OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - [132]
В итоге мы установили, что изменения параметра h>FE в пределах допуска не оказывают существенного влияния на стабильность параметров усилителя.
Влияние допуска резисторов на анализ наихудшего случая
В только что проведенном анализе мы изменяли только коэффициент h>FEтранзистора. Каким был бы анализ на наихудший случай, при выборе резистора в качестве изменяемого фактора допуска на сопротивление? Чтобы упростить исследование, будем изменять только значение R>L. Заменим представленный в схеме резистор R>L компонентом «Rbreak» из библиотеки breakout. Установим сопротивление R>L=4,7 кОм, как и прежде, затем выделим компонент на схеме и выберем Edit, PSpice Model. В окне OrCAD Model Editor измените запись на правой панели следующим образом:
>.model Rbreak RES R = 1 DEV = 20%
Здесь «R=1» означает, что множитель для сопротивления равен 1; запись «DEV=20%» задает допуск в 20% на изменение сопротивления. Схема приведена на рис. 17.29. Сохраните изменения, подготовьте моделирование для анализа на наихудший случай, как в предыдущем примере. Напомним, что теперь и коэффициент усиления транзистора h>FE и сопротивление R>L будут изменяться в пределах допуска. Выполните моделирование и обратите внимание, что в PSpice выполняется четыре вида анализа на чувствительность: 1) номинальную, 2) по коэффициенту усиления BF транзистора Q_Q1 Q2N2222, 3) по сопротивлению R резистора R_RL Rbreak и 4) на наихудший случай, учитывающий допуски всех компонентов. Как и прежде получите в Probe графики V(Rs:1) и V(RL:1). На экране появится всего восемь графиков (рис. 17.30). Значительное отличие этого набора графиков от полученного ранее заключается в смещении графика выходного напряжения. Выбрав опцию «Use Symbol Always» (Всегда использовать символы), идентифицируйте каждую кривую по номеру прохода.
Рис. 17.29. Схема усилителя, использующая резистор из библиотеки breakout
Рис. 17.30. Результаты анализа на наихудший случай при одновременном изменении Q>1 и R>L
Использование курсора показывает, что нижняя кривая выходного напряжения имеет постоянную составляющую в 8,1468 В. Проверьте это, измеряя размах напряжения с помощью курсора. Верхняя кривая выходного напряжения V(RL:1), связанная с модифицированной осью Y, имеет постоянную составляющую в 8,4843 В, которая может быть определена аналогичным образом.
В выходном файле напряжение V(RL:1) идентифицировано как напряжение узла V(4). Оно имеет значение 8,1468 В, как для номинальной чувствительности, так и для чувствительности по коэффициенту усиления B>Fтранзистора. Оно равно 8,4843 В для наихудшего случая, учитывающего допуски всех устройств. Часть выходного файла показана на рис. 17.31.
>** circuit file for profile: Bridgc1
>*Libraries:
>* Local Libraries :
>.LIB ".\bridgcir.lib"
>* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:
>.lib nom.lib
>* Analysis directives:
>.TRAN 0 400us 0 0.4us
>.WCASE TRAN V( [4]) MAX OUTPUT ALL VARY DEV HI
>.PROBE
>WARNING Library file e:\spice\bridgcir.lib has changed since index file bridgcir.ind was created.
>WARNING -- The timestamp changed from Sun Sep 05 21:51:14 1999 to Hon Sep 06 10:22:00 1999.
>Making new index file bridgcir.ind for library file bridgcir.lib Index has 2 entries from 1 file(s).
>**** BJT MODEL PARAMETERS
> Q2H2222
> NPN
>IS 14.340000E-15
>BF 255.9
>**** Resistor MODEL PARAMETERS
> Rbreak
>R 1
>SENSITIVITY NOMINAL
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7593 ( 4) 8.1468
>( 5) 12.0000 ( 6) .1297
>SENSITIVITY Q_Q1 Q2N2222 BF
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7593 ( 4) 8.1468
>( 5) 12.0000 ( 6) .1297
>SENSITIVITY R_RL RBREAK R
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7592 ( 4) 8.1454
>( 5) 12.0000 ( 6) .1296
>SORTED DEVIATIONS OF V(4) TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>SENSITIVITY SUMMARY
>RUN MAXIMUM VALUE
>NOMINAL 8.355 at T = 149.3200E-06
>Q_Q1 Q2N2222 BF 8.355 at T = 149.3200E-06
> ( -4.2233E-03% change per 1% change in Model Parameter)
>R_RL Rbreak R 8.3536 at T = 149.3200E-06
> ( -.169 % change per 1% change in Model Parameter)
>WORST CASE ALL DEVICES
>DEVICE MODEL PARAMETER NEW VALUE
>Q_Q1 Q2N2222 BF 191.93 (Decreased)
>R_RL Rbreak R .8 (Decreased)
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .7870 ( 4) 8.4843
>( 5) 12.0000 ( 6) .1532
>**** SORTED DEVIATIONS OF V(4) TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>WORST CASE SUMMARY
>RUN MAXIMUM VALUE
>ALL DEVICES 8.6882 at T = 149.3200E-06
> ( 103.99% of Nominal)
>NOMINAL 8.355 at T = 149.3200E-06
Рис. 17.31. Часть выходного файла для анализа на наихудший случай
Цифровые схемы в Capture
В Capture OrCAD имеется большой выбор цифровых устройств. Начнем новый проект с именем norgate и выберем Place, Part, перейдя к библиотеке eval. Начиная с компонентов 5550, 7400, 7401, …, вы увидите большой выбор цифровых компонентов, включая логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ-инверторы, И-ИЛИ-инверторы, JK-триггеры, ведущие-ведомые триггеры, 2-разрядные двоичные полные сумматоры и другие. Все перечисленные устройства доступны в демонстрационной версии OrCAD.