Визуальное моделирование электронных схем в PSPICE

Вверху слева в окне DC Sweep в списке Swept Variable Туре (Тип изменяемой переменной) находится список возможных переменных. Чтобы выбрать нужную переменную, достаточно маркировать соответствующее окошко. В данном случае в качестве изменяемой переменной был выбран источник напряжения (Voltage Source). Вверху справа в поле Name вводится имя изменяемой переменной. В нижней части окна указывается интервал значений, в котором в ходе анализа будет изменяться выбранная переменная, и масштаб. Масштаб может быть линейным или логарифмическим. Активизировав опцию Value List (Список значений), вы можете ввести в поле Values отдельные значения для интересующих вас контрольных точек.

Шаг 4 Заполнив окно DC Sweep по образцу на рис. 7.3, вы тем самым зададите изменение напряжения источника U_B2 от 0 до 20 В. Масштабная единица (поле Increment) составит 1 мВ. Подтвердите свой выбор, щелкнув по кнопке OK. После этого вы вернетесь к окну Analysis Setup. Закройте его с помощью кнопки Close и запустите анализ DC Sweep, щелкнув по кнопке желтого цвета.

После того как PSPICE закончит моделирование, на экране автоматически откроется окно PROBE, если, конечно, вы активизировали предварительно в окне Probe Setup Options опцию Automatically Run Probe After Simulation. В противном случае вам придется запустить PROBE «собственноручно», выбрав в меню Analysis команду Run Probe.

Шаг 5 Откройте в PROBE окно Add Traces и выведите на экран диаграмму тока -I(R4). (Помните о правилах установки знака перед величинами в программе PSPICE: все токи считаются в прямом направлении, то есть от вывода 1 к выводу 2. Это значит, что в данном случае расчет тока производился снизу вверх. Вам же нужно вывести диаграмму тока, рассчитанного в обратном направлении, поэтому в строке Trace Expression перед именем I(R4) вам надо будет поставить знак «минус»).

На диаграмме, выведенной на экран PROBE, вы прекрасно можете видеть, как изменяется ток, проходящий через резистор R₄, при изменении напряжения U_B2. Теперь с помощью этой диаграммы вы легко ответите на вопрос задания 2.4, где спрашивалось, при каком напряжении U_B2 ток I₄ будет равен нулю. Ответ: приблизительно при 17 В. Однако вам, как человеку требовательному, наверняка нужны более точные результаты.

Шаг 6 Добавьте к своей диаграмме нулевую линию (как на рис. 7.4), введя в строку Trace Expression значение 0 и подтвердив ввод щелчком по кнопке OK.

Рис. 7.4. Диаграмма, отражающая изменение тока, с нулевой линией

Имея нулевую линию на диаграмме, намного легче определить искомое значение напряжения для нулевого тока I₄, но и такая точность все еще недостаточна.

Шаг 7 Активизируйте курсор PROBE (рис. 7.5) и определите напряжение, обращающее ток I₄ в  ноль, как можно более точно.

Рис. 7.5. Диаграмма тока с активизированным курсором PROBE

Шаг 8 Сравните конечный результат с тем, что вы получили, когда выполняли задание 2.4.

7.1.1. Упражнение по проведению DC-анализа

Выполните для схемы с параметрами, описанными в задании 2.7, анализ DC Sweep.

7.2. Источник постоянного тока в качестве изменяемой переменной

Согласно теории о построении электрических цепей, любой источник напряжения с заданным напряжением истока U_q и заданным внутренним сопротивлением R можно заменить на соответствующий источник тока I_q с параллельным сопротивлением R_p, оказывая при этом то же действие на остальную часть электрической цепи. Для R_p нужно задать значение, равное значению R_i, а значение I_q должно быть таким, чтобы оба источника имели одинаковый ток короткого замыкания. На рис. 7.6 показана цепь с источником напряжения R_i=1 кОм и U=10 В и источником тока с R=1 кОм и I=10 мА. Оба этих источника за пределами зажимов не должны отличаться друг от друга по своим характеристикам.

Рис. 7.6. Цепь с источником напряжения и источник тока

Перед проведением первого теста оба источника будут нагружены одинаковым нагрузочным резистором R_H=4.7 кОм. После этого мы выполним для полученных таким образом схем источников два анализа DC Sweep: для первого источника в качестве изменяемой переменной будет варьироваться напряжение истока в диапазоне значений от U_q=0 В до U_q=100 В, а для второго — ток истока в диапазоне значений от I_q=0 мА до I_q=100 мА. По завершении первого анализа мы вызовем на экран PROBE диаграмму напряжения на резисторе R_H, а затем сравним ее с аналогичной диаграммой, которую получим после проведения второго анализа. Если верить теории, обе диаграммы напряжения на резисторе R_H должны полностью совпадать.