Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

С 4 5 25NF

Это означает, что конденсатор подсоединен к узлам 4 и 5 и емкость его составляет 25 нФ (нанофарад). Можно упростить запись, представив единицы в оптимальной форме:

С 4 5 25n

Обратите особое внимание на то, что префикс в символической форме следует непосредственно за числовым значением. Не должно быть пробела между числовым значением и префиксом. Это справедливо и для экспоненциального представления префикса:

С 4 5 25Е-9

Другой пример:

R3 2 3 3 3kiloohms

очевидно, описывает резистор сопротивлением 33 кОм (килоома), включенный между узлами 2 и 3. Правильной является при этом и следующая запись:

R3 2 3 33k

Независимый источник напряжения может быть представлен в форме:

V 1 0 40V

Символ V после значения 40 указывает обычно на источник постоянного напряжения. Другая форма записи:

V 1 0 40

Некоторые читатели прошлых изданий просили о более подробном введении в методику создания входных (схемных) файлов для PSpice на ПК. Прежде чем вы начнете работать с материалами главы 1, можете рассмотреть приведенный конкретный пример или прочитать материал в разделе «Обзор PSpice».

На рис. В.2 приведена схема на постоянном токе, содержащая источник напряжения и четыре резистора. Узлы помечены номерами от 0 до 3. Для моделирования в Spice все узлы должны быть помечены номерами (или буквами). Должен присутствовать также опорный (нулевой) узел, помеченный цифрой 0.

Рис. В.2. Первая схема для исследования на PSpice

Откройте программу pspice.exe (рис. В.3) и выберите позиции меню File, New, Text File, как показано на рис. В.4.

Рис. B.3. Пиктограммы на рабочем столе PSpice

Рис. В.4. Создание текстового файла на PSpice

Появится пустое окно с мигающим курсором, позволяющее ввести текст. Наберите следующий текст (позаботьтесь о точности ввода):

First Circuit for Pspice

VS 1 0 24V

R1 1 2 10

R2 2 0 1k

R3 2 3 300

R4 3 0 500

.OPT nopage

.OP

.END

Важное замечание: не нажимайте ENTER после ввода последней строки (.END)! Если сделать это, то программа решит, что вы хотите приступить к следующему анализу.

Используйте поля меню File, Save, чтобы сохранить входной файл. Программа OrCAD Demo может не содержать поля Save in. Раскройте нужное поле, щелкнув мышью по стрелке в правой части поля и выберите папку SPICE.

Наберите в поле File name имя ex1.cir. При желании вы можете также раскрыть поле Save as type выбрать Circuit Files (*.cir), чтобы не забыть набрать расширение *.cir. Затем щелкните мышью на Save (рис. В.5).

Рис. В.5. Создание и сохранение схемного файла на PSpice

Не закрывая файл, используйте комбинацию клавиш Alt+F+C, затем снова откройте файл с помощью комбинации Alt+F+O. Выберите Simulation, Run ех1, как показано на рис. В.6.

Рис. В.6. Запуск моделирования на PSpice

В нижнем правом поле PSpice должно появится сообщение «100% (completion)».

Выберите View, Output File, чтобы увидеть результаты моделирования на экране. Они должны соответствовать рис. В.7.

Рис. В.7. Выходной файл PSpice с результатами моделирования

Чтобы были видны важные элементы выходного файла, на экране были удалены пустые строки. Хотя вы можете теперь распечатать выходной файл, выбрав File, Print, мы не будем пока делать этого.

Обычный анализ цепи показывает, что напряжение V20=23,472 V (В), a V30=14,67 V (В).

Ток I (отрицательный) показан в выходном файле как ток источника питания, равный 52,81 mA (мА). Полная рассеиваемая мощность, равная произведению I и VS, составляет 1,27 W (Вт).

Рассмотрим содержимое входного файла. Прежде всего, в него включены входные данные компонентов схемы. Для каждого компонента они показаны в отдельной строке, содержащей достаточные для анализа на PSpice данные: тип элемента, пару узлов, к которой он подсоединен, и значение основного параметра (сопротивление, напряжение и другие). Обозначение .ОРТ (сокращение от .OPTIONS) no page предотвращает прерывание моделирования после окончания страницы выходного файла. Команда .ОР вводится обычно, чтобы показать напряжения смещения в транзисторных цепях. Для цепей постоянного тока эта команда может быть опущена. Команда .END обязательна для любого входного файла.

Чтобы извлечь больше информации из анализа на PSpice, изменим входной файл (с расширением *.cir), добавив две следующие строки.

.DC VS 24V 24V 24V

.PRINT DC I(R1) I(R2) I(R3)

и снова запустим процесс моделирования.

**** 09/08/99 10:48:54 ******* Evaluation PSpice (Nov 1998) *******

First Circuit for PSpice

**** CIRCUIT DESCRIPTION

VS 1 0 24V R1 1 2 10

R2 2 0 1k

R3 2 3 300

R4 3 0 500

.DC VS 24V 24V 24V

.PRINT DC I(R1) I(R2) I(R3)

.OPT nopage

.OP

.END

**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = 27.000 DEG С

VS I(R1) I(R2) I(R3)

2.400E+01 5.281E-02 2.347E-02 2.934E-02

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 24.0000 ( 2) 23.4720 ( 3) 14.6700

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VS -5.281E-02

TOTAL POWER DISSIPATION 1.27E+00 WATTS

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME .10

Рис. B.8. Результаты моделирования при изменении входного файла

Выходной файл на рис. В.8 обогатится новой информацией. Будут показаны значения токов, указанных в строке .PRINT. Проверка с помощью обычного расчета подтверждает полученные результаты I R1 =52,81 мА, I R2 =23,47 мА, I R3 =29,34 мА. Появление двух новых строк во входном файле будет пояснено в главе 1.

Отметим, что порядок следования узлов в записи

R1 1 2 10

означает, что положительным считается ток, протекающий от узла 1 к узлу 2. Если в результате анализа ток будет протекать в обратном направлении, то в выходном файле он будет иметь отрицательное значение. Если запись для резистора будет иметь вид:

R1 2 1 10

то условным положительным направлением тока будет считаться направление от узла 2 к узлу 1, и ток I(R1) в выходном файле станет отрицательным. Эта закономерность, естественно, относится ко всем резисторам схемы. Толкование направления напряжения на выходе источника напряжения V s и на резисторах различаются. При записи