OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - [7]
>Resistive Circuit with Voltage Source
>Vs 1 0 dc 12V
>R1 1 2 50ohms
>R2 2 0 l00ohms
>R3 2 0 200ohms
>.OPT nopage
>.OP
>.PRINT dc I(R1) I(R2) I(R3)
>.ds Vs 12V 12V 12V
>.TF V(2) Vs
>.END
Выходной файл при этом показан на рис. 0.3. Исследование в малосигнальном режиме устанавливается командой .ОР. Команда .TF дает отношение V(2)/Vs потенциала узла 2 к потенциалу источника Vs, а также входное сопротивление относительно V>s и выходное относительно V(2). Проверьте результат с помощью самостоятельного расчета на бумаге. Каково должно быть входное сопротивление? Отметим, что выходное сопротивление рассчитывается при короткозамкнутом источнике питания, при этом три резистора оказываются соединенными параллельно.
>**** 09/13/05 22:09:05 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **************
>Resistive Circuit with Voltage Source
>**** CIRCUIT DESCRIPTION
>******************************************
>Vs 1 0 dc 12V
>R1 1 2 50ohms
>R2 2 0 100ohms
>R3 2 0 200ohms
>.OPT nopage
>.OP
>.PRINT dc I(Rl) I(R2) I(R3)
>.dc Vs 12V 12V 12V
>.TF V(2) Vs
>.END
>**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>Vs I(R1) I(R2) I(R3)
>1.200E+01 1.029E-01 6.857E-02 3.429E-02
>**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 12.0000 ( 2) 6.8571
>VOLTAGE SOURCE CURRENTS
>NAME CURRENT
>Vs -1.029E-01
>TOTAL POWER DISSIPATION 1.23E+00 WATTS
>**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS
>V(2)/Vs = 5.714E-01
>INPUT RESISTANCE AT Vs = 1.167E+02
>OUTPUT RESISTANCE AT V(2) = 2.857E+01
>JOB CONCLUDED
>TOTAL JOB TIME .03
Рис. 0.3. Выходной файл для схемы на рис. 0.1, включающий дополнительную информацию
Анализ цепей переменного тока
Пример для цепи переменного тока показывает некоторые свойства установившегося режима цепи при гармоническом воздействии.
На рис. 0.4 показана схема с источником питания 100 В при частоте 100 Гц. Можно считать, что во входном файле приведено действующее или амплитудное значение напряжения, при этом для всех остальных величин будут вычисляться соответствующие значения. В схеме имеются резисторы, катушка индуктивности и конденсатор с параметрами, показанными на рисунке.
Рис. 0.4. Схема на переменном токе для анализа на PSpice
Откройте программу pspice.exe и выберите позиции меню File, New, Text File. Наберите следующий текст:
>Series-parallel ас Circuit
>Vs 1 0 ас 100V
>R1 1 2 10
>R2 2 3 10
>L 3 0 100mH
>С 2 0 10uF
>.ас LIN 1 100Hz 100Hz
>.PRINT ас I(Rl) IP(R1) V(2) VP(2)
>.PRINT ac I(C) IP(C) I(R2) IP(R2)
>.OPT nopage
>.END
Из рис. 0.5 видно, что обозначения источников переменного постоянного напряжения различны. Индуктивность катушки составляет 100 мГн. Основная единица индуктивности (Гн) используется с префиксом, обозначающим одну тысячную часть. Команда .ac проводит анализ для ряда значений напряжения источника питания. Это линейное изменение (LIN), однако может быть применено изменение и на октаву, и на декаду. Изменения проводятся только для одного значения частоты, при желании результат может не распечатываться. Команда .ОРТ убирает лишние заголовки и разбиение на страницы. В некоторых задачах, приведенных в других книгах, эта команда не применяется, но при желании она всегда может быть включена в текст.
Рис. 0.5. Схема на переменном токе для анализа на PSpice
Результаты анализа на PSpice приведены в выходном файле (рис. 0.6). Малосигнальный анализ в этом случае (на переменном токе) не содержит фактически никакой информации. Эту часть файла лучше всего удалить перед выводом на печать.
>**** 09/13/05 22:30:44 ********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **********
>Series-parallel ac Circuit
>**** CIRCUIT DESCRIPTION
>****************************************************
>Vs 1 0 ac 100V
>R1 1 2 10
>R2 2 3 10
>L 3 0 100mH
>С 2 0 10uF
>.ac LIN 1 100Hz 100Hz
>.PRINT ас I(R1) IP(R1) V(2) VP(2)
>.PRINT ac I(C) IP(C) I(R2) IP(R2)
>.OPT nopage
>.END
>**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) 0.0000
>VOLTAGE SOURCE CURRENTS
>NAME CURRENT
>Vs 0.000E+00
>TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS
>**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>FREQ I(R1) IP(R1) V(2) VP(2)
>1.000E+02 9.295E-01 -6.988E+01 9.719E+01 5.152E+00
>**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С
>FREQ I(C) IP(C) I(R2) IP(R2)
>1.000E+02 6.107E-01 9.515E+01 1.528E+00 -7.580E+01
>JOB CONCLUDED
>TOTAL JOB TIME .01
Рис. 0.6. Выходной файл для схемы на рис. 0.4
Запись I(C) отображает ток в ветви С, IP(C) — фазовый угол этого тока в градусах. I(R2) — амплитуда тока в ветви, содержащей резистор R>2 и катушку L, IP(R2) — фазовый угол этого тока.
С помощью калькулятора проверьте равенство суммы этих токов току через резистор R>1. В векторной форме она равна
I>С + I>R2 = (0,0548, 0,600823) + (0,32, -0,873)= 0,9298/-69,87°
Отметим, что строка записи для R>1, имеет вид
>R1 1 2 10
Узлы заданы в последовательности 1, 2. Это означает, что условное направление тока — от источника. При сложении токов, подходящих к узлу, их направление должно быть учтено и отражено на схеме.
Наибольший интерес представляет анализ, при котором частота сети варьирует между двумя граничными значениями. В нашем примере приблизительное значение частоты резонанса составляет