Расчет по постоянному току

ЗАДАНИЕ 2.

Принцип работы делителя напряжения при изменении напряжения на его входе от 1 до 10 В можно рассмотреть, проведя анализ по постоянному току (DC Sweep). Для этого можно либо выбрать пункт меню Analysis /Setup, либо нажать соответствующую кнопку (рис. 2). В открывшемся диалоговом окне нажать на кнопку DC Sweep (рис. 6). В поле Name (имя) записать V1, в поле Start Value (начальное значение) – 1, в поле End Value (конечное значение) – 10, а в поле Increment (приращение) – 1 (рис. 7). Подготовка к расчету по постоянному току закончена.

Рис. 6

Рис. 7	Рис. 8

Чтобы запустить программу PSpice необходимо либо нажать клавишу F11, либо нажать соответствующую кнопку (рис. 2), либо выбрать пункт меню Analysis /Simulate. После окончания расчета программа Probe запустится автоматически. В окне программы Probe выбирается пункт меню Trace/Add, и в диалоговом окне Add Traces выбираются те величины, которые необходимо просмотреть (рис. 8). В данном случае это напряжения на входе и выходе делителя V(1) и V(2) соответственно.

Эту же задачу можно решить относительно изменения величины сопротивления резистора R2 (рис. 9). Двойным щелчком левой кнопки вызываем окно Set Attribute Value и вместо 1k записываем {Rvar}. (Обязательно в фигурных скобках!). Заполнение окна DC Sweep для этого случая показано на рис. 10.

Чтобы величина сопротивления R2 изменялась, необходимо сделать следующее.

1. В поле Part Name окна Part Browser напечатать PARAM и нажать ОК.

2. Поместить псевдосимвол PARAMETERS в любом месте схемы.

3. Двойным щелчком мыши по символу PARAMETERS вызвать список атрибутов символа (рис. 11).

Рис. 9	Рис. 10

4. Дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по NAME1 и в поле Value напечатать Rvar (без фигурных скобок). Нажать кнопку Save Attr, a затем ОК (либо нажать Enter).

5. Дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по VALUE1 и в поле Value напечатать 1k (без фигурных скобок). Нажать кнопку Save Attr, a затем – ОК (либо нажать Enter). Нажать ОК или Enter для закрытия диалогового окна. Rvar и 1k появятся на изображении схемы (рис. 9).

Рис. 11	Рис. 12

Результаты моделирования, выведенные с помощью программы Probe, приведены на рис. 12.

При анализе схемы по постоянному току расчет начинается с начальной величины варьируемого параметра, а затем она увеличивается на величину инкремента. Расчет заканчивается, когда значение варьируемого параметра достигает конечного значения. Оператор.DC не определяет ни сам варьируемый параметр, ни то, как он подключается к схеме, а только его величины на время проведения анализа по постоянному току.

PSpice всегдарассчитывает рабочую точку по постоянному току перед тем, как перейти к любому другому виду анализа электрической схемы. В реальном макете электрической схемы при подключении источника питания схема сама смещается в свою рабочую точку по постоянному току. Для большинства схем это является условием устойчивости без колебаний. Именно этот режим и находит PSpice.

ЗАДАНИЕ 3.

Рассмотрим применение анализа по постоянному току при изменении параметра модели. В схеме транзисторного каскада (рис. 13, а) будем изменять коэффициент усиления по току в схеме сообщим эмиттером BF транзистора Q1. Установка параметров моделирования показана на рис. 13, б. Зависимость напряжения коллектор-эмиттер транзистора Q1 от коэффициента усиления показана на рис. 14 и сохраним под именем transistor.sch.

а)	б)

Рис. 13

Рис. 14

Для вывода результатов надо установить пробники V на узлах с (коллектор) и е (эмиттер) и указать V(c)–V(e).

Проведем анализ схемы рис. 13, а при изменении температуры. Установка параметров моделирования показана на рис. 15, а, a результаты моделирования – на рис. 15, б.

Из всего вышесказанного вытекает одно из основных правил создания моделей электрических схем – любой узел схемы должен иметь связь с узлом "земли" (0) по постоянному току. В противном случае результаты моделирования могут оказаться некорректными. Или появиться сообщение, что система не может задать малую величину шага, необходимую для сходимости решения.

а)	б)

Рис. 15

Параметры рабочей точки по постоянному току (bias point)выводятся на печать только тогда, когда отсутствуют директивы на проведение какого-либо вида анализа, или когда это специально указано при установке параметров анализа.

Конденсаторы в цепях постоянного тока. Общеизвестно, что конденсаторы не "пропускают" постоянный ток. В цепях постоянного тока он протекает через них только в момент включения питания схемы и снижается по мере их заряда. После окончания заряда конденсатора в цепи постоянного тока образуется "обрыв". Поскольку при моделировании используются идеальные конденсаторы (не имеющие утечек), некоторые части схемы могут быть изолированы по постоянному току. Однако одним из основных требований, предъявляемых к схеме модели, является наличие связи всех узлов схемы с нулевым (землей) по постоянному току. Если он отсутствует, то выдается ошибка: Node... is floating (узел... висячий, т.е. не имеющий связи с другими узлами схемы). В таких случаях рекомендуется устанавливать параллельно конденсатору резистор большого номинала (десятки и даже сотни МОм).

Дроссели в цели постоянного тока. В PSpice индуктивности моделируются с помощью источников напряжения, изменяемого во времени. Это не представляет проблем за исключением случая, когда дроссель подключается параллельно источнику питания, даже с нулевым напряжением. Такая ситуация называется "петлей напряжения", т.е. источники напряжения включены по кругу без резисторов, ограничивающих ток до конечной величины. Для цепей постоянного тока они являются источниками короткого замыкания. Поэтому дроссели нельзя соединять параллельно. Если в этом есть необходимость, то последовательно с каждым дросселем нужно включать резисторы небольшой величины, чтобы избежать этого эффекта.

Дата добавления: 2017-01-14