Чтение онлайн

13.1. При обсуждении модели нелинейного резистора мы указали, что нелинейными являются фактически не резисторы, а зависимые источники. Измените схему, показанную на рис. 13.1, чтобы получить такое напряжение V(3), при котором мощность источника V увеличилась бы приблизительно в 1.5 раза.

13.2. Для схемы, показанной на рис. 13.14, L1=25 мГн, С1=C2=50 нФ, Rs=1 Ом, RL=1 кОм и M=1 мГн. Команда ввода для трансформатора имеет форму:

где value — значение коэффициента связи. Создайте входной файл, позволяющий получить график напряжения на RL вблизи резонансной частоты. Получите из графика коэффициент связи и сравните его с критическим значением (установите, больше он, меньше или равен критическому значению). Проверьте ваш ответ.

Рис. 13.14

13.3. Каково значение критического коэффициента связи в задаче 13.2? Выполните анализ, чтобы показать, что при критическом значении коэффициента связи обеспечивается максимальная передача мощности в RL.

13.4. В схеме, показанной на рис. 13.15, используется трансформатор с ферромагнитным магнитопроводом (модель по умолчанию). Катушка индуктивности L1 содержит 150 витков, в то время как вторичная катушка имеет 300 витков. Выполните анализ при частоте f=4,5 кГц, чтобы определить напряжение и ток резистора нагрузки.

Рис. 13.15

13.5. Используйте рисунок к задаче 13.4, заменив в нем модель трансформатора двумя катушками индуктивности L1 и L2. Чтобы получить приблизительно те же результаты, что и прежде, задайте L1=5 мГн и L2=10 мГн. Проведите анализ и распечатайте переменные составляющие напряжений V(2) и V(4). Вы должны получить V(2)=0,978 В и V(4)=1,367 В. Выберите другие значения для L1 и L2 чтобы получить результаты, близкие к полученным в задаче 13.4. Выполните анализ несколько раз, использовав выбранные значения.

13.6. Ключ, управляемый напряжением, показан на рис. 13.9. Выберите параметры так, чтобы ключ имел сопротивление 1 кОм в разомкнутом и 1 Ом в замкнутом состояниях. Задайте Ri= 50 Ом и RL=100 Ом. Сначала ключ должен быть замкнут. Он должен разомкнуться, когда входное напряжение v достигнет 5 В. Создайте входной файл, проведите анализ и проверьте ваши результаты по графику, полученному в Probe. 

13.7. Вернувшись к рис. 13.9, используйте значения сопротивлений, приведенные на рисунке. Ключ должен иметь сопротивление в 1 кОм в разомкнутом и 1 Ом в замкнутом состояниях. Сначала ключ должен быть замкнут. Он должен разомкнуться, когда напряжение на Ri достигнет 0,25 В. Создайте входной файл, проведите анализ и проверьте ваши результаты по графику, полученному в Probe. Обратите внимание, что в команде ввода ключа порядок следования узлов должен обеспечить правильный анализ. Выполните анализ, чтобы определить соответствующий порядок этих узлов. Вы можете быть удивлены. По графикам, полученным в Probe, убедитесь, что ток через Ri становится значительным, когда входное напряжение v превышает 0,55 В. 

В предыдущих версиях PSpice от MicroSim Corporation для схемотехнического анализа применялся метод, при котором схема вводилась с чертежной доски или с экрана компьютера. Это давало возможность проектировщику схемы обойтись без создания схемного файла PSpice — программа создавала его автоматически, используя информацию о компонентах и их связях, извлекаемую из рисунка. Программа для создания и анализа схем называлась Schematics.

При разработке OrCAD PSpice исходный вариант программы PSpice не изменялся. Все схемные файлы, используемые в первых тринадцати главах этой книги, будут правильно работать в OrCAD PSpice без всякой доработки. Однако с введением программы OrCAD Capture предыдущая программа Schematics больше не может использоваться. К сожалению, между OrCAD Capture и Schematics имеются существенные различия.

Новая программа Capture не получила пока одобрения в академических кругах, так как передать информацию из предыдущей программы в новую достаточно сложно. Но поскольку демонстрационная версия нового программного обеспечения доступна всем желающим, переход на OrCAD Capture без сомнения будет одобрен.

Одним из основных преимуществ PSpice и Capture является большое разнообразие компонентов, доступных проектировщику. Имеется широкий выбор источников питания, пассивных и активных устройств и ряд специальных компонентов.

Каждый из компонентов, доступных пользователю PSpice, помещен в соответствующую библиотеку. В демонстрационной версии Capture и PSpice имеются такие библиотеки, как analog, breakout, eval, source и special. При выборе компонента в одной из библиотек его условное изображение может быть помещено в рабочую область экрана, повернуто при необходимости относительно своей оси и подсоединено затем к другим частям схемы, пока вся схема не будет выведена на экран. После этого создание схемного файла для схемотехнического моделирования выполняется уже не пользователем, а самой программой Capture.

Простая схема постоянного тока, состоящая из источника напряжения и трёх резисторов, могла бы быть описана в уже знакомом нам листинге:

В PSpice это был бы листинг входного или схемного файла. Ему было бы присвоено имя типа rthree.cir, и было бы проведено моделирование для получения выходного файла. Можно было бы, конечно, снова получить схемный файл и с помощью программных средств создать схему, аналогичную показанной на рис. 1.1. (за исключением того, что здесь изменены параметры элементов). С другой стороны, программа Capture позволяет нам по схеме, построенной на экране, создать схемный файл и выполнить моделирование. Рассмотрим, как это делается.

Вызовите программу OrCAD Capture, щелкнув мышью на значке, имеющемся на рабочем столе. Выберите из главного меню File, New Project, чтобы создать новый проект, обеспечивающий графическое изображение схемы на экране с последующим анализом ее на PSpice.

После этого появится окно New Project (новый проект), показанное на рис. 14.1. Вы должны присвоить проекту имя, например rthree. Затем выберите Analog или Mixed-Signal Circuit Wizard и наберите c:\spice\, если каталог или папка Spice у вас расположены на этом диске [8] .

Рис. 14.1. Начало нового проекта в программе OrCAD Capture

Нажмем OK, чтобы создать схему. Появится окно Analog Mixed-Mode Project Wizard, на нем отображены символы различных библиотек компонентов PSpice, которые могут быть включены в наш проект. Любая библиотека из левого окна станет доступной, если вы выделите ее и выберете Add>>. Для данного проекта необходимо использовать библиотеки source.olb и analog.olb. Добавьте их в группу пиктограмм, расположенных справа на экране, если они там уже не присутствуют, и нажмите Finish.

Теперь на экране появятся два окна (рис. 14.2): меньшее с заголовком проекта Rthree наверху и большее с заголовком / - (SCHEMATIC: PAGE1). Щелкнув в случае необходимости в области последнего заголовка, на экране справа от большего окна вы увидите список символов в палитре инструментов. Если выбрано окно SCHEMATIC, то вы можете подвести курсор мыши к любому из этих символов, чтобы просмотреть назначение каждого из них.

Рис. 14.2. Создание нового проекта в Capture