Роберт Хайнеманн - Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

Задание 4.4.*Начертите схему электрической цепи из последовательно соединенных резистора, катушки индуктивности и конденсатора, изображенной на рис. 4.20, выясните для нее сдвиг фазы (в стационарном состоянии) между током и общим напряжением и сравните полученные результаты с теорией.

Рис. 4.20. Электрическая цепь, включающая резистор, катушку индуктивности и конденсатор

Рецепт 1. Провести анализ переходных процессов

1. Откройте окно Analysis Setup(см. рис. 4.3), щелкнув по кнопке .

2. В этом окне установите флажок рядом с кнопкой Transient…, чтобы активизировать режим анализа переходных процессов.

3. Щелкните по кнопке Transient…, откроется одноименное окно.

4. Проведите в нем необходимые настройки для анализа переходных процессов (см. рис. 4.4):

• в поле Final Timeвведите время окончания анализа переходных процессов;

• в поле Step Ceilingустановите максимальную ширину шага для проведения расчетов;

• поле Print Stepне оказывает никакого влияния на работу с имитатором PSPICE, однако указанное в нем значение должно быть больше 0 и меньше, чем значение в поле Final Time;

• остальные поля ввода можно оставить пустыми.

5. Щелкните по кнопке OK, чтобы подтвердить введенные значения и вернуться к окну Analysis Setup.

6. Щелкните по кнопке Close,чтобы снова вернуться к главному окну редактора SCHEMATICS.

7. Запустите процесс моделирования.

(См. раздел 4.1.)

Рецепт 2. Представить результаты моделирования в программе-осциллографе PROBE

1. После того как, в зависимости от предварительных установок программы, экран PROBE либо автоматически открылся по завершении моделирования, либо вы сами открыли его, выбрав в меню Analysisкоманду Run Probe, вы должны открыть окно Add Traces(см. рис. 4.10). Для этого выберите в меню Traceопцию Add…, или щелкните по кнопке .

2. Щелкните в левой части окна Add Traces (см. рис. 4.10) поочередно по величинам, которые вы хотели бы представить в виде диаграммы и отправьте их таким образом в строку Trace Expression. В случае необходимости вы всегда сможете отредактировать введенные в ней значения.

3. Подтвердите свой выбор щелчком по кнопке OKи возвратитесь обратно к экрану PROBE. Теперь нужные вам диаграммы появятся на экране.

(См. раздел 4.2.)

Рецепт 3.Расчет значений токов и напряжений в прямом направлении

Знак перед напряжениями — PSPICE производит расчет напряжений в прямом направлении от соответствующего узла по направлению к «земле».

Знак перед токами — для резисторов, катушек и конденсаторов расчет тока проводится в прямом направлении от вывода 1 к выводу 2, для биполярных транзисторов, полевых транзисторов, тиристоров и т.п. расчет тока проводится в прямом направлении, если он является входящим в данный компонент схемы.

Рецепт 4.Редактирование строки Trace Expression

Величины, перечисленные в левой части окна Add Traces(см. рис. 4.10), в строке Trace Expression можно связывать друг с другом с помощью различных математических операций. Например, ввод

V(C1:2) - V(C1:1) * (-IC1)

дает временную диаграмму реактивной мощности на конденсаторе С 1.

Список всех имеющихся в PROBE математических операций и их назначений вы найдете в приложении.

Рецепт 5.Добавить вторую координатную ось Y

1. Откройте в программе PROBE меню Plotи выберите в нем опцию Add Y Axis, чтобы создать на диаграмме вторую ось Y.

2. К следующей диаграмме, которую вы выберите из списка диаграмм и отправите в строку Trace Expression, будет автоматически добавлена новая координатная ось Y.

(См. раздел 4.3.)

Изучив материал этого урока, вы узнаете, как с помощью анализа AC Sweep моделировать и графически представлять в программе-осциллографе PROBE частотные характеристики, а также провести линейное или логарифмическое форматирование обеих координатных осей диаграммы.

При работе с этой главой вам пригодятся навыки проведения АС-анализа в одной точке, приобретенные при изучении урока 3. AC Sweep производит один за другим целую серию одноточечных АС-анализов для различных частот, а затем представляет полученные результаты в виде одной общей диаграммы частотной характеристики. Вы можете провести линейное или логарифмическое форматирование обеих координатных осей диаграммы.

Шаг 1Вновь загрузите на экран знакомую вам еще по уроку 3 схему последовательного включения резистора и емкости, которую вы сохранили в папке Projects под именем RC_AC.sch (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема последовательного включения резистора и емкости

Шаг 2Удалите все символы VPRINT и IPRINT, если таковые присутствуют на чертеже, поскольку они не нужны при проведении анализа AC Sweep.

Шаг 3Задайте для источника напряжения значение АС=1 В, если вы не сделали этого при изучении урока 3, и вызовите индикацию указанного атрибута на экран SCHEMATICS.

Шаг 4Выберите в меню Analysisкоманду Setup…и убедитесь, что в окне Analysis Setupрядом с кнопкой AC Sweep…установлен флажок. Затем, щелкнув по этой кнопке, откройте окно AC Sweep and Noise Analysis(рис. 5.2).

Рис. 5.2. Окно AC Sweep and Noise Analysisс установками для анализа в диапазоне частот от 10 Гц до 999 кГц

Шаг 5Подготовьте в окне AC Sweep and Noise Analysis все для проведения анализа цепи переменного напряжения в частотном диапазоне от 10 Гц до 999 кГц [25] Наверняка у вас возник вполне резонный вопрос, почему бы сразу не задать в качестве верхней границы значение 1 МГц. Объяснение следующее: если вы масштабируете координатную ось X логарифмически, то PROBE чертит на диаграмме целые декады. При заданном значении 1 МГц как раз начинается новая декада, для которой вы рассчитали бы всего одну единственную точку. Однако вся декада была бы расположена на оси X, несмотря на то что в ней практически нечего изображать. Иными словами, это привело бы к пустой трате места. для 10000 точек (поле Total Pts.). Поля в разделе Noise Analysisвы можете оставить незаполненными, так как в данный момент не собираетесь проводить анализ шумовых характеристик. Если все было сделано вами правильно, то вид окна AC Sweep and Noise Analysisдолжен соответствовать образцу на рис. 5.2.