Роберт Хайнеманн - Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

Шаг 14Запустите процесс моделирования и выведите на экран PROBE диаграмму напряжения на нагрузочном резисторе R H(рис. 7.12). Результат, представленный на этом рисунке, аналогичен показанному на рис. 7.9.

Рис. 7.12. Диаграмма изменения напряжения на нагрузочном резисторе R Hпри изменении тока истока I qот 0 до 100 мА

Проведенный вами тест со всей наглядностью показал, что обе диаграммы напряжения на нагрузочном резисторе R H, полученные вами в ходе анализа источника тока и источника напряжения, абсолютно идентичны. Похоже, теория не ошибается. Однако окончательно удостовериться в истинности теоретических высказываний вы сможете только тогда, когда будет доказано, что оба этих источника имеют одинаковые характеристики даже при различных значениях сопротивления R H. Это вы сделаете, выполнив задание 7.1. Но прежде вам предстоит еще научиться тому, как моделировать и выводить на экран PROBE семейства кривых. Семейства кривых создаются с помощью анализа Nested Sweep, что дословно переводится как «вложенный анализ». С проведением такого анализа вы познакомитесь в разделах 7.4 и 7.5.

У обычных резисторов при повышении температуры увеличивается сопротивление. Температурная зависимость описывается уравнением R тепл=R хол*(1+α*Δν).

Температурный коэффициент α — величина постоянная для каждого материала. Для никеля, например, α=6.7*10 -31/K (кельвин). Если же положительный, то речь идет о ptc-резисторе, если же коэффициент α отрицательный, тогда мы имеем дело с ntc-резистором. Помимо обычных резисторов программа PSPICE содержит также специальные резисторы, температурные коэффициенты которых особенно просто устанавливать и даже изменять, то есть использовать в качестве переменных в ходе проведения анализа схем. Они называются Rbreak и находятся в библиотеке BREAKOUT.slb.

Шаг 15Начертите изображенную ниже схему термоизмерительного мостика. Для этого загрузите на экран SCHEMATICS два резистора типа Rbreak из библиотеки BREAKOUT.slb и два обычных резистора R из библиотеки ANALOG.slb. Сохраните эту схему в папке Projects под именем TERMOBRIDG.sch (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Схема термоизмерительного мостика с резисторами типа Rbreak и R

Для того чтобы задать желаемый температурный коэффициент (в PSPICE они называются ТС(Temperature Coefficient)), вам необходимо изменить имитационную модель Rbreak.

Изменение модели Rbreak [29] Тем же описанным здесь способом изменяются модели всех компонентов из библиотеку BREAKOUT.slb. , производится следующим образом.

Шаг 16Щелкните мышью по схемному обозначению одного из двух резисторов типа Rbreak. Этот компонент схемы будет маркирован красным цветом.

Шаг 17 Откройте меню Edit, выберите строку Model…(Модель). Откроется окно Edit Model(Редактировать модель), посредством которого можно вызывать и изменять модели компонентов типа Break (рис 7.14).

Рис. 7.14. Окно Edit Model

Шаг 18Щелкните по кнопке Edit Instance Model (Text)…(Редактировать модель образца), чтобы открыть редактор моделей программы PSPICE, куда уже загружена текущая модель Rbreak (рис. 7.15). В этом редакторе можно изменять модельные параметры моделей из библиотеки BREAKOUT.slb.

Рис. 7.15. Редактор моделей программы PSPICE

Шаг 19Вставьте под строкой R=1 строку ТС1=0.0067 (рис. 7.16). Тем самым вы присваиваете этому резистору температурную характеристику никеля (α=6.7*10 -3).

Рис. 7.16. Редактор моделей программы PSPICE с моделью резистора типа Rbreak

Шаг 20Закройте редактор моделей, щелкнув по кнопке OK. Теперь эта измененная модель стала доступной для всех резисторов типа Rbreak, содержащихся в вашей схеме. [30] Если вам при проектировании другой схемы снова понадобится термозависимый резистор, то вы должны будете повторить вышеуказанную процедуру. Редактор SCHEMATICS запомнил измененную модель только для схемы TERMOBRIDG.sch. Измененная модель находится в папке Projects в файле с именем TERMOBRIDG.lib.

Для того чтобы измерительный мостик нормально функционировал, вам нужно еще задать обоим резисторам Rbreak значение сопротивления для стандартной температуры измерения [31] Установленная в PSPICE по умолчанию температура составляет 27 °С. По этому значению, заданному для стандартной температуры окружающей среды, можно догадаться, что родиной программы PSPICE является штат Калифорния. Если вас не устраивает это значение, вы можете изменить его в окне, вызываемом командой Analysis→Setup→Temperature . Изменение будет действительно только для открытой в данный момент схемы. Не перепутайте рабочую температуру с номинальной температурой TNOM, которую можно устанавливать в окне, выводимом на экран по команде Analysis→Setup→Options . PSPICE рассматривает температуру TNOM как температуру, при которой измерялись термозависимые параметры имитационных моделей, используемых в вашей схеме. Температура TNOM по умолчанию также имеет значение 27 °С. . Значение сопротивления для резистора типа Rbreak устанавливается, как и для обычного резистора, в окне его атрибутов.

Шаг 21Откройте окно атрибутов (рис. 7.17) одного из двух резисторов типа Rbreak, дважды щелкнув по символу резистора.

Рис. 7.17. Диалоговое окно атрибутов резистора типа Rbreak

Шаг 22Установленное по умолчанию значение сопротивления 1k (1 кОм) вполне подходит для данного моста. Следовательно, оставьте значение сопротивления таким, какое оно есть, и вызовите его индикацию на чертеж вашей схемы. Для этого щелкните по строке VALUE=1k, затем по кнопке Change Displayи выберите в окне Change Attributeиз списка What to Displayопцию Value Only. Затем выведите на свой чертеж индикатор значения и для другого резистора, взятого вами из библиотеки BREAKOUT.slb. После этого ваша схема должна быть похожа на изображенную на рис. 7.18.

Рис. 7.18. Готовая схема термоизмерительного мостика