

Frequency (Freqüência), Period (Período), Phase (ângulo de fase inicial) que são os

principais valores da onda senoidal.

( a )

( b )

(c)

Figura01: ( a ) Selecionando gerador ( b ) Propriedades do gerador senoidal ( c )

Medindo a tensão

Page 25: Apostila Proteus _ ISIS

O Gerador de Sinais

Outra forma de produzir sinais alternados é através do Gerador de Sinais

(Signal Generator).

O Gerador de Sinais permite obter:

• Formas de onda senoidal, quadrada, dente de serra e triangular.

• Variar a freqüência de 0 a 12MHz em 8 faixas de freqüências e

com ajuste fino.

• Variar a amplitude de 0 a 12V em 4 faixas e com ajuste fino.

• Entradas para FM (Freqüência Modulada) e AM (Amplitude

Modulada).

A seguir mostraremos como inserir e usar o Gerador de Sinais.

Para inserir um Gerador de Funções na área de trabalho clique no ícone Virtual

Instruments

Que aparecerá a lista dos instrumentos (INSTRUMENTS), selecione SIGNAL

GENERATOR, em seguida clique em um ponto da área de trabalho que será inserido

um gerador de sinais.

Figura02: Lista de instrumentos - em destaque o gerador de sinais.

O Gerador de Sinais tem quatro terminais:

• Terminal +: Fornece um sinal de fase zero

• Terminal -: Fornece um sinal defasado de 180º em relação ao da

saída +.

Page 26: Apostila Proteus _ ISIS

• AM: Entrada de um sinal (proveniente de outro Gerador de

Sinais) que modulará em amplitude o sinal obtido em + (ou-).

• FM: Entrada de um sinal (proveniente de outro Gerador de

Sinais) que modulará em freqüência o sinal obtido em + (ou-).

A figura a seguir mostra o ícone e o gerador de sinais aberto

Atenção! Para abrir os instrumentos virtuais é necessário iniciar a

simulação ou clicar no botão de passo

Botão de play - Iniciar a simulação

Botão de Passo (Step) - Permite avançar a simulação

passo a passo

Botão de Pausa - Pausa momentaneamente a

simulação

Botão de fim de simulação

( a )

( b )

Figura03: ( a ) Ícone do Gerador Sinais ( b ) Gerador de sinais aberto

Como indicado na figura3b são possíveis os seguintes ajustes:

Freqüência

Em Range escolhemos a faixa (são 8 faixas) de freqüências e em Centre

podemos fazer o ajuste fino de freqüência, nos dois casos usando o cursor do mouse.

Observe o valor da freqüência indicado abaixo do botão Centre (no caso 1.00kHz).

Page 27: Apostila Proteus _ ISIS

Amplitude

Também existem dois botões para ajuste de amplitude (os quais são vermelhos).

Em Range escolhemos a faixa (são 4 faixas) e em Level fazemos o ajuste fino.

Observe a indicação do valor (de pico) indicado abaixo de Level (no caso 100mV).

Tipos de Sinais

São possíveis 4 diferentes tipos de sinais: Quadrada, Dente de serra, Triangular

e Senoidal os quais podem ser selecionados clicando no botão acima de Waveform.

Clicando em Polarity você escolhe se o seu sinal terá valores positivos e

negativos (Bi) ou só positivo (Uni).

Atenção! Não desative a simulação clicando no X acima à direita, use o botão

de parar.

Alternador (Alternator)

Existe outro tipo de gerador de tensão senoidal e que se encontra em Simulator

Primitives chamado de Alternator cujo símbolo é:

A seguir dois circuitos que usam dois geradores diferentes de tensão alternada

senoidal

Veja a seguir uma alternativa de gerador de tensão.

Page 28: Apostila Proteus _ ISIS

Os Instrumentos Básicos de CA - O Osciloscópio

O Osciloscópio

É o instrumento usado para medir e visualizar formas de onda de tensão,

permitindo ver até duas formas de onda ao mesmo tempo (dois canais de entrada).

Uma das entradas recebe o nome de A e a outra de B.

Para inserir um Osciloscópio na área de trabalho clique no ícone Virtual

Instruments. Que aparecerá a lista dos instrumentos (INSTRUMENTS), selecione

OSCILLOSCOPE. Clique em um ponto da área de trabalho será inserido um

osciloscópio.

Figura04: Lista de instrumentos - em destaque o osciloscópio

Atenção! Para abrir os instrumentos virtuais é necessário iniciar a simulação

Page 29: Apostila Proteus _ ISIS

( a )

( b )

Figura05: ( a ) Ícone do Osciloscópio ( b ) Osciloscópio aberto

Para visualizar de forma correta as formas de onda é necessário posicionar de

forma correta os seus controles. A seguir a descrição dos ajustes, do osciloscópio.

Os Canais de Entrada

O osciloscópio possui dois canais de entrada (A e B) desta forma

possibilitando mostrar até duas formas de onda simultaneamente, cada canal tem uma

chave de entrada com três posições que permitem selecionar como o sinal é

conectado ao amplificador vertical.

A figura a seguir mostra de forma simplificada essas chaves.

( a )

Page 30: Apostila Proteus _ ISIS

(b)

Figura06: ( a ) Chaves de entrada do osciloscópio ( b ) esquema elétrico das chaves

de entrada

AC: Quando esta opção for selecionada (dar clique no botão correspondente) o

sinal será acoplado através de um capacitor o que remove qualquer nível DC

(Contínuo) que o sinal tiver. Esta opção adequada para ver somente a componente

alternada de um sinal, como, por exemplo, o ripple de uma tensão retificada.

DC: Quando esta opção for selecionada o sinal será mostrado por completo

(nível DC mais componente alternada). É o caso mais comum.

0 (zero) ou GND: Em alguns osciloscópios essa chave vem com o nome de

0(zero). Nessa opção a entrada é aterrada. É usada quando desejamos estabelecer a

referencia zero.

Ganho Vertical

Cada canal possui separadamente (Y- Gain1 para o canal A e Y- Gain 2 para o

canal B) um controle de ganho vertical para medir a amplitude das tensões injetadas

em cada entrada. O maior valor é de 20V/Div e o menor de 2mV/Div. Na figura a

seguir os dois canais estão ajustados em 100mV/Div.

Figura07: Controle de ganho vertical para os dois canais

Page 31: Apostila Proteus _ ISIS

Base de Tempo

Os ajustes na bases de tempo (Time base) permitem controlar a escala do

osciloscópio na horizontal (tempo) quando X -Y não está selecionado. O menor valor

é 500ns/Div e o maior 200ms/Div. No exemplo acima a indicação é de 10ms/Div.

Figura08: Base de tempo

Controles de Posicionamento do Feixe

O feixe pode ser deslocado tanto no eixo X como no eixo Y.

X Pos: Provoca deslocamento no eixo horizontal da forma de onda.

Y Pos1 e Y Pos2: Provoca deslocamento no eixo vertical da forma de onda.

X–Y: Quando desejamos ver uma figura de Lissajour fazemos esta seleção e

entramos com os dois sinais um em cada canal.

Ajustando Adequadamente Volts/Div e Time/Div

Para obter uma boa visualização da forma de onda é importante fazer ajustes

adequados. A seguir mostramos isso. Seja um sinal senoidal de freqüência 1KHz e

amplitude 6VPP de pico a pico com diferentes ajustes do ganho vertical e da base de

tempo.

Figura09: Canal 1: Timebase=200us/Div=0,2ms/Div Y–Gain=2V/Div

Page 32: Apostila Proteus _ ISIS

Para medir a amplitude do sinal contamos quantas divisões o sinal ocupa na

vertical, no caso da figura09 3 divisões, portanto o valor da medida será:

Medida= Nº de divisões X Volts/Divisões= 3 divisõesx2V/div. = 6VPP

Para medir o período do sinal contamos quantas divisões o sinal ocupa na

horizontal, no caso da figura09 5 divisões, portanto o valor da medida será:

Medida= Nº de divisões X Timebase = 5 divisõesx0,2ms/div=1ms

Observe o que acontece com a visualização quando mudamos os ajustes, no

caso mudamos o ganho vertical para 500mV/Div. A base de tempo é a mesma.

Figura10: Canal 1: Timebase=200us/Div=0,2ms/Div Y–Gain=0,5V/Div

Veja que não é possível ver de forma adequada à forma de onda, portanto não

podemos medir a sua amplitude. Vejamos outro ajuste inadequado.

Figura11: Canal 1: Timebase=50us/Div Y–Gain=2V/Div

Observe que a base de tempo é ajustada de forma errada, não permitindo medir

o período. Veja o ajuste a seguir, a base de tempo é muito grande.

Page 33: Apostila Proteus _ ISIS

Figura12: Canal 1: Timebase=5ms/Div Y–Gain=2V/Div

Como regra geral sugiro ajustar Volts/Div e base de tempo de forma a mostrar

pelo menos dois ciclos inteiros.

O Gatilho do Osciloscópio (Trigger)

Deve ser usado se a forma de onda se tornar instável (começar a rolar)

O nível do gatilho (trigger) determina as condições de inicio da forma de onda na

tela. O nível de gatilho é o valor da tensão no eixo Y que deve ser cruzado pela forma

de onda antes de ser mostrado. O gatilhamento é normalmente feito pelo próprio sinal

que esta sendo mostrado (gatilho interno).

Page 34: Apostila Proteus _ ISIS

Trabalhando com Modelos Os componentes que permitem mudar parâmetros estão em Modelling

Primitives.

O diodo que usaremos será o obtido em Modelling Primitives o qual permite

mudar os parâmetros. Para inserir esse diodo em Pick Devices escolha Modelling

Primitives >> DIODE, veja a figura a seguir.

Figura13: Inserindo um diodo

Monte o circuito a seguir com esse diodo. Observe que o diodo esta polarizado

reversamente.

Figura14: Circuito com diodo polarizado reversamente

Clique no símbolo do diodo, aparecerá à janela de Edição de Propriedades de

Componente, veja figura a seguir.

Atenção! Para editar as propriedades do componente você de deve colocar no

modo de edição (seta preta).

Page 35: Apostila Proteus _ ISIS

Figura15: Janela de edição do diodo - modificando a corrente reversa de saturação

para 5 microamperes.

Após ter modificado o valor do parâmetro inicie a simulação medindo o valor

dessa corrente.

Mudando o Beta de um Transistor

Vejamos outro exemplo de mudança de parâmetro, no caso o valor do beta de

um transistor.

Monte o circuito a seguir, considerando o transistor NPN obtido em Modelling

Primitives. Clique no símbolo do transistor, aparecerá à janela de Edição de

Propriedades de Componente, veja figura a seguir. Mude o valor do beta para 100.

Page 36: Apostila Proteus _ ISIS

Figura16: Janela de edição do transistor - modificando o valor de beta para 100

Iniciada a simulação no circuito da figura16, meça o valor de IB e de IC e em

seguida efetue a operação:

Beta=IC/IB=_________

Figura17: Circuito para determinação do beta

Mude o valor de beta para 200 e repita tudo novamente.

Page 37: Apostila Proteus _ ISIS

Amplificadores Operacionais e CI 555 Como trabalhar com amplificadores operacionais e o CI 555.

Amplificadores Operacionais

Existe uma infinidade de tipos e modelos de AO no ISIS, comentaremos

apenas alguns. Começaremos com o Ao de três terminais (OPAMP). Para inserir esse

componente , acesse a janela Pick Devices e digite OPAMP na caixa Keywords. Dê

OK será inserido um Ao ideal de três terminais no qual você poderá mudar alguns dos

para metros como ganho de malha aberta, impedância de entrada, impedância de

saída e alimentação simétrica.

( a )

( b )

Figura18: Amplificador Operacional ideal ( a ) símbolo ( b ) janela

de edição de parâmetros

Page 38: Apostila Proteus _ ISIS

A seguir um exemplo de aplicação do AO ideal como comparador.

Figura19: Amplificador Operacional ideal – Exemplo

A seguir outro exemplo usando o AO 741. Esse AO pode ser inserido da mesma

forma que o outro: digite 741 na caixa Keywords. Veja na figura a seguir a lista de

AO's 741 que podem ser inseridos.

( a )

( b )

Figura20: Amplificador Operacional 741 ( a ) símbolo ( b ) lista de modelos

existentes

Page 39: Apostila Proteus _ ISIS

A seguir um exemplo de aplicação do AO 741 como amplificador inversor

Figura21: Amplificador Operacional 741 – Exemplo

O CI 555

Esse é um CI com tecnologia mista (circuito digital e circuito analógico no

mesmo Chip). Para inserir o 555 siga os mesmos procedimentos já visto.

( a )

( b )

Figura22: CI 555 ( a ) símbolo ( b ) Lista de dispositivos

Page 40: Apostila Proteus _ ISIS

A seguir um exemplo de aplicação do CI 555 como amplificador inversor.

Figura23: CI 555 - Exemplo

Page 41: Apostila Proteus _ ISIS

Capitulo III – Eletrônica Digital

Inserindo Portas Lógicas - Probes - Chaves Esta é a terceira parte do trabalho sobre o Proteus-ISIS e é dirigida para o

estudo de circuitos digitais, desta forma os instrumentos e componentes aqui descritos

são básicos no estudo e simulação de circuitos digitais. Devemos reiterar mais uma

vez que você deve ter conhecimentos mínimos de eletrônica digital para que possa

compreender este trabalho.

Um circuito digital opera basicamente com portas lógicas as quais são

encontradas em um circuito integrado (CI). O Proteus - ISIS tem uma biblioteca

relativamente grande de circuitos integrados comerciais da família TTL e CMOS.

Para inserir um componente o processo é semelhante ao já visto anteriormente

para componentes analógicos.

Com Componente selecionado clique em Selecionar Dispositivos (Pick

Devices), letra P.

Quando aparecer a janela Pick Devices insira a palavra gate (porta) em

Keywords, e então é só escolher a categoria e o dispositivo (porta ou CI) que quer

inserir na sua lista.

Figura01: Janela Pick Devices (Selecionar Dispositivos) mostrando todas as

categorias de portas

Page 42: Apostila Proteus _ ISIS

Se você quiser escolher pelo nome funcional (AND, NAND, etc.) selecione

Modelling Primitives, aparecerá uma lista em ordem alfabética da portas disponíveis.

Figura02: Janela Pick Devices com Modelling Primitives selecionado.

Para obter os componentes pelo código do CI como por exemplo, o CI 7400

(TTL - 4 portas NAND de duas entradas) ou CI4017 (CMOS - contador Johnson)

escolha em Category qual deseja. Observe que nesse caso será fornecida a pinagem

que é necessária para fazer o layout no ARES.

Os Níveis Lógicos de Entrada e Saída

Como sabemos, circuitos lógicos operam com dois níveis de tensão, Nível 1

(5V se TTL e de 4,5V a 18V de CMOS) e Nível 0 (0V), portanto para fornecer os

níveis lógicos de entrada podemos usar chaves que liguem as entradas em nível alto

ou baixo e para isso podemos usar a chave SW-SPDT (1 pólo e duas posições) ou o

terminal chamado de Estado Lógico (Logic State), e como indicadores de nível

lógico usamos uma ponta de prova chamada de LogicProbe.

( a ) ( b ) ( c )

Figura03: ( a ) Chave 1 pólo duas posições SW-SPDT ( b ) Logic Probe (c)

Logic State (Estados Lógicos)

A chave SW-SPDT se encontra Category (Switches & Relays) e em Sub-

Category (Switches).

Atenção! A chave pode ser aberta ou fechada usando o mouse, clicando na sua

parte móvel (somente se Component estiver selecionado), ou clicando nas setas de

para cima e para baixo ou dentro do Logic State.

Page 43: Apostila Proteus _ ISIS

A figura a seguir mostra as duas possibilidades de testar um circuito lógico.

( a )

( b )

Figura04: Entrando com os níveis lógicos usando ( a ) chave ( b ) Logic Probe

Exemplo 01: O s circuitos da figura 4 mostram duas formas de entrar com nível

lógico.

Analisador Lógico

O Analisador Lógico mostra forma de onda de sinais digitais, permitindo

visualizar até 24 formas de onda em 8 entradas simples e 2 barramentos de 8 bits

cada.

Capturando e Visualizando os dados:

1. Coloque um Analisador Lógico na área de trabalho, para isso selecione

LOGIC ANALYSER na lista de VIRTUAL INSTRUMENTS ligando as suas

entradas no sinal a ser visualizado. A figura a seguir mostra o ícone do analisador.

Page 44: Apostila Proteus _ ISIS

Figurax1: Ícone do Analisador Lógico mostrando as entradas

2. Inicie a simulação, o Analisador Lógico será aberto, figura a seguir.

Figurax2: Analisador Lógico aberto

3. Ajuste o botão de resolução (Resolution) para um valor adequado à sua

aplicação. Isso representa a menor largura de pulso que pode ser representada. Quanto

menor a resolução, menor a largura do pulso que pode ser capturado.

4. Efetue o ajuste da caixa do lado esquerdo em função das condições do trigger

(disparo). Por exemplo, se você deseja disparar o instrumento quando o sinal ligado

ao canal 1 é alto e o sinal do canal 2 é ligado na subida do pulso, você deve ajustar a

primeira caixa em "Hight" e a segunda caixa em "Low-Hight". Aconselho a deixar na

posição default (Any - qualquer).

5. Decida se você quer ver os dados antes ou apos as condições de ocorrência

disparo (Trigger), e então clique no botão que seleciona a porcentagem (0%,25%,

50%,75% ou 100%), para selecionar a posição de trigger requerida.

6. Quando pronto, clique no botão próximo ao led onde está escrito Armed.

Page 45: Apostila Proteus _ ISIS

Exemplo01:

Consideremos o exemplo a seguir onde um Flip Flop JK com J=K=1 é

gatilhado com pulsos de f=1KHz. As formas de onda de entrada (clock) e de saída

(Q) são injetadas no Analisador Lógico.

Figura: Circuito para exemplo

Iniciada a simulação, siga os passos acima para configurar o Analisador Lógico.

A figura a seguir mostra o resultado para uma determinada configuração.

Figura: Resultado da simulação e visualização do circuito da figura

Na figura a acima observe que:

• As caixas da esquerda estão todas em Any .

• Resolution está em 10us e Zoom em 1.0ms

• Percentagem em 25%

• Cursor A em 23ms e cursor B em 24ms, a diferença (Delta B-A) é

1ms

Page 46: Apostila Proteus _ ISIS

A figura a seguir mostra o mesmo resultado para outra configuração

Figura: Resultado da simulação e visualização do circuito da figura com outra

configuração

Page 47: Apostila Proteus _ ISIS

A Analise Transiente Analógica

Analises SPICE

Esta é a quarta parte do trabalho sobre o Proteus - ISIS e é dirigida para a

analise avançadas usando o PROSPICE . Para compreender melhor esse texto seria

bom você ter algum conhecimento de SPICE.

Existem 13 tipos de analises gráficas disponíveis suportadas pelo PROSPICE:

• Analise Analógica (Analogue): Neste tipo de analise a tensão ou

corrente é representada em função do tempo em um ponto do circuito. Essa

analise também é conhecida como Analise Transiente.

• Analise Digital (Digital): Neste tipo de analise níveis lógicos (1 e

0 ) são representados em função do tempo.

• Modo Misto (Mixed Mode): Combina no mesmo gráfico os dois

tipos anteriores.

• Analise em Freqüência (Frequency): É um gráfico que mostra o

ganho de corrente ou tensão em função da freqüência. Esta analise é

conhecida também como Analise AC ou Analise de Bode.

• Varredura DC (DC Sweep): Representa o ponto de operação em

função de uma varredura de parâmetros.

• Varredura AC (AC Sweep): Representa varias curvas de resposta

em freqüência em função da varredura de parâmetros.

• Curva de Transferência (Transfer): Desenha curvas

características ou famílias de curvas fazendo a varredura de um ou mais

geradores.

• Ruído (Noise): Desenha gráficos do ruído da entrada ou saída em

função da freqüência.

• Distorção (Distortion): Desenha o gráfico de distorção da 2ª e 3ª

harmônicas em função da freqüência. Pode desenhar também gráficos

mostrando a distorção por intermodulação.

• Analise Fourier (Fourier): Mostra o conteúdo das harmônicas de

uma analise transiente. Faz o mesmo que um analisador de espectros.

• Áudio: Realiza uma analise transiente e em seguida reproduz o

resultado através da placa de som. Gera arquivos WAV de som.

Page 48: Apostila Proteus _ ISIS

• Interactive: Realiza uma simulação interativa simulação e em

seguida mostra os resultados em um gráfico.

• Conformance : Realiza uma simulação digital e então compara

com o resultado de uma simulação realizada previamente.

Analise Transiente Analógica

A analise transiente analógica, ou simplesmente analise transiente, apresenta o

que você veria em um osciloscópio, tensão ou corrente no eixo Y e tempo no eixo X.

É a mais comum das analises. Tudo o que você pode medir com um osciloscópio em

um circuito real você pode fazer usando esta analise.

A seguir mostraremos como realizar uma analise transiente analógica, usando

para isso como exemplo um circuito RC serie alimentado por uma tensão senoidal.

Para realizar uma analise transiente:

• Adicione um gerador AC no circuito o qual pode ser qualquer um

dos a seguir, Gerador de sinais (Signal Generator), Alternador (Alternator),

tensão senoidal (Vsine) ou qualquer sinal variável no tempo. No exemplo

inserimos um uma tensão senoidal obtida em Generator.

Figura01: Circuito para Analise Transiente Analógica

• Coloque probes nos pontos de interesse do circuito.

Page 49: Apostila Proteus _ ISIS

( a ) ( b )

Figura02: Adicionando Probe no circuito para Analise Transiente Analógica (

a ) Probe de tensão no destaque ( b ) Circuito com os Probes de tensão

• Coloque Gráficos Analógicos (Analog Graphs). Para colocar o

gráfico, clique no ícone Simulation Graph e selecione na lista GRAPHS o tipo

de gráfico adequado para a analise a ser feita, no caso ANALOGUE. Em

seguida escolha o ponto onde será inserido o gráfico na área de trabalho,

pressione o botão esquerdo e arraste um retângulo no tamanho que achar

adequado.

Page 50: Apostila Proteus _ ISIS

Figura03: Adicionando gráfico no circuito para Analise Transiente Analógica

• Adicione os traços ao gráfico. Para adicionar os traços, primeiro

máxime o gráfico, para isso clique na parte de cima (no titulo) do mesmo. Na

parte inferior clique no ícone Manually add traces... ou use o Menu na parte

superior.

Figura04: Adicionando os traços no gráfico

• Será aberta a janela Add Transient Trace. Escolha qual traço a ser

adicionado. Repita para o outro traço.

Page 51: Apostila Proteus _ ISIS

Figura05: Janela Add Transient Traces

• Edite o seu gráfico agora. Por exemplo especifique os limites de

simulação no tempo, o numero de pontos, etc. Na parte inferior clique no

ícone Display 'Edit Graph... ou use o Menu na parte superior.

Figura06: Editando os gráficos

Aparecerá à janela Edit Transient Graph, nesta janela você poderá especificar o

nome do gráfico e os limites de simulação. No exemplo o gráfico será exibido de 0 a

50ms (veja que isso é equivalente a estabelecer a base de tempo no osciloscópio).

Page 52: Apostila Proteus _ ISIS

Figura07: Editando o nome do gráfico e seus limites de simulação

Clique em SPICE Options para estabelecer o numero de pontos a serem

desenhados por ciclo, isso determina a qualidade do gráfico. Na janela que será

aberta, Simulator Options, selecione a aba Transient e especifique o numero de

pontos. No exemplo especificamos 200.

Atenção! Quanto maior o numero de pontos, maior a qualidade do gráfico mas maior

o tempo de simulação.

Figura08: Editando o numero de pontos de simulação (precisão do gráfico)

• Configurado o gráfico podemos iniciar a simulação, e para isso

clique o no ícone Run simulation for... ou use o Menu na parte superior.

Page 53: Apostila Proteus _ ISIS

Figura09: Botão de inicio de simulação

• Serão exibidos os gráficos.

Figura10: Visualizando dos resultados da simulação

• Observe que clicando em cima do traço será adicionado um cursor que

permite medir tempo e tensão, e os valores poderão ser lidos ma parte inferior.

No exemplo o curso indica TIME: 7.91ms e Ve:27.1V.

• Caso as linhas verticais e horizontais não apareçam ir em Options

e selecionar Set Graph Colours, em Graph Outline selecione uma cor oposta à

do fundo (Background).

Page 54: Apostila Proteus _ ISIS

Figura11: Configurando as cores do gráfico

Caso você não tenha conseguido configurar o seu gráfico, clique no link a

seguir para obter o arquivo

Carga do Capacitor

Consideremos como outro exemplo da analise transiente o gráfico

representativo da carga de um capacitor quando ligado a uma tensão CC através de

uma resistência. Seja o circuito a seguir:

Figura12: Carga de um capacitor

Deveremos primeiramente colocar probes nos pontos de interesse do circuito,

no caso no capacitor (Vc).

Page 55: Apostila Proteus _ ISIS

Figura12: Circuito com o Probe de tensão no capacitor

Em seguida deveremos estabelecer condições iniciais para a tensão no

capacitor, no caso condições iniciais zero e isso é feito especificando IC=0 no nó que

tem a tensão em questão. Para especificar o Label de um fio clique em Wire Label e

em seguida no ponto do fio no qual quer adicionar um Label.

Será exibida a janela a seguir, na qual em String você deverá escrever IC=0

(Condições iniciais zero). Selecione a aba Style desselecione Follow Global ? e

selecione Visible, dê OK.

Figura13: Janela de configuração do Label do fio

Adicione um gráfico ANALOGUE e o configure. Inicie a simulação que você

obterá o gráfico característico da tensão no capacitor (exponencial).

Page 56: Apostila Proteus _ ISIS

Figura14: Circuito com adição dom gráfico ANALOGUE configurado

Caso você não tenha conseguido configurar o seu gráfico, clique no link a

seguir para obter o arquivo

Descarga do Capacitor

Para estudarmos a descarga, construímos o circuito a seguir e especificamos

como condição inicial Vc=12V da mesma forma como já tínhamos feito na carga.

Figura15: Circuito para analise transiente da descarga do capacitor

Analise Transiente Digital

Esta analise mostra sinais digitais em função do tempo. O instrumento que

realiza a mesma função é o analisador lógico.

Para realizar uma Analise Digital Transiente siga os passos:

• Adicione geradores digitais (geradores de pulso,DPattern, etc.) ao

circuito. Como exemplo consideraremos que o circuito é uma porta NAND

Page 57: Apostila Proteus _ ISIS

de duas entradas nas quais injetaremos um trem de pulsos gerador no DPattern

(Gerador de Seqüência de Níveis Lógicos).

Figura16: Circuito para Analise Transiente Digital

• Antes de continuar mostremos como configurar o Gerador de

Seqüência de Níveis Lógicos. Para inserir um Gerador de Seqüência

(DPattern) ir em Generators>> DPattern. Clique na área de trabalho. Clique

no ícone do DPattern será aberta a janela Digital Pattern Generator

Properties. Selecione Specific pulse train (Especificar Trem de Pulsos).

( a ) ( b )

Figura17: ( a ) Selecionando o gerador de trem de pulsos da lista Generators ( b )

Janela Propriedades do Gerador de Trem de Pulsos

Page 58: Apostila Proteus _ ISIS

• Após selecionar Specific pulse train clique em Edit para editar o

trem de pulsos. Será aberta a janela Edit Pattern, na qual você deverá

especificar no trem de pulsos os níveis lógicos de entrada (alto, baixo ou alta

impedância).

Figura18: Editando os valores do trem de pulso de entrada

• Configurado os dois trens de pulso das duas entradas você deve

adicionar um gráfico adequado para visualizar as entradas e a saída, para isso

selecione na lista GRAPHS o tipo de gráfico adequado para a analise a sr

feita, no caso DIGITAL. Em seguida escolha o ponto onde será inserido o

gráfico, pressione o botão esquerdo e arraste um retângulo no tamanho que

achar adequado.

Figura19: Selecionando gráfico DIGITAL na lista GRAPHS

• Desta parte em diante os procedimentos são semelhantes ao visto

para a Analise Transiente Analógica, portanto mostremos o resultado final da

analise.

Page 59: Apostila Proteus _ ISIS

Figura20: Resultado da simulação da Analise Transiente Digital

• Observe que a forma de onda U1(Q) de saída obedece à lógica

NAND.

Caso você não tenha conseguido configurar o seu gráfico, clique no link a

seguir para obter o arquivo

Analise em Freqüência

A Analise em Freqüência ou Analise AC é uma analise para pequenos sinais

isso significa que todas as variáveis estão relacionadas de forma linear.

Primeiramente o ponto quiescente é determinado e em seguida serão obtidos os

modelos para pequenos sinais dos dispositivos. As entradas são consideradas

senoídais, por isso nessa analise é necessário especificar uma fonte AC. Da mesma

forma não importa a amplitude do sinal pois a analise dá como resposta a relação

entre as tensões entre dois pontos (Ganho).

Consideremos o circuito da figura16 para o qual desejamos obter a curva de

resposta em freqüência (Ganhoxf). Para calcular a magnitude da saída, precisamos

injetar uma senóide de referencia na entrada e especificar onde é a entrada (Ve1) e a

saída, no exemplo abaixo usamos um gerador senoidal.

Page 60: Apostila Proteus _ ISIS

Figura21: Circuito para Analise em Freqüência sem Probe

• Desenhado o circuito, insira um Probe para representar a saída

(Vsaida), pois o ganho será especificado entre a saída e a entrada especificada

anteriormente.

Figura22: Circuito para Analise em Freqüência com Probe

• Coloque um gráfico adequado. Para colocar o gráfico, clique no

ícone Simulation Graph e selecione na lista GRAPHS o tipo de gráfico

adequado para a analise a ser feita, no caso FREQUENCY . Em seguida

escolha o ponto onde será inserido o gráfico, pressione o botão esquerdo e

arraste um retângulo no tamanho que achar adequado.

Page 61: Apostila Proteus _ ISIS

Figura23: Circuito para Analise em Freqüência com o gráfico

• O passo seguinte é configurar o gráfico. No caso deste tipo de

gráfico, o da esquerda será o do ganho e o da direita será o da fase.

• A seguir a janela Edit Frequency Graph, na qual especificamos:

O nome do gráfico, a referencia para determinar o ganho (Vsaida/Ventrada),

os limites de simulação (em Hz), a forma como a escala do eixo x é

especificada (DECADES, OCTAVES ou LINEAR), numero de pontos e a

configuração do eixo Y em decibéis (Y Scale in dBs).

Figura24:Janela Edit Frequency Graph com as especificações de nome, referencia,

limites de simulação, intervalo e configuração do eixo Y

• Configurado o gráfico o passo seguinte é simular. A figura a

seguir mostra os dois gráficos obtidos.

Page 62: Apostila Proteus _ ISIS

Figura25:Curvas de resposta em freqüência do ganho (azul claro) e da fase

(vermelho)

A Analise Curva de Transferência DC

Este tipo de analise é especifica para desenhar curvas de transferência ou

famílias de curvas de dispositivos semicondutores, embora possa ter outras

aplicações. CA da curva é obtida plotando vários pontos de operação (ponto

quiescente) em função da entrada a qual é varrida (sweep) entre um valor DC e

outro. Outro gerador pode ser adicionado para gerar uma família de curvas.

Como exemplo para usar o gráfico da Curva de Transferência seja o circuito a

seguir que mostra um limitador com diodo para o qual desejamos desenhar o gráfico

Vs X Ve.

Figura26: Circuito limitador com diodo

Page 63: Apostila Proteus _ ISIS

Como podemos observar da figura26 a fonte de entrada é Ve, que será varrida

(sweep) e a saída será no Probe Vs.

• Coloque um gráfico adequado. Para colocar o gráfico, clique no

ícone Simulation Graph e selecione na lista GRAPHS o tipo de gráfico

adequado para a analise a ser feita, no caso TRANSFER . Em seguida escolha

o ponto onde será inserido o gráfico, pressione o botão esquerdo e arraste um

retângulo no tamanho que achar adequado.

Figura27: Circuito para Analise Curva de Transferência DC com o gráfico inserido

• O passo seguinte é configurar o gráfico. No caso deste tipo de

gráfico, os eixos da esquerda e da direita podem ser usados. O eixo x

mostrara a primeira variável a ser variada e curvas separadas resultarão de

cada valor do segundo gerador (quando houver). No caso do exemplo acima

só existe um gerador.

• No menu selecione Graph>> Add Traces e adicione primeiro

(eixo Y) Vs e depois Ve.

• No menu selecione Graph>>Edit Graph e nomeie o seu gráfico,

em Source 1(fonte 1) coloque o nome da fonte de entrada (observe que não

existe a segunda fonte - Source 2), especifique os limites de varredura para

tensão de entrada (Start value e Stop value) e por ultimo especifique o numero

de ponto (esse numero definirá a precisão do gráfico).

Page 64: Apostila Proteus _ ISIS

Figura28:Janela Edit Transfer Function Graph configurada

• Configurado o gráfico o passo seguinte é iniciar a simulação. A

figura a seguir mostra os dois gráficos obtidos.

Clique no gráfico para aumentar

´

Figura29:Gráfico da Curva de Transferência

É importante notar que o diodo usado foi obtido de Category >> Modelling

Primitives para o qual podemos mudar os valores dos parâmetros SPICE. Clicando

no símbolo do diodo você poderá mudar o parâmetro que quiser, dentre os que

aparecem na lista Advanced Properties. Por exemplo mude a resistência do diodo

para 1000 e simule novamente para ver o que muda na curva de transferência.

Figura30: Janela de Edição de Componente

Page 65: Apostila Proteus _ ISIS

Analise Interativa

A analise interativa é uma combinação da analise baseada em gráfico com a

analise interativa, isto é, a analise é iniciada com algum dispositivo interativo mas os

resultados são apresentados de forma gráfica como na analise transiente.

Para realizar uma analise interativa:

1. Adicione probes nos ponto de interesse.

2. Coloque um gráfico interativo (Interactive) em um local da área de trabalho.

3. Edite o gráfico e escolha os tempos apropriados de inicio (start) e fim (stop).

4. Adicione qualquer controle interativo no circuito para iniciar a analise.

5. Estando pronto, inicie a simulação (ícone do homem correndo) ou pressione

a tecla de espaço do teclado. Os dispositivos devem operar dentro do intervalo

especificado em 4 para que os efeitos da sua ação seja efetivamente gravado. Se tiver

dificuldade com isso, você deve aumentar o tempo final (stop) ou diminuir o

Timestep Per Frame.

A seguir um exemplo de circuito com um elemento interativo (uma chave no

caso).

Figurax01: Circuito para exemplo da analise interativa