Culegere CIA

  • View
    15

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

CIA An 3 ETTI UPB Cosmin Popa Anton Manolescu

Transcript

  • CAPITOLUL VI

    DESCRIEREA PROGRAMULUI PSPICE STUDENT

    6.1. Introducere Pspice Student este un program specializat pentru simularea funcionrii circuitelor electronice. Elementele

    uzuale de circuit de t ipul dispozitivelor pasive (rezistene, condensatoare, surse de curent i de tensiune) sau active

    (diode, tranzistoare bipolare i MOS, amplificatoare operaionale) sunt disponibile n biblioteca de componente, avnd asociai un numr de parametri (n cazu l componentelor pasive) sau un model (pentru componentele active).

    Vor fi descrise n continuare realizarea unui circuit electronic, componentele utilizate i parametrii acestora,

    analizele disponibile i modul de vizualizare a rezu ltatelor grafice.

    6.2. Utilizarea programului Pspice Student

    Pentru instalarea programulu i Pspice Student se ruleaz fiierul exe.Setup existent pe CD. La apari ia ferestrei

    de dialog Select Schematic Editors se selecteaz att Capture, ct i Schematics. Se respect instruciunile pn la

    instalarea complet a programulu i. Se deschide aplicaia Schemat ics disponibil dup instalare.

    6.2.1. Desenarea circuitului

    Varianta existent pentru instalare prezint limitri referitoare la complexitatea circuitulu i i la numrul de componente disponibile n bibliotecile programului. Orientativ, complexitatea circuitulu i nu poate depi 10

    tranzistoare i 64 de noduri, existnd, ns, posibilitatea utilizrii unui numr relativ mare de diode, surse de curent sau

    de tensiune i dispozitive pasive.

  • 6.2.1.1. Inserarea unei componente noi

    Se selecteaz numele componentei dorite sau se scrie numele acesteia la rubrica Part Name i se valideaz cu Place & Close.

  • 6.2.1.2. Interconectarea componentelor

    6.2.1.3. Elemente de circuit

    Vor fi prezentate pe scurt doar dispozitivele pasive i active utilizate n simulrile propuse n partea a doua a fiecru i capitol.

    Modificarea parametrilor dispozit ivelor pasive se realizeaz astfel:

    Se selecteaz componenta respectiv

    Se vizualizez lista parametrilor

  • Se modific n mod corespunztor parametrii dorii

    Modificarea pametrilor de model ai dispozitivelor active se realizeaz astfel:

    Se selecteaz componenta respectiv

    Se vizualizeaz parametrii de model

  • Se alege opiunea Edit Instance Model (Text).

    Se modific n mod corespunztor parametrii dorii.

    Dispozitive pasive

    a. Rezistena

    Simbol: R

    Parametru utilizat: VALUE

    b. Condensator

    Simbol: C

    Parametru utilizat: VALUE

    Dispozitive active

    a. Dioda

    Simbol: 4148N1D

    b. Dioda Zener

    Simbol 1: 750N1D - coeficient de temperatur negativ

    Simbol 2: A958N1D - coeficient de temperatur pozitiv

    Observaie: Deoarece dioda A958N1D nu este disponibil n versiunea Pspice Student, este necesar crearea

    acesteia. Se procedeaz astfel:

  • Se insereaz o diod Zener de tip 750N1D

    Se nlocuiete tot modelul d iodei 750N1D cu modelul d iodei A958N1D

    .model D1N958A D(

    Is=2.077f

    Rs=2.467

    Ikf=0

    N=1

    Xti=3

    Eg=1.11

    Cjo=104p

    M=.5061

    Vj=.75

    Fc=.5

    Isr=1.645n

    Nr=2

    Bv=7.5

    Ibv=.90645

    Nbv=.39227

    Ibvl=.5849n

    Nbvl=1.5122

    Tbv1=533.33u)

    *Motorola pid=1N958A case=DO-35

    *89-9-18 g jg

    *Vz = 7.5 @ 16.5mA, Zz = 12.5 @ 1mA, Zz = 5.3 @ 5mA, Zz = 2.3 @ 20mA

    *$ c. Tranzistorul bipolar NPN

    Simbol: 2222N2Q

    Parametri utilizai: Vaf - tensiune Early i Is - curent de saturaie

    d. Tranzistorul bipolar PNP

    Simbol: A2907N2Q

    Parametri utilizai: Vaf - tensiune Early i Is - curent de saturaie

    e. Tranzistorul NMOS

    Simbol: 150IRF

    Parametri utilizai: L/W - factor de aspect, 0tV - tensiune de prag i dsR - rezisten dren-surs

    f. Tranzistorul PMOS

    Simbol: 9140IRF

    Parametri utilizai: L/W - factor de aspect, 0tV - tensiune de prag i dsR - rezisten dren-surs

    g. Amplificatorul operaional

    Simbol: 741uA

    Surse de curent i de tensiune a. Sursa de curent DC

    Simbol: ISRC

    Parametru utilizat: DC - valoarea curentului de ieire

    b. Sursa de tensiune DC

    Simbol: VSRC

    Parametru utilizat: DC - valoarea tensiunii de ieire

    c. Sursa de tensiune sinusoidal

    Simbol: VSIN

    Parametri utilizai: VOFF - tensiunea de offset (se consider egal cu zero), VAMPL - amplitudinea tensiunii

    sinusoidale i FREQ - frecvena tensiunii sinusoidale

  • d. Sursa de tensiune AC

    Simbol: VAC

    Parametru utilizat: ACMAG - se alege o valoare nenul pentru acest parametru, domeniu l su de variaie fiind

    stabilit n cadrul analizei AC (a se vedea paragraful 6.2.2.5.)

    e. Sursa de tensiune VPWL

    Simbol: VPWL

    Parametri utilizai: 1T , 1V , , 10T , 10V - fiecare pereche kk VT definete un punct pe digrama amplitudine-

    timp. Se pot obine, de exemplu, caracteristici de t ip triunghiular sau aproximat iv dreptunghiu lar

    6.2.2. Tipuri de analize

    Studiul comportamentului circuitulu i este posibil prin solicitarea unui numr relat iv restrns de analize, limitat

    la necesitile legate strict de exemplele prezentate. 6.2.2.1. Elemente obligatorii

    Rularea eficient a unei analize impune existena ctorva elemente:

    Un singur punct de mas al circuitulu i, GND;

    Cel puin un marker pentru indicarea mrimii solicitate pentru vizualizare (tensiune, curent, tensiune diferenial)

    6.2.2.2. Analiza tranzitorie (Transient Analysis)

    Permite analiza temporal a comportamentului circu itului, existnd posibilitatea vizualizrii evoluiei n timp a semnalulu i (tensiune, curent, tensiune diferenial) n diferite puncte ale circuitu lui.

  • Parametri utilizai:

    Print Step = 0;

    Final Time; valoarea acestui parametru se alege n funcie de frecvena minim a semnalelor din circuit, pentru a se putea vizualiza cel puin cteva perioade.

    Exemplu:

    Se consider circu itul d in figura de mai jos, 1V - VSIN cu amplitudinea de mV10 i frecvena kHz1 , 2V i 3V

    - VSRC cu amplitudinea de V9 , k1R1 , k10R2 , iar amplificatorul operaional de tipul 741A .

  • Se realizeaz o analiz tranzitorie pentru un interval de ms5 (frecvena semnalului fiind de kHz1 , se vor putea

    vizualiza 5 perioade ale acestuia). Semnalele de intrare i ieire vor avea urmtoarea form:

    6.2.2.3. Analiza DC

    Permite baleierea unui domeniu specificat al urmtoarelor variabile i vizualizarea semnalulu i de ieire pentru acest domeniu de variaie:

    Valoarea de curent continuu a unei surse de tensiune sau a unei surse de curent;

    Valoarea temperaturii;

    Valoarea unui parametru de model sau global

  • Parametri utilizai:

    Swept Var. Type - variabila al crei domeniu va fi baleiat; pentru Voltage Source i Current Source

    trebuie definit doar numele sursei de curent sau de tensiune la care se face referire; variabila Temperature nu necesit definirea parametrilor, iar dac se alege opiunea Model Parameter trebuie definite Mode l Type, Model Name i Param Name;

    Sweep Type - se poate seta tipul de variaie al mrimii considerate (liniar, decadic, etc.). Este obligatorie definirea urmtorilor parametri: Start Value, End Value i Increment / Pts./Decade.

    Exemplu:

    Se consider circuitul de mai sus, sursa de tensiune de intrare 1V de tip VSIN nlocuindu-se cu o surs VSRC

    de amplitudine mV10 . Se realizeaz o analiz DC de variabil 1V , pentru un domeniu de variaie lin iar a acesteia

    cuprins ntre mV10 i mV10 , cu un pas de mV1,0 . Dependena tensiunii de ieire de tensiunea de intrare va avea

    urmtoarea form:

    6.2.2.4. Analiza DC Nested Sweep

    Reprezint o completare a analizei DC Sweep pentru analiza parametric a circuitulu i, parametrul putnd fi o

    surs de tensiune sau de curent, temperatura sau un parametru de model. Parametri utilizai sunt identici cu cei ai analizei DC Sweep.

    Exemplu:

    Se consider oglinda de curent din figura urmtoare.

  • Se consider tranzistoarele 1T i 2T de tipul 2222N2Q , 1V i 2V de tipul VSRC ( V9 ), k1R1 . Se dorete

    studiul caracteristicii de ieire a sursei de curent, )V(I 21C , considerndu-se ca parametru tensiunea Early a

    tranzistorului NPN . Se alege un domeniu de variaie al tensiunii de ieire 2V cuprins ntre 0 i V9 , cu un pas de V1,0

    i un domeniu de variaie a tensiunii Early VAf cuprins ntre V20 i V100 , cu un pas de V20 .

    Se obin urmtoarele 5 caracteristici de ieire ale sursei de curent:

  • Salvarea rezultatelor simulrii: