Анализ переходных процессов (Transient analysis)

Будем использовать ту же самую схему, что и для предыдущего анализа, однако внесем одно изменение (см. рис.).

1. Вставьте элемент Sw_tClose (электронный ключ) из библиотеки Eval, как показано выше. Двойным щелчком на элементе, установите значение TCLOSE=5ms, когда ключ закрывается.

2. Установите тип анализа: пункт меню PSPICE\New Simulation Profile. Назовите его, например Transient. Когда откроется окно Simulation Settings, выберите Time Domain(Transient) тип анализа. Введите время выполнения (в поле Run to Time введите 200ms). Поле Maximum Step Size вы можете оставить пустым или ввести 10us.

3. Запустите PSPICE (пункт меню PSPICE\Run).

4. Откроется окно Probe. Далее, как и в предыдущем случае, пункт меню Trace\Add Trace, выбираем V(out) и V(in). Добавим еще одну систему координат (Plot\Add Plot to Window) и отобразим в нем ток через конденсатор I(C1).

 5. Используя курсор, можно найти постоянную времени в экспоненциальной форме. Для этого вычислим 0.632 * V(out)max = 0.632 * 14.994 = 9.48. Затем двигаем второй курсор в точку, где напряжение приблизительно равно 9.48, в нашем случае это 30ms. Таким образом, постоянная времени равная 30 – 5 = 25ms (в момент времени 5ms ключ закрывается).

Вместо электронного ключа можно использовать источник напряжения, который периодически изменяет свое значение. Рассмотрим следующую схему:

Здесь используются источники прямоугольных импульсов VPULSE и IPULSE из библиотеки SOURCE. Эти источники имеют следующие параметры(для VPULSE):

V1 начальное напряжение

V2 максимальное напряжение

TD начальное время задержки

TR время нарастания

TF время спада

PW время импульса

PER период

Следующий рисунок показывает смысл каждого параметра:

Результат анализа данной схемы:

AC Sweep analysis

Рассмотрим данный вид анализа ни примере схемы с синусоидальным напряжением, частота которого изменяется в заданном диапазоне. Программа вычислит соответствующие напряжение, амплитуду и фазу для каждой частоты. Если входная амплитуда установлена 1V, то выходное напряжение – это по существу передаточная функция. В отличие от анализа переходных процессов, в котором моделирование выполняется в некотором промежутке времени, AC Sweep – это моделирование устойчивых состояний схемы. Если схема содержит нелинейные элементы, например диоды или транзисторы, то эти элементы будут заменены на модели для малых сигналов с соответствующими параметрами.

В качестве примера рассмотрим простой RC-фильтр:

1. Создайте новый проект и соберите схему.

2. В качестве источника напряжения используйте VAC из библиотеки Source.

3. Установите значение входной амплитуды 1V.

4. Выберите тип анализа AC Sweep/Noise (PSPICE\New Simulation Profile).

5. Введите начальное и конечное значение частоты и число точек. В нашем случае мы используем 0.1Hz, 10kHz и 11 соответственно.

6. Запустите моделирование (PSPICE\Run).

7. Напряжение может быть показано в децибелах. Для этого из списка Functions or Macros выберите функцию DB(), а затем из списка Simulation Output Variables – V(out). Для фазы используйте функцию P().

Результаты моделирования:

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Выполненная лабораторная работа оформляется в виде отчета. Отчет о проделанной работе составляется каждым курсантом самостоятельно. В заголовке отчета указывают номер, точное наименование и цель работы. При составлении отчета нужно коротко описать использованную аппаратуры, приложить начерченные на миллиметровой или клетчатой бумаге или распечатанные на принтере электрические схемы, таблицы и графики соответственно указаниям к лабораторной работе. На графиках обозначают, к какому вопросу и к какой таблице наблюдений они относятся; на осях координат обязательно указывают, какая величина отложенная и в каких единицах она измеряется, какой масштаб.

На окончание на основании полученных экспериментальных данных следует сделать короткие выводы, которые содержат объяснение полученных результатов с точки зрения теории. Характер и размеры этих выводов определяются конкретным содержанием работы.

Контрольные вопросы и задания

1. Для чего используют программу PSPICE ?
2. Какие компоненты может содержать моделируемая схема?
3. Как создать новый проект (Analog, mixed AD) ?
4. В каких библиотеках следует искать нужные компоненты?
5. Как расположить элементы схемы на экране?
6. Каким образом выполняется соединение элементов?
7. Зачем необходимо определить значения элементов и их названия?
8. Как можно определить тип анализа и создать simulation profile?
9. Что позволяет исследовать Bias or DC analysisи DC Sweep simulation?
10. Каковы возможностианализа переходных процессов (Transient analysis)?
11. Зачем нужен AC Sweep analysis?
12. Как запустить PSPICE ?
13. Укажите способы просмотра результатов и добавления трассировки.
14. Как использовать курсоры для анализа формы сигнала ?
15. Как сохранить или распечатать результаты ?

Лабораторная работа №2

Тема работы:Исследование источников тока на биполярных транзисторах

Цель работы: Исследование характеристик транзисторных источников тока.