Материал: Самосадный Автоматизированное проектирование устройств систем сбора-обработки Ч2 2015

ствующие библиотеки, невозможность сохранения каких-то частей проекта или даже полный отказ от работы с проектом, как новым, так и старым. Восстанавливать профили неоткуда, приходится удалять их и настраивать все заново.

Избежать многих неприятностей можно благодаря точному выполнению инструкций разработчиков пакета программ при проведении работ. Основная информация для этого содержится в технической документации.

Внимание!

Демо-версии пакета программ могут не поддерживать в полном объеме проведение расчетов шумов и спектральный анализ. В этом случае рекомендуется отказаться от проведения данного вида анализа или пользоваться полной версией САПР.

51

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ, ТЕМА 2

Тема занятий: «Многовариантный и статистический анализ».

3.1. Учебное задание

1.Изучите особенности вариации параметров и осуществления анализа DC Sweep с возможностью изменения переменных в расчетах.

2.Изучите возможности осуществления параметрического анализа, применяемого как до-

полнение к видам анализа: DC Sweep, AC Sweep и Transient.

3.Изучите возможности осуществления и особенности реализации статистического анализа.

3.2. Рекомендации по использованию литературы

При выполнении учебного задания рекомендуется воспользоваться литературой, представленной в табл. 3-1, 3-2, 3-3. Помимо этого, учебные материалы и рекомендации по изу-

Таблица 3-2

Таблица 3-3

3.3.Порядок выполнения задания

Вначале выполнения заданий по теме 2 необходимо вспомнить полученную ранее информацию о видах расчетов и порядке проведения расчетов, как представлено в теме 1 учебного пособия.

3.3.1. Анализ DC Sweep и варьирование переменных

Приступите к выполнению задания 1. Изучите основные сведения о порядке и правилах проведения расчетов режима по постоянному току DC Sweep при вариации переменных, а также о получении результатов расчетов.

Варьирование переменных и повышение точности определения параметров схем

Ранее, в теме 1 мы уже изучали проведение анализа DC Sweep, например, при вариации источника напряжения. Были получены характеристики работы устройства, подтверждающие его работоспособность при изменении питающего напряжения схемы. Большой точности вычисления параметров схемы такие расчеты не потребовали. В измерительных системах часто требуется знать параметры работы устройств с максимально возможной точностью. В связи с этим ставится следующая задача.

Задача 1

Для схемы 2V требуется найти потенциал источника VB2, при котором ток, проходящий через резистор R4, будет равен нулю. Ток и напряжение требуется учитывать в расчетах и получать в результатах расчетов максимально возможной точностью. Схема проекта 2V представлена на рис. 3.1.

0

Рис. 3.1. Схема 2V

Схема 2V представляет собой резистивный делитель на резисторах R2 и R4 с подключенным к ним независимым источником постоянного напряжения VB1. К точке D соединения резисторов R2 и R4 подключен второй источник VB2 противоположной полярности через токоограничивающий резистор R1. Источник VB2 с помощью резистора R5 подключается к «земле».

Одним из возможных способов решения поставленной задачи мог бы явиться подбор напряжений источника при многократных повторных расчетах. Однако такой способ, если только исключительно он применяется для решения задачи, неэффективен и требует больших затрат времени.

Указанная задача и первый способ ее решение предложено в книге [4].

53

Первый способ решения задачи 1

В соответствии со способом, предложенным в книге [4], для определения нужного уровня потенциала с приемлемой точностью предлагается ввести варьирование напряжения источника VB2 в диапазоне:

•начальное значение 0V;

•конечное значение 20V;

•приращение с линейным изменением значения (Шаг) 1mV.

Настройте профиль проекта 2V для проведения анализа DC Sweep, настройки профиля представлены на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Настройка профиля схемы 2V для варьирования источника напряжения

Получите график изменения тока через резистор R4 как показано на рис. 3.3.

Рис. 3.3. График изменения тока через резистор R4 с нулевой линией в виде значения на-

пряжения «земли» V(0) для схемы 2V

Для удобства вывода графиков в PROBE на схеме 2V поставлен маркеры тока на контакт резистора R4, как показано на рис.3.1.

54

Внимание!

Ток, в отличие от напряжения, рассматривается только как текущий через компонент, поэтому маркер тока устанавливается на контактах компонента. В нашем случае резистор R4 подключен к цепи D контактом 2. Обратите внимание на направление тока. При проведении PSpice-расчетов считается, что положительный ток течет от контакта компонента 1 к 2. В нашем случае подключение осуществляется «наоборот», поэтому в результате автоматически выводится значение «–I(R4)».

Можно проверить верность выбора направления тока следующим образом. При активном постпроцессоре PROBE с выведенными графиками переставьте маркер токов на контакт 1 резистора R4, результат показан на рис. 3.4.

Рис. 3.4. График тока через резистор R4 с измененным положением маркера

С помощью курсора Probe Cursor можно получить значение напряжения источника V(VB2) ≈15.032 В при токе через резистор I(R4)≈ 119.474 нА. Точность достаточно высокая,

но в некоторых приложениях может требоваться более точный результат.

Данным настройкам профиля (см. рис.3.2) соответствует следующий вид операторов задания на моделирование, описание и подключение компонентов.

*Analysis directives:

.DC LIN V_VB2 0V 20V 1mV

.PROBE V(*) I(*) W(*) D(*) NOISE(*)

.INC ".\2v-SCHEMATIC1.net"

****INCLUDING 2v-SCHEMATIC1.net ****

*source 2V

Примечание.

Обратите также внимание на то, что при варьировании значений выходного напряжения источника VB2 его номинал, указанный в атрибутах источника не учитывается и может, в принципе быть любым (допустимым).

Краткие итоги.

Задача 1 решена способом, предложенным в книге [4]. Получены требуемые значения напряжения и тока. При расчетах использовалось варьирование напря-

55