Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
**** 10/10/99 11:38:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
** circuit file for profile: Stimcas1
**** CIRCUIT DESCRIPTION
*Libraries:
* Local Libraries :
.STMLIB ".STIMCASE.stl"
* From [PSPICE NETLIST] section of pspieeev.ini file:
.lib nom.lib
*Analysis directives:
.TRAN 0 40ms 0 40us
.PROBE
*Netlist File:
.INC "stimcase-SCHEMATIC1.net"
* Alias File:
**** INCLUDING stimcase-SCHEMATIC1.net ****
* source STIMCASE
L_L 2 0 5.3mH
R_R 1 2 1.5
V_V1 1 0 STIMULUS=Vsin
**** RESUMING stimcase-SCHEMATIC1-Stimcas1.sim.cir ****
.INC "stimcase-SCHEMATIC1.als"
**** INCUDING stimcase-SCHEMATIC1.als ****
.ALIASES
L_L L(1=2 2=0 )
R_R R(1=1 2=2 )
V_V1 V1(+=1 -=0 )
.ENDALIASES
**** RESUMING stimcase-SCHEMATIC1-Stimcas1.sim.cir ****
.END
* E:SPICESTIMCASE.stl written on Sun Oct 10 11:02:54 1999
* by Stimulus Editor -- Evaluation Version 9.0
;!Stimulus Get
;! Vsin Analog
;!Ok
;!Plot Axis_Settings
;!Xrange 0s 60ms
;!Yrange 0 4
;!AutoUniverse
;!XminRes 1ns
;!YminRes 1n
;!Ok
.STIMULUS Vsin SIN( 2V 1,5V 60Hz 0 0 90 )
**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 3.5000 ( 2) 0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_V1 -2.333E+00
TOTAL POWER DISSIPATION 8.17Е+00 WATTS
Рис. 17.3. Выходной файл для анализа с использованием Stimulus Editor
Выходной файл показан на рис. 17.3. Форма напряжения представляет собой синусоидальную зависимость (сдвинутую на 2 В по оси Y)
V_V1 1 0 STIMULUS=Vsin
.STIMULUS Vsin SIN( 2V 1.5V 60Hz 0 0 90 )
Выходной файл включает также ссылку на новую библиотеку STIMCASE.stl, созданную при использовании редактора Stimulus. Содержание этой библиотеки показано в выходном файле перед выводом решения для переходного процесса.
Мы заключаем, что проще использовать различные формы токов и напряжений в PSpice (как в главе 4), чем пытаться использовать единственную форму, доступную в Capture. В PSpice вышеупомянутая команда просто заменяется на
V 1 0 sin(2V 1.5V 60Hz 0 0 90)
Если вам необходимо применить источник тока или напряжения типов ехр(), pulse(), pwl(), sffm() или sin(), используйте методы, описанные в первых тринадцати главах этой книги.
Характеристики при вариации по температуре
Создайте в Capture новый проект с именем diodeswp и введите схему, показанную на рис. 17.4. Значения следующие: V1=20 В, R1=4,8 Ом, для компонента D (из библиотеки eval) выбран тип D1N4002. Цель этого анализа состоит в том, чтобы показать влияние температуры на вольт-амперную характеристику диода. Сохраните схему и подготовьте новую конфигурацию моделирования на PSpice с именем diodesws. Тип анализа — вариация для постоянных составляющих и Primary Sweep для источника постоянного напряжения V1.
Рис. 17.4. Схема с диодом для проведения вариации по температуре
Установите вариацию от 0 до 30 В с шагом в 0,1 В. Нажмите кнопку «Apply», затем выберите поле Secondary Sweep и маркер температуры. Тип вариации линейный, от 17 до 47° с шагом 10°. Температура измеряется в градусах Цельсия. Выбранные значения показаны на рис. 17.5.
Рис. 17.5. Установки моделирования для температурной вариации (temperature sweep)
Проведите моделирование и, представив в Probe напряжение V(D:1) по оси X, получите затем график I(D). Будет выведено семейство из четырех кривых. Крайняя левая кривая соответствует самой высокой температуре, в то время как крайняя правая — самой низкой. Промаркируйте их соответственно. Сравните ваши результаты с графиками на рис. 17.6.
Рис. 17.6. Влияние температуры на характеристики диода D1N4002
**** 10/10/99 19:54:57 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
** circuit file for profiles Diodesws *Libraries:
* Local Libraries :
* From [PSPICE NЕТLIST] section of pspiceev.ini file:
.lib nom.lib
*Analysis directives:
.DC LIN V_V1 0V 30V 0.1V
+ LIN TEMP 17 47 10
.PROBE
*Netlist File:
.INC "diodeswp-SCHEMATIC1.net"
* Alias File:
**** INCLUDING diodeswp-SCHEMATIC1.net ****
* source DIODESWP
D_D 2 0 D1N4002
R_R1 1 2 4.8k
V_V1 1 0 20V
**** RESUMING diodeswp-SCHEMATIC1-Diodesws.sim.cir ****
.INC "diodeswp-SCHEMATIC1.als"
**** INCLUDING diodeswp-SCHEMATIC1.als ****
.ALIASES
D_D D(1=2 2=0 )
R_R1 R1(1=1 2=2 )
V_V1 V1(+=1 -=0 )
_ _(1=1)
_ _(2=2)
.ENDALIASES
**** RESUMING diodeswp-SCHEMATIC1-Diodesws.sim.cir ****
.END
** circuit file for profile: Diodesws
**** Diode MODEL PARAMETERS
D1N4002
IS 14.110000Е-09
N 1.984
ISP 100.000000E-12
IKF 94.81
BV 100.1
IBV 10
RS .03389
TT 4.761000E-06
CJO 51.170000E-12
VJ .3905
M .2762
Рис. 17.7. Выходной файл вариации по температуре
В выходном файле (рис. 17.7) показана директива анализа
.DC LIN V_V1 0V 3 0V 0.1V
+ LIN TEMP 17 47 10
но отсутствует информация о рабочей точке, и мы заключаем, что этот тип задач в PSpice обрабатывается лучше, чем в Capture. В PSpice достаточно было бы просто поместить директиву .ОР во входном файле, чтобы получить в выходном файле значения рабочей точки.
Изменение напряжения зенеровского пробоя
Поскольку в демонстрационной версии PSpice доступен лишь один тип зенеровского диода — D1N750, вам необходимо будет изменять напряжение пробоя, чтобы ввести в схему диод другого типа. Начните в Capture новый проект с именем zener. Введите схему, показанную на рис. 17.8, с источником постоянного тока V1=12 В, R=500 Ом и диодом D1N750 из библиотеки eval. Закончив рисунок, выберите диод и из пункта Edit на главном меню выберите PSpice Model. При этом откроется окно OrCAD Model Editor, в котором появится список с описанием свойств диода. Каждой строке описания предшествует звездочка (*). Предположим, что для нашей схемы необходим диод с напряжением пробоя Bv=3,6 В. Переместите курсор на поле этого параметра на правой панели окна и замените значение 4,7 значением 3,6. Сохраните изменение, затем выйдите из Model Editor. Изменение, которое мы сделали, относится только к этому проекту и создаст новую библиотеку zener.lib в вашем каталоге Spice.
Рис. 17.8. Схема с зенеровским диодом
Сохраните схему и выберите PSpice, New Simulation Profile с именем Zener1. Выполните вариацию для постоянного тока по входному напряжению V1 от -1 до 15 В с шагом 0,01 В. При этом вы получите информацию для построения характеристики диода. Проведите моделирование и в Probe замените ось X для графика на V(D:2). По этой оси будет откладываться напряжение между узлом 2 и «землей». Получите график I(R). Ток в контуре направлен по часовой стрелке.
Возникающий в результате график показан на рис. 17.9. Как видно из него, напряжение пробоя для диода приблизительно равно 3,6 В.
Рис. 17.9. Схема изменения характеристик зенеровского диода
**** 10/11/99 15:13:42 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
** circuit file for profile: Zener1
*Libraries:
* Local Libraries :
.LIB ".zener.lib"
* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini files
.lib nom.lib
*Analysis directives:
.DC LIN V_V1 -1V 15V 0.01V
.PROBE
*Netlist File:
.INC "zener-SCHEMATIC1.net"
*Alias File: **** including zener-SCHEMATIC1.net ****
* source ZENER
R_R 1 2 500
V_V1 1 0 15V
D_D 0 2 D1N750
**** RESUMING zener-SCHEMATIC1-Zener1.sim.cir ****
.INC "zener-SCHEMATIC1.als"
**** INCLUDING zener-SCHEMATIC1.als ****
.ALIASES
R_R R(1=1 2=2 )
V_V1 V1(+=1 -=0 )
D_D D(1=0 2=2 )
_ _(1=1)
_ _(2=2)
.ENDALIASES
**** RESUMING zener-SCHEMATIC1-Zener1.sim.cir ****
.END
** circuit file for profile: Zener1
**** Diode MODEL PARAMETERS
D1N750
IS 880.500000E-18
ISR 1.859000E-09
BV 3.6
IBV .020245
NBV 1.6989
IBVL 1.955600E-03
NBVL 14.976
RS .25
CJO 175.000000E-12
VJ .75
M .5516
TBV1 -21.277000E-06
Рис. 17.10. Характеристика зенеровского диода с напряжением пробоя 3,6 В
Рассматривая выходной файл (рис. 17.10), отметим, что напряжение пробоя равно 3,6 В в соответствии с внесенным нами изменением. Имеется также директива
.LIB ".zener.lib"
Она ссылается на новую локальную библиотеку, используемую в этом проекте. Листинг для диода:
