Роберт Хайнеманн - Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

Теперь ваша схема термоизмерительного мостика готова. Можно приступать к проведению предварительной установки для запланированного анализа DC Sweep, где в качестве изменяемой переменной будет использоваться температура окружающей среды.

Шаг 23 Откройте окно Analysis Setupи активизируйте анализ DC Sweep, установив флажок рядом с соответствующей кнопкой. Затем откройте окно DC Sweepи проведите предварительную установку для анализа цепи постоянного тока, при котором в качестве изменяемой переменной будет варьироваться температура в диапазоне значений от -50 °С до 150 °С с шагом 0.1 °С (рис. 7.19).

Рис. 7.19. Окно DC Sweepс установками для проведения анализа цепи постоянного тока

Шаг 24Завершите предварительную установку анализа щелчком по кнопке OKи запустите процесс моделирования. В первый раз перед началом моделирования схемы с новой моделью программа PSPICE сообщит вам о том, что ей придется создать новый индексный файл для библиотеки компонентов TERMOBRIDG.lib. Даже если PSPICE обозначит свое сообщение как Warning (Предупреждение), у вас нет никаких причин для беспокойства. Вы можете преспокойно закрыть окно Message Viewer(Окно просмотра сообщений). По завершении моделирования выведите на экран PROBE диаграмму напряжения в ветви вашего моста V(R3:1)-V(R4:2). В результате вы должны получить на экране PROBE такое же изображение, как на рис. 7.20.

Рис. 7.20. Диаграмма напряжения в ветви термоизмерительного мостика

Вы видите, что спроектированная вами схема термоизмерительного мостика вполне пригодна к использованию. Конечно, было бы совсем хорошо, если в результате мы имели бы абсолютную линейную зависимость между напряжением мостика и температурой окружающей среды, однако обычно такая точность не нужна. Например, для измерения температуры за пределами помещения характеристик этой рабочей схемы более чем достаточно. С заданными значениями она без проблем будет функционировать и в Арктике, и в Сахаре.

По мере изучения этого раздела вы исследуете зависимость напряжения в схеме термоизмерительного мостика (см. рис. 7.13) от рабочей температуры при различных значениях температурного коэффициента ТС1, а затем представите результат этого двойного анализа в виде семейства кривых на одной общей диаграмме. Для выполнения подобных задач программа PSPICE предоставляет пользователям возможность наряду с основным анализом проводить так называемый «вложенный» (дополнительный) анализ (Nested Sweep) для еще одной изменяемой переменной.

Шаг 25Снова загрузите на экран SCHEMATICS схему термоизмерительного мостика TERMOBRIDG.sch и откройте из окна Analysis Setupокно DC Sweep(рис. 7.21). Убедитесь, что в этом окне сохранены все ранее заданные вами установки (см. раздел 7.3 и рис. 7.19).

Рис. 7.21. Окно DC Sweepс установками для температуры в качестве изменяемого параметра

Внизу в окне DC Sweep расположена кнопка Nested Sweep…, с помощью которой вызывается окно DC Nested Sweep(Вложенный анализ цепи постоянного тока).

Шаг 26Щелкните по кнопке Nested Sweep…, чтобы открыть окно DC Nested Sweep(рис. 7.22).

Рис. 7.22. Установки для температурного коэффициента в качестве дополнительного изменяемого параметра

Выберите в этом окне опцию Model Parameter(Модельный параметр), затем введите: в поле Model Туре(Тип модели) — Res, в поле Model Name(Название модели) — Rbreak, а в поле Parameter Name(Название параметра) — ТС1, так как температурный коэффициент ТС1 является параметром модели Rbreak, которая в свою очередь принадлежит к типу Res (Резистор).

Шаг 27Выполните остальные установки согласно образцу на рис. 7.22. Таким образом, вы задаете линейное изменение (Sweep Туре) температурного коэффициента ТС1 от ТС1=0.0011/K до ТС1=0.0011/K. Затем активизируйте вложенный анализ Nested Sweep, установив флажок рядом с опцией Enable Nested Sweep(Разрешить вложенный анализ), и, щелкнув по кнопке Main Sweep…(Основной анализ), возвращайтесь к окну DC Sweep.

Шаг 28Покиньте окно DC Sweep с помощью кнопки OKи вновь возвращайтесь к окну Analysis Setup. Проконтролируйте еще раз, чтобы в нем рядом с кнопкой DC Sweepбыл установлен флажок, и возвращайтесь обратно к редактору SCHEMATICS, щелкнув по кнопке Close.

Шаг 29Запустите процесс моделирования и выведите на экран PROBE диаграмму, изображенную на рис. 7.23.

Рис. 7.23. Диаграмма, полученная в результате анализа схемы TERMOBRIDG.sch при изменении температуры и различных значений температурного коэффициента

Теперь вы научитесь проводить анализ цепи постоянного тока DC Sweep, при котором в качестве изменяемой переменой будет использоваться значение сопротивления. В таких случаях значение сопротивления называется глобальным параметром (Global Parameter). При проведении анализа цепей переменного тока AC Sweep и анализа переходных процессов Transient Analysis этот термин используется, наряду со значением сопротивления, применительно еще к целому ряду других значений.

Анализ DC Sweep с использованием в качестве изменяемой переменной глобального параметра проводится несколько иначе, чем вы привыкли это делать на примере предыдущих анализов, где в качестве переменных выступали обычные параметры. Прежде вы могли выполнять всю предварительную установку для предстоящего анализа в пределах одного окна DC Sweep(иногда еще и в окне DC Nested Sweep). Для анализа DC Sweep с изменением глобального параметра, помимо вышеуказанных окон, необходимо определить изменяемые переменные еще в двух других местах. Всю эту процедуру вы изучите на примере проведения анализа последовательной цепи при изменении значения сопротивления одного из резисторов в диапазоне 0-20 кОм.

Шаг 30Начертите схему последовательной цепи с двумя резисторами (рис. 7.24) и сохраните ее в папке Projects под именем PARAM1.sch.

Рис. 7.24. Последовательное соединение двух резисторов