Графики

Окно графиков — один из основных инструментов визуализации сигналов Engee.

Окно графиков отображает только записываемые signal logging 1 сигналы. Для включения записи выберите опцию Записать:

graph logging 1

Визуализация результатов симуляции помогает понять и настроить поведение модели. Engee позволяет визуализировать результаты следующим образом:

Базовые:
Обработка сигналов:

Еще больше средств визуализации Engee представлено в разделе ниже.

Для работы с графиками и координатными плоскостями используются инструменты окна графиков.

Полученные графики легко экспортируются в формате PNG или CSV.

Для удобства работы с окном графиков можно:

Расширять/сжимать графики по горизонтали и вертикали:
Сжимать координатную плоскость по вертикали:
Зажать имя сигнала и перенести его на график (чтобы задать имя сигнала, дважды щелкните по нему и введите нужное имя):
Работать с сигналами одной симуляции на разных координатных плоскостях. Для этого нажмите Добавить координатную плоскость и выберите нужный сигнал и тип его отображения.

Сигналы во временной области

Создайте модель, используя блоки Sine Wave и Terminator, и включите запись signal logging 1 сигналов между ними. Все параметры и настройки оставьте по умолчанию. Итоговая модель будет выглядеть так:

graph beginning 1

Запустите симуляцию кнопкой Запустить модель . График симуляции синусоидального сигнала отобразится в окне графиков на координатной плоскости. Прежде чем график отобразится, можно выбрать тип отображения сигнала и сам сигнал:

prework log sim settings graph

Выберите тип Сигналы во временной области signal graph 1 и сигнал Sine Wave.1, чтобы получить график синусоидального сигнала:

graph explaination

Сигналы в частотной области

Если график сигнала в частотной области signal graph 2 не отображается — системе не хватает данных. Для построения графика требуется как минимум 1536 точек данных. Это количество вычисляется по формуле:

Минимальное необходимое число точек рассчитано исходя из оконной функции Хеннинга. Чтобы получить нужное количество точек, можно либо увеличить Simulation time (время симуляции), либо уменьшить Sample time (шаг расчета). Формула применима как к Time Based, так и к Sample Based блокам.

График в частотной области представляет спектр сигнала, показывая, какие частоты присутствуют в этом сигнале. Создайте модель, используя блоки Pulse Generator и Terminator. Параметры и настройки оставьте по умолчанию и включите запись signal logging 1 сигналов между блоками:

pulse generator model new

Укажите время симуляции минимум в 16 секунд (иначе не хватит точек данных) и запустите симуляцию кнопкой Запустить модель . После симуляции откройте окно графиков и выберите тип отображения Сигналы в частотной области signal graph 2 .

После сохранения вы получите спектр сигнала блока Pulse Generator:

pulse gen freq graph 3

Дополнительные настройки спектра сигналов модели доступны с помощью спектроанализатора окна графиков. Для этого:

Выберите кнопку Настройки в инструментах окна графиков:
Перейдите в раздел Анализ спектра:

Зависимость одного сигнала от другого

Создайте две модели из блоков Sine Wave и Terminator, и включите запись signal logging 1 сигналов между ними. Все значения параметров блоков и настроек модели оставьте по умолчанию, но для блока Sine Wave-1 увеличьте частоту (Frequency) с 1 до 2.

Для наглядности задайте имя сигналам — дважды нажмите по сигналу от блока Sine Wave и задайте имя x, а для Sine Wave-1 задайте имя y. Итоговая модель будет выглядеть так:

sine wave model example 2

Запустите симуляцию кнопкой Запустить модель . В окне графиков выберите тип отображения Зависимость одного сигнала от другого signal graph 3 для открытия окна выбора сигналов. Выберите x для сигнала по x и y для сигнала по y соответственно:

signal choosing 1

В результате получите следующий график (фигура Лиссажу):

graph lissajous curve 1

Графики можно сравнить и во временной области signal graph 1 . Используйте эту же модель. В окне графиков с помощью кнопки Меню сигналов переключитесь на Сигналы во временной области и выберите оба сигнала.

Наведите курсор мыши на координатную плоскость — это выведет инструменты для работы с графиками:

signal comparison 2

В новой координатной плоскости снова наведите курсор и выведете инструменты, выберите Два курсора signal comparison 1 . Выберите нужную точку на графике и сравните значения сигналов между собой:

signal comparison 3

Табличный вид отображения графика

Соберите следующую модель из блоков Sine Wave, Constant, Identity Matrix и Terminator:

table graph 1

Запустите симуляцию кнопкой Запустить модель . После симуляции выберите тип Табличный вид отображения графика signal graph 4 . В окне графиков откроется таблица с мгновенными значениями сигналов:

img sim 15 4

Для переключения на другие типы отображения используйте .

Кадр во временной области

Кадр во временной области — модель обрабатывает несколько элементов данных за один временной шаг. Подробнее об обработке сигналов по кадрам в Engee читайте в статье Обработка сигналов по кадрам и отсчетам.

Сигнальное созвездие

Сигнальное созвездие signal constellation (или диаграмма созвездия) — это графический метод представления модулированных сигналов в цифровой связи. Оно используется для визуализации символов, передаваемых в модулированном сигнале, и помогает анализировать качество передачи данных и обнаруживать искажения. Подробнее читайте в статье.

Построение массива

Построение массива — это процесс визуализации данных, организованных в массивы, на графиках. Он позволяет интерпретировать числовые данные как функции от времени или других переменных, отображая их как непрерывные линии и точки:

massive graph 1

Глазковая диаграмма

Глазковая диаграмма eye diagramm 1 — это инструмент для анализа цифровых сигналов, который помогает выявлять ошибки и искажения при передаче данных. Она отображает многократно наложенные временные участки сигнала, создавая изображение, напоминающее глаз. Это позволяет наглядно увидеть искажения сигнала, такие как: интерсимвольная интерференция (ISI), шум, искажения рабочего цикла и другие помехи.

Важным преимуществом глазковой диаграммы является возможность оценить качество передачи данных по ширине и форме «глаза» — чем более открыт «глаз», тем лучше передача сигнала.

glass diagramm 2

Диаграмма используется для анализа зашумленных сигналов, чтобы понять, насколько качественно передаются данные по каналу связи. Например, глазковая диаграмма помогает определить отклонения от идеального сигнала, вызванные такими факторами, как частотные смещения или фазовые ошибки.

В зависимости от выбора типа отображения сигнала получаются разные графики, полезные для индивидуальных ситуаций. Но это лишь часть функционала окна графиков. Далее рассмотрим панель инструментов и ее возможности.

Для просмотра доступных инструментов окна графиков наведите курсор мыши на координатную плоскость. Всего доступно два набора инструментов:

img15a

Обзор инструментов окна графиков

Первый набор

Второй набор

Первый набор содержит все необходимое для работы с графиками:

img15a 1

Меню сигналов — меню навигации между координатными плоскостями.
Масштабировать — осуществляет масштабирование координатной плоскости. Появляется возможность выделить область и увеличить ее содержимое. Чтобы вернуть масштаб по умолчанию, дважды кликните на координатной плоскости левой кнопкой мыши.
Панорамировать — инструмент перемещения графика на координатной плоскости. Позволяет двигать график в любом направлении с помощью курсора мыши.
Увеличить масштаб — увеличивает масштаб координатной плоскости.
Уменьшить масштаб — уменьшает масштаб координатной плоскости.
Масштабировать автоматически — возвращает значение масштаба координатной плоскости по умолчанию.
Скачать график в PNG — сохраняет координатную плоскость в файл с форматом PNG.
Один курсор — отображает на графике значения при наведении на него указателя мыши.
Два курсора — отображает значения на всех графиках.
Настройки — открывает настройки графиков и координатной плоскости. Настройка графиков состоит из трех разделов:
- График и оси — раздел управления отображением графиков и координатных плоскостей:
- Сигналы — раздел управления отображением сигналов. Управление сигналом доступно в случае, если выбран конкретный сигнал на координатной плоскости окна графиков .
- Анализ спектра — раздел дополнительной настройки спектра (подробнее см. в статье). Раздел доступен в случае, если выбран тип отображения сигнала «Сигналы в частотной области ».

Второй набор предназначен для работы с двумя и более координатными плоскостями:

img15b

Вверх — перемещает координатную плоскость на ячейку выше.
Вниз — перемещает координатную плоскость на ячейку ниже.
Копировать — копирует координатную плоскость. Не копирует в буфер обмена, нельзя вставить скопированную координатную плоскость куда-либо кроме окна графиков. Скопированную плоскость можно вставить только через кнопку Вставить .
Вставить — вставляет скопированную координатную плоскость.
Копировать в буфер обмена — копирует координатную плоскость в буфер обмена. Можно вставлять плоскость в Engee и другие сторонние программы.
Удалить — удаляет плоскость.

Кнопка Удалить

автоматически появится на панели действий при добавлении новой координатной плоскости.

Для добавления новой координатной плоскости используйте кнопку Добавить координатную плоскость add graph button . Эта кнопка позволит настроить плоскость до ее добавления и повторно выведет меню вывода сигналов и типов отображения. Новая плоскость будет по умолчанию добавлена выше старой. Изменить их порядок можно с помощью инструментов.

Для добавления новой вкладки в окне графиков используйте кнопку Новая вкладка и задайте ей имя. В созданной вкладке можно работать с новыми или уже имеющимися результатами симуляции в привычном режиме.

img 15 1 2

Для удобства вкладки можно расположить вертикально:

vertical tabs 1 → vertical tabs 2

Экспорт графика

Для экспорта графика доступны три способа:

Сохраните координатную плоскость в виде изображения, используя кнопку Сохранить как PNG . Изображение будет автоматически загружено на ваш компьютер по пути, указанному в вашей операционной системе.
Вставляйте изображение координатной плоскости в Engee и в сторонние программы с помощью кнопки Копировать в буфер обмена .
Нельзя экспортировать график в CSV напрямую, но можете экспортировать данные его сигнала с помощью блока To CSV. Для этого поставьте блок To CSV на выход желаемого сигнала модели и в параметре File name блока задайте имя будущего CSV-файла (untitled.csv по умолчанию). CSV-файл будет сохранен в файловом браузере Engee под указанным именем.

Другие инструменты визуализации Engee

Если ваши задачи визуализации гораздо шире, чем описано в предыдущих разделах, то Engee предлагает вам и другие инструменты. Ознакомьтесь с ними, чтобы выбрать лучшее решение для визуализации результатов ваших моделей:

Инспектор данных позволяет просматривать, анализировать и сравнивать результаты как одного, так и нескольких симуляций (прогонов).
Переменная simout позволяет работать с результатами симуляции модели через командную строку или редактор скриптов, например, используя библиотеку Plots.