Vychutnejte si atmosféru filmu z roku 1940 Edison, the Man v ukázce prvního testu fonografu (Mary had a little lamb…). A před Edisonovým muzeem dodnes předvádějí návštěvníkům záznam a reprodukci hudby na voskovém válečku. Ovšem megalomanství armády je jako vždy nepřekonatelné. Trouby japonské armády jako by vypadly z verneovky.

A zpět k výhybkám. Poslední den týdenní trial verze Multisim14 jsem se chtěl alespoň podívat rychle na příklady zapojení a kliknutím na Evalute se aktivovalo dalších 44 dní. Takže to už stojí za to, prohlédnout si možnosti programu důkladně. A ano uvnitř je stále ukrytý starý dobrý Electronics Workbench, tak jak jsem měl tento program rád. Pořád má nepřekonatelný interaktivní simulační mód. A úplně na dně pracují původní SPICE algoritmy. Takže na začátek ukáži převod zapojení mezi simulačními programy přes SPICE textový zápis obvodu (NETLIST).

Multisim má stejně jako původní workbench unikátní import netlistu, nejen, že s ním umí pracovat, ale vytvoří si z textového zápisu schema zapojení, pravda očekával bych po čtvrt století trochu AI (Artificial Intelligence) při rozhození součástek po ploše, něco na způsob mobilu při focení fotek, ale i tak mi to přijde úžasné. Převod ignoruje zbytečné řádky a zachová popis sond (vysky, basy), takže není třeba netlist před převodem upravovat.

Součástky výhybky jsou rozmístěny neuspořádaně a všechny svislé jsou přetočené. Sice doby intuitivního kreslení schémat jsou pryč, ale i tak není problém schéma rychle upravit do pěknějšího tvaru. Oproti minulosti lze připojit libovolný počet měřičů charakteristik (Bode Plotter), ale jeho obrazovka od dob DOSu vypadá pořád stejně, jen je defaultně nastaveno černé pozadí. Místo vypínače vpravo nahoře se interaktivní simulace spouští zelenou šipkou uprostřed a zastavuje červeným čtverečkem. Rovněž se stejným způsobem jako kdysi spouští klasická střídavá analýza. Zobrazení sice v náhledu vypadá podivně, ale po roztažení a drobných úpravách je v pořádku.

Pro srovnání jsem znovu nakopíroval obrázek grafu ze stránek časopisu Electronics Now, jsem sice rád, že některé věci přetrvávají, ale programy TinaPro a MicroCap mají grafický výstup simulací vyřešen lépe. Například chybí odečítaní z grafu na číselně zadanou souřadnici kmitočtu, či napětí. Ale líbí se mi přednastavené svislá osa s napětím a ne s decibely. Když se použije logaritmické měřítko, tak graf přenosu bude mít stejný tvar jako s lineární osou v decibelech. Přijde mi to mnohem názornější a pochopitelnější (vstup je při AC analýze jeden volt).

Nicméně můj typický test na simulaci žárovky opět nedopadl. Žárovka je nelineární odpor. Wolframové vlákno má při 2800K bílého žáru zhruba zhruba dvanáctkrát větší odpor než při pokojové teplotě (273K). To také znamená, že při zapnutí žárovkou protéká nárazová proudová špička, dokud se vlákno neohřeje. Pustit výkonnou žárovku 5kW/220V proto bez pomalého zvedání napětí autotransformátorem není možné.

A kromě nelinearity je důležitá i tepelná setrvačnost wolframového vlákna, což je na videu dobře vidět při rychlém stažení napětí, jak vlákno pomalu chladne. Za normálního provozu tepelná setrvačnost žehlí (fitruje) při střídavém napájení mezery, kdy žárovkou klesá proud. A nelinearita a časová konstanta je důležitá i při použití žárovky k stabilizaci amplitudy kmitů v oscilátoru s Wienovým článkem, tak jak ji geniálně použili Hewlett a Packard ve svém nízkofrekvenčním oscilátoru HP200A https://en.wikipedia.org/wiki/HP200A.

V netlistu je vidět, že popis žárovky je hodně složitý a zaměřil se především na multimediální část, kdy se žárovka rozsvítí, kdy se přepálí vlákno, ale to nejdůležitější - nelinearita v modelu chybí. Při klasickém měření voltampérové charakteristiky se samozřejmě nelineární charakteristika odměří, ale teprve rychlý nástup napětí ukáže i hysterezi vlákna. Dá se to zobrazit na osciloskopu při X/Y režimu s nekonečným dosvitem obrazovky v režimu kreslící tabulky a rychlé změně napětí zdroje, aby se vlákno nestihlo ohřát. Ale pěkně to ukáže i zmiňovaný počítačový systém RC2000 (soubor úloh)

Jsem rád, že trial verze Multisim umožňuje tvořit a ukládat vlastní zapojení, zatím jsem jen nenašel odkud se vkládá zem. Uzel nula je kvůli použité metodě uzlových napětí bezpodmínečně nutná součást každého zapojení a tak zem prozatím kopíruji z jiného schématu. Na zobrazování voltampérových charakteristik má Multisim speciální virtuální charakteroskopy, ale lze si pomoci i klasickou fintou a udělat si ampérmetr pomocí malého odporu. Při simulaci se pak zvolí zobrazení proudu protékajícího oporem (pozor, záleží na orientaci rezistoru).

Electronics workbench měl a tedy i Multisim má také unikátní funkční blok přenosu známý z automatizace. Přenosovou funkci pro vyzkoušení si v italské retroverzi (nejstarší demo download na stránkách DesignSoft) vyrobíme z basové výhybky druhého řádu. Obrázek je složený, symbolickou a semisymbolickou (s dosazením hodnot) analýzu lze spustit jen pro jedno zapojení. Druhé můžete po označení třeba schovat do schránky Windows. Verze 5.5 ještě neměla možnost víc listů zapojení.

Pokud Zobelův filtr vykompenzuje indukčnost reproduktoru, mělo by se to celé chovat neutrálně jako reálná impedance - odpor. Takže zapojení vlevo i vpravo by mělo mít prakticky shodné vlastnosti a tedy i stejné vztahy pro přenos. Na krácení zlomku polynomem v čitateli si netroufám. Dřív jsem si myslel, že Zobelův filtr má smysl u basového reproduktoru, protože ten  má větší indukčnost, ale i z průběhů impedance (LspCAD) vyplývá, že důležitá je reaktance a ta je díky vysokému kmitočtu kritická u výškového. Impedanční charakteristika (*.zma) výškového reproduktoru rostla jak u dokonalé cívky. Ale stále si už třicet let jako laik kacířsky myslím, že kompenzace indučnosti reproduktoru moc smysl nedává. Když se podíváte na paralelní svislé členy Zobel network/speaker, tak já tam vidím výhybky prvního řádu CR a LR. Při vyšších kmitočtech bude prostě CR člen odvádět proud bokem od reproduktoru. Každopádně je i malá indukčnost výškového reproduktoru opravdu problém, protože reaktance malá nebude.

Je zajímavé, že přes Windows schránku jde zapojení stylem CTRL A, CTRL C a CTRL V dostat z retroitalské demoverze 5.5 TinyPro do TinyPro TI a tedy zapojení z italské retroverze jde i uložit. Dřív to bylo běžné a pak to samozřejmě u demoverzí znemožnili, ale na starou Itálii programátoři zapomněli.

Zapomněl jsem upozornit, že součástí programového balíku je i modul pro návrh plošných spojů NI Ultiboard. Kdysi jsem si ještě v programu Workbench úspěšně pousil v tomto modulu navrhnout malý plošňák korekčního zesilovače, ale dnes už se mi do toho pronikat nechce.

No a na závěr dáme ještě ochutnávku příkladů (examples), které jsou dodávány s programem. S výjimkou číslicových a mikroprocesorových obvodů jsem většinu příkladů otevřel, spustil a pokud něco pěkného dělaly, tak i okopíroval obrazovku a poskládal do slideshow v Irfanview a to pře VLC nahrál na Youtube. Slideshow Irfanu obrazovky nepěkně zmenšilo, ale pro ilustraci možností programu to stačí. Samozřejmostí je i rozsáhlá podpora na stránkách National Instruments.

rogram má i svá slabiny a tím je tradičně simulace nejjednoduššího generátoru na světě. Ale tady selhávají všechny SPICE simulační programy, které znám. Vrátím se k tomu příště.

Na přelomu století vyšla řada knih pro výuku elektroniky založena na využití programu Electronics Workbench. I v příkladech k Multisim 14 jsou nějaké testy z EWB4 s příponou *.ca4 (analogová část simulace verze EWB4) a ty jsem kdysi určitě zahlédl v nějaké knize. Z náhledů obsahů knih se to ale zjistit nedá, to by tam kromě obalu a obsahu, musela být i nějaká stránka textu. A ani v Destcription Box není u STUDENT WORKSHEET uvedena kniha, z které byly použité příklady a testy okopírovány, takže tentokrát detektivní internetové pátrání nebylo korunováno úspěchem.

Nicméně kocour Myšák souhlasí s názorem, že Multisim 14 by mohl nahradit Electronics Workbench 4 a je ochoten si na složitější ovládání zvyknout.