SystemVue 入門與應用.doc

第一章 歡迎使用 SystemVue3第二章 安裝 SystemVue4第三章 SystemVue 簡介183.1 SystemVue 操作觀念193.2 開啟 SystemVue193.3 系統視窗 System Window193.4 範例系統 Example System273.5 回授系統範例 Example Feedback System303.6 系統工具項 System Tool Bar323.7 速度最佳化 Speed Optimization333.8 動態系統探針 The dynamic System Probe33第四章 系統時間System Time344.1 開始時間/停止時間 Start Time/Stop Time344.2 取樣率/時間間隔 Sample Rate/Time Spacing354.3 取樣數 與 開始/停止時間鎖定 No. (Number) of Samples and Start/Stop Time Lock354.4 頻率解析度 Frequency Resolution354.5 更新時間值 Update Time Values354.6 自動設定取樣數 Auto Set No. Samples354.7 系統迴圈數 Number of System Loops364.8 修改系統取樣率 Modifying the System Sample Rate364.9 標記與混頻輸入 Tokens and Mixed Rate Inputs38第五章 SystemVue 標記395.1 來源標記 ( Sources )395.2 輸出標記 (Sinks)445.3 運算子 Operators485.4 函數 Functions545.5 乘法器 Multipliers605.6 加法器 Adders605.7 超系統 輸入/輸出 MetaSystem I/O615.8 控制邏輯排程器 Control Logic Scheduler615.9 客製化標記庫 Custom Libraries685.10 範例 Examples74第六章 濾波器與線性系統 Filters and Linear Systems806.1 線性系統標記定義 Linear System Token Definition816.2 有限衝擊響應濾波器設計 Finite Impulse Response (FIR) Filter Design836.3 類比濾波器設計 Analog Filter Design996.4 拉普拉氏系統 Laplace Systems1016.5 線性系統設計視窗中的根軌跡與波德圖1046.6 窗型函數及係數的量化105第七章 超系統 MetaSystems1067.1 建立一個超系統 Creating a MetaSystem1067.2 檢視超系統 Viewing a MetaSystem1077.3 儲存超系統 Saving a MetaSystem1087.4 超系統範例 MetaSystem Example1087.5 超系統的輸入/輸出標記 MetaSystem I/O Tokens1127.6 超系統畫面 MetaSystem Screen1137.7 超系統自動連接 MetaSystem Auto Links1147.8 超系統使用原則 Guidelines for Using MetaSystems116第八章 動態系統探針 The Dynamic System Probe1178.1 啟動功能 Summon Functions1198.2 動態系統探針控制 Dynamic System Probe Control120第九章 分析視窗 The Analysis Window1229.1 環境 The Environment1229.2 開啟與使用分析視窗 Accessing the Analysis Window and Displays1239.3 管理顯示視窗與系統資源 Managing Plot Windows and System Resources1239.4 縮放與大小 Zoom and Scale1249.5 座標標籤與畫面抬頭 Axis Labels and Plot Titles1259.6 複製與貼至其它程式 Copy and Paste to Other Programs1259.7 畫面動畫 Plot Animation1269.8 資料計算器 Sink Calculator1279.9 特殊工具 Special Tools139第十章 以 SystemVue 建立數位訊號硬體迴路模擬142第一章 歡迎使用 SystemVue歡迎使用 Eaglewa-Elanix 公司所出版的通訊系統模擬軟體 SystemVue。SystemVue 原名 SystemView，為美國 Elanix 公司所開發，為一個動態系統分析環境，可用在工程或科學研究系統的設計與模擬。2005 年初時，Elanix 公司與 Eagleware 公司進行合併，進而將SystemView 更名為 SystemVue。不論是類比或數位訊號處理、濾波器設計、控制系統、通訊系統，乃至於一般數學系統建模，SystemVue 都提供一個完善的分析環境。由於和 Microsoft Windows 家族作業系統相容，SystemVue 可幫助你專注於重要的功能上，快速且有效率地設計、模擬與文件化你的模擬系統。而且只要用滑鼠點選 DSP 發展選項，便可以將所設計的系統加以硬體實現。在 SystemVue 中，利用滑鼠、眼睛與思考便可以構思、設計與測試複雜的模擬系統。除此之外，並不需要學習程式語言與描述語法，沒有其它事情會干擾你對手上問題的思緒。SystemVue 包含兩個主要視窗：系統視窗與分析視窗 ( System Window and Analysis Window )。使用者可以從各種函式庫中選取所需要的功能標記 ( Tokens )，然後在系統視窗中設計所需要的模擬系統。對於每一個功能標記，可將滑鼠移至標記上並雙擊此標記。然後，在彈出的對話盒中填入所欲設定定的參數值即可。在 SystemVue 中，可將性質類似的標記群建立成超系統 ( MetaSystem )，而把大型系統加以簡化。一個超系統允許單一個標記來表示一個完整的系統或子系統。超系統的連接和其它 SystemVue 標記的做法相同。在超系統標記上按左鍵雙擊，便會出現一個彈出視窗顯示此超系統所包含的完整子系統。SystemVue 執行模擬時會自動檢查系統中的標記連接。如果有標記連接上的問題，即使發生在多層次的超系統架構中，SystemVue 都會發出警告並加以顯示遺失連接的標記所在處。此特點對於系統的診斷是相當重要的。除了系統設計與模擬外，SystemVue 也提供一個彈性化的分析視窗來檢視模擬結果的輸出波形。SystemVue 獨創的輸出計算器 ( Sink Calculator ) 提供一套廣泛的區塊處理運算功能，可用以對模擬產生的輸出資料作處理運算。舉凡資料視窗縮放、轉動、頻譜分析和濾波都可以用滑鼠點選來完成。SystemVue 的動態探針 ( Dynamic System Probe ) 為一個強而有力的工具，可提供即時的時域與頻域訊號分析來加速模擬的設計。使用動態探針，使用者可以即時地觀看模擬實驗中任何功能方塊所產生的輸出波形。當模擬執行時，只要將滑鼠移至任一功能方塊上，便可以立即觀看所選擇方塊輸出端的輸出波形。使用切換鈕可以觀測訊號的時域與頻域行為，而動態探針的其它的控制鈕可以讓它擁有更多類似標準示波器的分析功能。第二章 安裝 SystemVue SystemVue 網路版安裝SystemVue 網路版的安裝方式和 Genesys 網路版的安裝方式相同。交貨項目中包含安裝光碟一片與硬體鎖一個。安裝前要先選定一台電腦當伺服器，此電腦本身無法執行 SystemVue。伺服器需要可連上網際網路、安裝硬體鎖與 Server Program，其餘電腦需要安裝 SystemVue 程式並可透過區域網路與伺服器相連以取得授權。安裝步驟描述如下：1. 將安裝光碟放入伺服器光碟機中，出現如下畫面。2. 將硬體鎖插到伺服器電腦上，並安裝其驅動程式 ( 搜尋安裝光碟即可 )。3. 選取 Step 1 中的 Install Network License Server，出現如下畫面。4. 點選 Install Eagleware-Elanix License Sever Now，出現下列畫面。 5. 出現下列畫面，按下 Next。6. 選取同意聲明，按下 Next。7. 設定使用者資訊後，按下 Next。8. 選取 Complete 後，按下 Next。9. 選取 Install。10. 選取 Next。11. 安裝進行中。12. 如果伺服器有連上網，較易設定。按下 Next。13. 成功下載 codes，按下確定。14. 安裝完成，按下 Finish。重新啟動 License Server1. 選取 Windows 下的開始 設定 控制台 系統管理工具 服務。找到下列 Eagleware License Manger ，將其開啟。 2. 將此 Manger 停止後，再開啟。此時，Eagleware-Elanix License Server 已正常運作。安裝 SystemVue 於執行電腦 ( Clients ) 上1. 將安裝光碟放入所欲執行 SystemVue 電腦光碟機中，選取 Install SystemVue出現下列畫面。2. 選取Install SystemVue Now。3. 按下 Next。3. 勾選欲安裝項目，按下 Next。4. 出現License Agreement，按下 Yes。5. 設定使用者資訊，按下 Next。6. 選取安裝位置，按下 Next。7. 選取安裝目錄，按下 Next。 8. 準備複製檔案，按下 Next。9. 安裝進行中。10. 安裝完成，按下 Finish。第一次啟動 SystemVue 程式1. 選取 開始 程式集 SystemVue by Elanix 下的 SystemVue，出現下列視窗。如下選取，並按下 Next。2. 選取授權機制，選 Network License Server 並按 Next。3. 輸入 License Server IP，按下 Finish 即可。第三章 SystemVue 簡介3.1 SystemVue 操作觀念SystemVue 提供以視覺為導向的動態系統模擬工具。SystemVue 使用符號化的標記( Symbolic Tokens)來表示處理程序( Processes)，並提供時間軸來表示系統取樣特性。完整的模擬系統或子系統可以在 SystemVue 的系統視窗中加以設計，而其構成標記(Tokens)可以從不同的函式庫中選出並且連接在一起。標記的參數設定可以經由對話盒完成，而使用者可以控制模擬的開始時間、停止時間以及系統的取樣速率。3.2 開啟 SystemVue在安裝的過程中，SystemVue 安裝程式自動在桌面建立 SystemVue 捷徑並且也在起始列(Start Menu)建立圖示。點選桌面捷徑或起始列圖示皆可以載入並啟動 SystemVue。3.3 系統視窗 System WindowFigure 3.1 所示為 SystemVue 的系統視窗，包含選單列(Menu bar)、工具列(Toolbar)、水平與垂直捲動軸(Scroll bar)、設計區(Design area)、訊息區(Message area)與標記區(Token Reservoir)。Figure 3.1 SystemVue 系統視窗3.3.1系統視窗選單列 (Menu bar)選單列含下拉式選單以顯示 SystemVue 的功能選項，包含 檔案(File)、編輯(Edit)、喜好(Preference)、檢視(View)、記事(NotePades)、連接(Connections)、編譯器(Compiler)、系統(System)、標記(Tokens)、工具(Tools)與協助(Help)。3.3.2系統視窗工具列 (Toolbar)此工具列包含執行下列功能的按鈕：l 提供在系統視窗中處理標記(Tokens)的功能。l 開始與停止模擬的執行。l 提供呼叫分析視窗與其它公用程式的捷徑鈕。3.3.3捲動軸 (Scroll bar)水平與垂直捲動軸用以將設計區範圍左右與上下捲動。方向鍵與翻頁鍵(PgUp/PgDn)也有類似功能。當模擬的區塊圖尺寸大於設計區可視的範圍時，捲動設計區是有用且必須的。3.3.4設計區 (Design area)在系統視窗中，設計區被定義為設計模擬劇本的區域。在設計區裡，可以載入、定義、與連接標記來建立模擬的區塊圖。3.3.5訊息區 (Message area)訊息區在系統視窗的底部，顯示模擬狀況的資訊與標記的描述。要得到某一標記的參數資訊，可將滑鼠移至相關標記上，這時會有彈出視窗顯示該標記的參數資訊，而訊息區也會出現相關訊息。3.3.6 動態系統探針鈕 (Dynamic System Probe Button)動態系統探針鈕位於系統視窗左下角，可以拖拉的方式建立動態訊號探針，詳細功能請參閱第八章。3.3.7 自動路由 (Auto Router)路由器允許設計者在建立連線時可以設定其路由路徑。這些路由器依照所設定方式被放置於設計區。設定視窗可由 SystemVue的 Preferences / Options / Design Area 開啟，如 Figure 3.2 所示。”Enable Auto Launch Router” 在視窗右下部分。Figure 3.2 自動載入路由器自動路由特性如下：l 在系統中建立一回授訊號時，會自動放置一個方向反轉的路由器。l Figure 3.2 的設定視窗允許設計者切換是否啟動自動載入路由。l 將滑鼠移至路由器上並按下右鍵，選擇 “Snap to Grid” 可以消除鋸齒連接線。3.3.8 標記編號 (Token Numbers)使用者可以控制標記的編號。標記原先所用的編號規則是依照其放置於設計區的先後次序而來。使用者可以依下列方式重新對標記作編號：選取 Edit | Assign Token Numbers | By Execution Sequence, By Connection 或 Use the Mouse。畫面如下：Figure 3.3 標記編號依照執行順序By Execution Sequence:會使用編譯器的方式設定標記編號，來源標記會有較高優先序而輸出標記會有最低的優先序。依照連接順序By Connections: 由標記連接順序決定，特定訊號路徑的標記會有連續的標記編號。使用滑鼠Use Mouse. : 允許使用者直接在設計區選擇標記的編號順序。首先會出現 Figure 3.4 來設定起始的標記編號，再依序點選標記而賦予編號。使用者並不需要將整個模擬的標記都點選一次，只需要將有興趣的標記點選完後再按 “Shift F” 便可以將標記編號完成。若有重複編號，此方法也會將重複的標記編號移除。Figure 3.4 標記編號選擇3.3.9標記區 (Token Reservoir)標記是組成 SystemVue 模擬劇本的建構區塊。標記區位為系統視窗的左邊，列出 SystemVue 可以使用的標記。元件庫鈕 ( Library Button )：按此鈕以便切換成標準 SystemVue 元件庫或 選購的 SystemVue 元件庫。 來源標記 ( Source Token )：這類標記只有輸出，沒有輸入；用來建構模擬系統的輸入端。( 包含來自外部檔案的資料 )超系統標記 ( MetaSystem Token )：這個標記允許在模擬實驗的設計中加入階層式架構。超系統標記可以將已預先定義好的超系統加到目前的設計實驗中。進一步細節請參考第七章。加法標記 ( Adder Token )：此標記將會輸出其輸入端的總和( 最多可有 20 個輸入 )。超系統 輸入/輸出 標記 ( MetaSystem I/O Token )：此標記用以定義超系統中的輸入與輸出端。運算標記 ( Operator Token )：此類標記將輸入資料當成運算的參數來執行其運算功能。函數標記 ( Function Token )：此類標記將輸入資料當成函數的參數來執行其函數計算功能。乘法標記 ( Multiplier Token )：此標記將會輸出其輸入端的乘積( 最多可有 20 個輸入 )。輸出標記 ( Sink Token )：此類標記可用以收集、顯示、分析與輸出模擬系統內的資料，並且只有輸入功能。3.3.10 定義標記 ( Defining Tokens )在 SystemVue 中，可以將標記由標記庫列以拖拉的方式加至系統視窗中。每一個標記會以被放置於設計區的先後順序，由SystemVue自動賦予一個標記編號。將滑鼠移至新增標記上並按左鍵兩次 ( 或按右鍵後，選 Library )，此時會有標記庫視窗彈出。下圖為函數標記庫視窗。Figure 3.5 函數標記庫在每個標記庫視窗中，各標記以功能區分來歸類。上圖所示為函數標記庫裡的非線性標記類。從標記庫視窗中，按左鍵選取想要的標記，並按 ”Parameter” 鍵設定此標記相關參數。下圖為一典型的參數輸入視窗，可讓使用者設定相關標記的特定參數。在 ”Apply To Tokens” 中選出欲使用此參數設定的同類標記。Figure 3.6 典型的參數輸入視窗幾何參數輸入 Algebraic Parameter Entry在 SystemVue 中可以輸入參數值來作幾何運算。例如，鍵入 (3*sin(pi/8)2 會得到 1.318019 值。運算階層架構如下：1. 函數，如：sin()、sinh()。2. 指數3. * , /,+ , - 乘、除、正、負4. +,- 加、減內建函數包括：abs cos log sinacos cosh log2 sinhasin exp log10 sqrtatan frac mod tanatan2 int pi tanh按下前一張圖右下角的 “=” 鈕，可開啟單位轉換視窗 ( Unit Converter Window )。單位轉換視窗可以快速地作單位換算。如： 10dBm 等於 707.106781e-3 volts rms。此視窗也可由 SystemVue 的 View 選項下的 Units Converter 開啟。Figure 3.7 SystemVue單位轉換視窗在單位轉換視窗中，可以藉由視窗右下角的 鈕開啟 Windows 的標準或科學計算機；亦可以由 SystemVue 的 View 選項下的 Calculator 開啟。 3.3.11 標記間的連接與斷線 Connecting and Disconnecting Tokens 要連接兩個標記，首先按下 SystemVue 工具列上如左圖的連接按鈕，再來點選起始標記，最後點選目標標記即可完成。亦或者將滑鼠移至起始標記右側，等到出現向上箭頭時，再以按左鍵拖拉的方式將連線拉至目標標記。要切斷標記間連線，可先按下 SystemVue 工具列上如左圖的斷線按鈕，再來點選起始標記，最後點選目標標記即可完成。亦或者將滑鼠移至欲切除連接標記的左側，等到出現向上箭頭時( 帶黑點 )，再以按左鍵拖拉的方式將連線 ( 虛線 ) 拉回至起始標記即可。3.3.12 存檔、回覆 與 離開 Saving, Recalling and Exiting選取 File 選項下的 Save 來存檔，任何 Windows 下合法的檔名都可以被接受。如果沒有輸入附檔名的話，系統會自動加上 .svu 為附檔名。在系統設計過程中儲存檔案是一個良好的工作習慣。要開啟現存的檔案，選擇 File 選項下的 Open 即可。在 SystemVue 目錄下包含大量的範例程式，可供教學或研究參考用。若是要離開 SystemVue，選擇 File 選項下的 Exit 即可離開 SystemVue。3.4 範例系統 Example System依照下列步驟建立第一個SystemVue 範例。此範例系統產生一個弦式波源，然後相乘為其平方。有關於系統時間的詳細設定請參照第四章。Figure 3.8 用以產生弦式波平方值的範例系統 ( 執行前 )1. 點選系統時間鈕 ( 在工具列上如馬錶的圖示 )，選擇 “OK” 來接受預設值。2. 拖拉一個來源標記置於設計區。雙擊此標記 ( 或按右鍵後選 Library ) 以便設定來源種類。選取 “Periodic (週期性)”群鈕，並點選 ”Sinusoid (弦式波)”，即可把來源標記設成週期性弦式信號源。接著按下 “Parameters”鈕，並在Frequency (Hz) 欄位中輸入 4 ，最後選取兩次 ”OK” 鈕完成設定。將滑鼠指標移至標記上，此時將出現此來源標記的設定值： 弦式波、振幅為 1 volt、頻率 4 Hz。3. 拖拉一個函數標記 置於設計區。如同步驟 2.，雙擊此標記以便設定函式種類。選取 ”Algebraic(代數)”群鈕，並點選 ”Xa”。接著按下 “Parameters”鈕，在 Exponent (指數) 欄輸入 2。最後選取兩次 ”OK” 鈕完成設定。如此，此函數標記將會產生輸入正弦訊號的平方值。4. 拖拉一個輸出標記 置於設計區。雙擊此標記後，選取 ”Graphic(圖形化)”群鈕，並點選 ”SystemVue”。注意到此時並無參數需要設定，因此選 “OK” 離開。除此之外，也可選取 “RealTime” 來觀察模擬執行時的波形變化。5. 將來源標記與 Xa 函數標記連接，並設為正弦波 ( Sin Wave )。6. 將Xa 函數標記與輸出標記連接。7. 拖拉另一個輸出標記 置於設計區，並且定義為 SystemVue 輸出。8. 將弦式來源標記與步驟 7. 輸出標記連接，並設為正弦波 ( Sin Wave )。9. 點選工具列執行鈕 ，產生結果如下圖。Figure 3.9 範例系統的執行結果1. 若欲放大輸出標記的輸出畫面，可以用滑鼠點選該標記的輸出畫面，然後拖拉畫面邊界控制點來改變其大小尺寸。2. 點選分析鈕 來開啟分析視窗 ( Analysis Window )。如果輸出標記的輸出畫面未自動出現於分析視窗中，請點選分析視窗工具項最左邊的 “Load New Sink Data” 來載入資料。接下來點選工具項中 “Open All Windows” 。此時會出現兩個畫面，一為 4Hz 正弦波，另一為其平方值輸出。3. 點選位於設計視窗底部的輸出計算鈕 ，並選擇 “Operator(運算元)” 標籤。再來選擇 ”Overlay Plots” 按鈕，並將 “Select one or more windows” 中的 w0、w1 選取 ( 反黑 )，最後按下 “OK” 鈕。4. 再次點選輸出計算鈕，並選擇 “Spectrum(頻譜)” 標籤。選擇任一種頻譜型式，並在 “Select one window” 中選取上一步驟新產生的結果視窗，然後按下 “OK” 鈕。此時會產生一個新視窗，顯示兩個輸入信號的頻譜分布圖形。注意到其中一條是集中在 4Hz，另一條 (平方值) 則是落於 0Hz 和 8Hz。這時可以點選 “Tile Vertical toolbar” 鈕 來重新排列畫面。3.5 回授系統範例 Example Feedback System下圖所描述為一個回授系統的範例設計，可幫助使用者建立包含回授訊號的動態系統。Figure 3.10 回授系統範例 ( 執行前 )1. 在系統視窗中，點選工具項的 “Clear Design Area” 將設計區清除。2. 選取工具項的 “Define System Time” ，將 no. of Samples 設成 512 後，再按下 “OK” 鈕。3. 建立一個來源標記，雙擊後選取 “Aperiodic(非週期)”群鈕，並設成 “Step fcn” 標記。接下來點選 “Parameters”，接受其預設值並按 “OK” 離開。4. 建立一個加法標記。5. 建立一個運算標記，選取 “Integral/Diff (積分/微分)” 群鈕。再選擇 PID ( Proportional, Integral, Derivative) 標記。將 Proportional Gain 和 Integrator Gain 設成 1，Derivative Gain 設成 0。6. 建立另一個運算標記，選取 “Integral/Diff (積分/微分)” 群鈕。選擇 Integral (積分) 標記，並點選 “Parameters”後，接受其預設參數值。7. 建立第三個運算標記，並設為 Gain/Scale(增益/大小) 群鈕下的增益標記 (Gain Token)。點選 “Parameters” 後，Gain Units 選為 “Linear”(線性)，Gain 設為 2。最後按 “OK” 確認上述設定。8. 將滑鼠移至增益標記上，並按下右鍵，選取 Reverse Token I/O。亦可以點選系統工具項的 “Reverse Token I/O” 後，再點選增益標記。兩種方式皆可以將標記的輸入/輸出反向。9. 建立一個輸出標記，雙擊後選取 “Graphic” 群鈕 與 “SystemVue” 型式。10. 建另一個輸出標記，雙擊後選取 “Analysis” 群鈕 與 “Analysis” 型式。11. 將步階來源標記連接至加法標記。( token 0 - token 1 )12. 將步階來源標記連接至輸出標記。( token 0 - token 6 )13. 將加法標記連接至 PID 標記。( token 1 - token 2 )14. 將 PID 標記連接至積分標記。( token 2 - token 3 )15. 將積分標記連接至輸出標記。( token 3 - token 5 )16. 將積分標記連接至增益標記。( token 3 - token 4 )17. 將增益標記連接至加法標記，( token 4 - token 1 )，完成回授迴路。18. 按下執行鈕 來執行模擬。Figure 3.11 回授系統範例的執行結果模擬執行完後，會有 z-1 出現在加法標記的輸入端。表示回授迴圈的延遲，是由 SystemVue 自動產生的。第十三章 Time Delay in Feedback Paths 會對此有詳細描述。資料列表 ( Data List ) 為 SystemVue 中另一種有用的檢視資料方式。回到系統視窗並且重新設定輸出標記為 “Numeric” 群鈕下的 ”Data List”。如此資料列表將會取代圖形化的表達方式，顯示每一輸出標記所保有的數值資料。3.6 系統工具項 System Tool Bar本節針對較重要的工具項功能作說明。刪除 Delete：此按鈕可以用來刪除一個或一群標記。切除 Disconnect：此按鈕可以用來切除兩個或更多標記間的連接。要切除兩標記間連線，先點選 “Disconnect” 鈕，再點選起始標記與目標標記即可。要切除一群標記間連線，先點選 “Disconnect” 鈕，然後按滑鼠左鍵以拖拉的方式將所欲切除連接的標記群圈出即可。連接 Connect：此按鈕可以用來連接兩個標記。若要連接兩標記，首先點選 “Connect” 鈕，再選起始標記與目標標記即可。複製標記 Duplicate Tokens：此按鈕可以用來複製一個或一群標記。要複製一個標記，先點選 “Duplicate Tokens” 鈕，再點選所欲複製的標記即可。要複製一群標記，先點選 “Duplicate Tokens” 鈕，然後按滑鼠左鍵以拖拉的方式將所欲複製的標記群圈出即可。 停止 Cancel：此按鈕可以停止目前的模擬動作。另外，也可以使用 Esc 鍵。執行 Run System：按此按鈕可以執行模擬作業。3.7 速度最佳化 Speed Optimization 速度最佳化鈕位於系統視窗的底部，控制 SystemVue 與 Windows 間的介面。它允許 SystemVue 執行模擬時，能夠享有較大的電腦資源使用權。當此功能啟動時，使用者互動介面( 滑鼠 和 鍵盤 ) 的取樣率將被降低，如此可以增加模擬時處理資源的有效配置。使用者介面的取樣率將變成模擬模型複雜度的函數。對於小規模的模型而言，差異並不顯著；對於較大的模型而言，使用者互動延遲將會長達數秒之久。此功能也可以由系統視窗的工具項 “Preferences” 作控制。 3.8 動態系統探針 The dynamic System Probe動態系統探針 ( Dynamic System Probe ) 可以扮演示波器與頻譜分析儀的功能，將兩功能整合於同一工具，並且可於系統執行時使用。可選擇項目包含內部或外部觸發源 ( internal or external trigger sources )、free-run, positive, negative, 或 positive and negative trigger slopes, 和 觸發準位( trigger threshold level )。完整的探針用法描述請參照第八章。主要特點如下：探針 啟動/關閉 ( Probe Enable/Disable ) 點選與拖拉探針鍵 (位於系統視窗左下方) 至系統中的任一個標記。追蹤系統的訊號 ( Trace a signal through the system ) 將探針移至系統中的任一其它標記。啟動/停止/暫停/結束/重來 ( Start/Stop/Pause/End/Restart the run ) 直接由探針控制系統的執行。第四章 系統時間System TimeSystemVue 為一個真正動態系統模擬器，亦即在SystemVue 所設計的模型會跟在真實世界所作的行為相同。例如，濾波器會有暫態，回授迴路存在擷取特性、非線性元件會產生時間與頻譜影響等。 時間因素可由系統視窗工具項的系統時間鈕 控制。在此可以定義模擬系統的時間參數。下圖為開啟系統時間鈕後所出現的設定畫面。Sample Rate ( 取樣率 ) 表示模擬模型中所允許最大的頻率。如果所設計的是一個混合模式 ( 類比/數位 ) 或 混合頻率系統，可以使用運算標記庫中的 Sampler、Decimate、Hold、Resampler 或 Sampler Delay 標記來改變系統中的取樣率，或是函數標記庫中的 Extract、Multiplexer 亦可。Figure 4.1 系統時間設定4.1 開始時間/停止時間 Start Time/Stop Time這些參數控制執行時間的範圍。兩者並無特別限制，但是停止時間必需大於或等於開始時間。 4.2 取樣率/時間間隔 Sample Rate/Time Spacing取樣率與時間間隔兩個參數控制系統模擬的時間步階。因為 SystemVue 是在離散時間機器 ( time-discrete machine )上執行的，故整個系統也是一個離散時間系統。取樣率與時間間隔可以被設定，但是兩者並非獨立。其關係為 Rate = 1/ Time Spacing。改變其中一參數會自動改變另一個參數。當要模擬一個類比(連續)系統時，取樣率的選取值至少要是系統最高頻率的四倍以上。4.3 取樣數 與 開始/停止時間鎖定 No. (Number) of Samples and Start/Stop Time Lock此項目設定系統所執行的取樣數目。其基本關係式為No. Samples = (Stop Time - Start Time) x Sample Rate+1 所包含變數與規則如下：1. 當 Start/Stop Time 未鎖定時，Start Time 不會改變但是 Stop Time 會因為取樣數改變而隨之變化。2. 當 Start/Stop Time 已鎖定時，取樣數的變化會使取樣率隨之變化。3. 如果改變 Start Time 與 Stop Time 其一或兩者，取樣數將會改變。4. 取樣數只可以是整數。如果基本關係式所產生的不是整數，取樣數輸入端會進位成最接近的整數。系統模擬時間會從 Start Time 開始，以所設定時間步階數執行模擬劇本。注意此時取樣率仍然固定，除非被更改。4.4 頻率解析度 Frequency Resolution此項值為基於系統模擬間距可得的頻率解析度。此值可由下列式子算出 Frequency Resolution = SampleRate/No. Samples。4.5 更新時間值 Update Time Values當某一個特定時間參數變更時，按下 “Update” 或 “OK” 便可以將相關的時間參數自動更新。點選 Reset 可以將設定值回覆為先前的儲存值。4.6 自動設定取樣數 Auto Set No. Samples此特性用以實現傅立葉轉換運算。SystemVue 的 FFT 函式使用 基數 2 來作速度最佳化。如果取樣數不為 2 的乘羃，它會自動塞入 0 值。此功能 (Auto scale) 可以將取樣數欄設成 2 的乘羃。點選 ”Power of 2 ” 會將取樣數欄設到最接近的 2 乘羃。當按下 shift 鍵與點選 “Power of 2”，取樣數欄的值會被減少到最接近的 2 乘羃。此時，Stop Time 會自動被調整。Undo Set 鍵可以還原回原設定值。4.7 系統迴圈數 Number of System Loops迴圈設定是 SystemVue 的一項強大的功能，允許自動重複執行系統並在每一個迴圈使用不同的參數設定。“Reset System On Loop” 選項的功用很重要，需特別留意。它控制每個模擬迴圈的結束結果會如何處理。如果此選項關閉，則迴圈到迴圈間所有系統參數會被記憶。例如，系統中如果有一個積分器或濾波器，某一迴圈結束時的輸出值將會是下一個迴圈的初始值。如果 Reset 選項被啟動，則每一個標記值在每一個迴圈過後都會被重設。可以在多個迴圈中使用平均輸出標記 (Averaging Sink) 來得到統計平均值。即重複模擬數次，求取多次實驗結果的平均值。如果基本系統是一個帶有雜訊的正弦波源，然後加上 FFT 運算，則 FFT 訊號中的 SNR 可以經由設定大於 1 的系統迴圈值 L 而加以改善。每一次的執行迴圈將會使用不同的雜訊值模型，然後平均輸出標記 ( Averaging Sink ) 會將個別時間區段值加以平均。在訊號部分也是相同做法，但是雜訊誤差會變成 1 / L。Pause On Loop 的功能允許在迴圈結束時暫停模擬，以便分析目前的結果。例如，可以讓分析視窗顯示目前的輸出波形。啟動 Pause on Loop 時，Select Loop 便是可以選擇在什麼迴圈條件下來暫停模擬。4.8 修改系統取樣率 Modifying the System Sample Rate系統取樣率可以被修改，以構成一個混合頻率模型。使用 Decimate、Sampler、Hold、Resampler、Delay、Sampler Delay 等運算子標記或 Extract、Multiplex 與 Demultiplex 等函式標記都可以達到此目的。但在此同時，系統取樣率並不會受到影響。Decimate 標記可用以控制模擬中的取樣數目。伴隨在 Decimate 標記後的其它標記將會以系統取樣率除以 N 的頻率被取樣( N 為 Decimate 標記的參數，必須為正整數 )。Figure 4.2 為一個使用 Decimate 標記的範例。Figure 4.2 Decimate 標記範例Sampler 標記控制跟隨在其後標記的取樣率。標記中所指定的取樣率必須要小於或等於系統取樣率。Hold 標記可以把跟隨在 Decimate 與 Sampler 標記之後的標記取樣率調回原系統取樣率。而所產生的訊號輸出會被保持在最後的取樣值或再取樣點間設為零。Resampler 標記的功用和使用 Hold 再加 Sampler 的結果相同。Delay 標記可用以對一個輸入訊號加入特定的延遲。當勾選此項目時，輸出訊號的振幅會被作線性內插處理。Sample Delay 標記會將輸入訊號作若干整數取樣的延遲。在函式標記庫中，Extract 標記只有在控制訊號超過所設定門檻值時才會拿取一個樣本。( 輸出訊號在時間上有被壓縮 )Multiplex 標記從輸入標記 A 取得 NA 個樣本，從輸入標記 B 取得 NB 個樣本。如果此時的標記取樣率大於系統取樣率，則會有錯誤產生。標記的輸出取樣率為：4.9 標記與混頻輸入 Tokens and Mixed Rate Inputs多輸入標記可以接受不同取樣率的輸入，以其中最高的取樣率對輸入訊號作取樣。請參照 Figure 4.3。標記0與 1 為步階訊號源，振幅分別為 1.0 volts 和 2.0 volts。其後的Sampler 標記2和 3 分別為 6Hz 和 4 Hz。每個標記的參數設定可以加滑鼠移至標記上，按下右鍵選取 “Parameters to NotePad”即可以在設計視窗上產生註解。標記 4 將取樣後的訊號相加，並將結果輸出到輸出標記。在此範例中，系統取樣率設為 10 Hz，模擬時間為一秒。由於最高的 Sample 標記取樣