2.000E+03 9.292E-01 2.170E+01
3.1.1. Задания на закрепление материала
Задание 3.1. Подумайте, к чему относится угол фазы конденсатора -68.3°, установленный программой PSPICE: к общему напряжению или, как это часто бывает в электротехнике, к току в цепи последовательного включения конденсатора и сопротивления?
Задание 3.2. Выполнив собственные расчеты, проверьте результаты анализа схемы последовательного включения резистора и емкости, проведенного PSPICE для UR, UC, I и угла фазы между Uобщ и I.
3.2. Руководство к действию
Рецепт 1. Провести анализ цепи переменного тока (для одной частоты)
1. Разместите в требуемых местах схемного чертежа символ(ы) VPRINT и/или IPRINT (см рис. 3.11).
2. Установите необходимые атрибуты для символов VPRINT и IPRINT (MAG, PHASE, АС и др.).
3. Запустите в окне Analysis Setup анализ AC Sweep, установив флажок рядом с кнопкой AC Sweep…, а затем щелкнув по ней. Откроется окно АС Sweep and Noise Analysis.
4. В окне AC Sweep and Noise Analysis укажите начальную (поле Start Freq.) и конечную (поле End Freq.) частоты. В поле Total Points введите 1.
5. Запустите процесс моделирования.
6. Найдите результаты анализа в выходном файле.
Урок 4
Анализ переходных процессов
Этот урок посвящен анализу переходных процессов. В нем рассказывается, как использовать программу PSPICE в качестве осциллографа, каковы правила построения диаграмм. В качестве практического примера предлагается проанализировать процесс зарядки и разрядки конденсаторов.
Для исследования временной зависимости электрических процессов программа PSPICE использует Transient-анализ. Графическое отображение результатов анализа переходных процессов осуществляется с помощью программы-осциллографа PROBE. Свой первый опыт в проведении компьютерного анализа переходных процессов вы приобретете на примере уже знакомой вам схемы, которую без особого труда могли бы просчитать и без моделирования: схемы последовательного включения с резистивно-емкостной связью.
4.1. Моделирование
Шаг 1 Загрузите схему последовательного включения резистора и емкости, изображенную на рис. 3.1, которую вы сохранили в папке Projects под именем RC_AC.sch. Если на чертеже присутствуют символы VPRINT и IPRINT, удалите их.
Шаг 2 Двойным щелчком по символу источника напряжения VSIN откройте окно его атрибутов (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Окно атрибутов источника напряжения VSIN с установками для анализа переходных процессов
Шаг 3 Установите значения всех атрибутов как 0, за исключением VAMPL=1 В и FREQ=2 кГц; атрибуты SIMULATIONONLY, PKGREF, а также все атрибуты с пометкой «*» оставьте без изменения.
Шаг 4 Вызовите на экран SCHEMATICS индикаторы атрибутов VAMPL=1В и FREQ=2 кГц (рис. 4.2) и сохраните свой чертеж со всеми внесенными изменениями в папке Projects под именем RC_TRANS.sch.
Рис. 4.2. Экран редактора SCHEMATICS с чертежом схемы с последовательным включением сопротивления и конденсатора
Шаг 5 Для установки параметров моделирования откройте окно Analysis Setup, выбрав из меню Analysis опцию Setup… или щелкнув по кнопке 
.
Шаг 6 Установите флажок рядом с кнопкой Transient… (рис. 4.3) и затем щелкните по ней, чтобы открыть окно анализа переходных процессов.
Рис. 4.3. Окно Analysis Setup с заданным Transient-анализом
Шаг 7 Настройте это окно по образцу на рис. 4.4. Оставьте значение в поле Print Step (Печатный шаг) как есть, так как этот атрибут не имеет для проводимых нами анализов никакого значения. В поле Step Ceiling (Ширина шага)[19] вы можете изменять ширину шага вычислений, если вас не устраивают значения, автоматически выбранные PSPICE. Доверимся на первый раз программе и не будем пока ничего вводить в этом поле. Теперь закройте окно Transient с помощью кнопки OK, а затем и окно Analysis Setup, щелкнув по кнопке Close.
Рис. 4.4. Окно Transient
В предварительных настройках (окно Transient) вы указали в поле Final Time (Конечное время) 4 мс — см. рис. 4.4. Это означает, что PSPICE будет исследовать схему во временном интервале от 0 до 4 мс, то есть проанализирует ровно восемь периодов входного напряжения.
Шаг 8 Теперь запустите моделирование, щелкнув по желтой кнопке. На экране появится окно PSPICE с индикаторами процесса моделирования[20]. По окончании анализа это окно должно выглядеть так, как на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Окно PSPICE после завершения анализа переходных процессов во временном интервале от 0 до 4 мс
Теперь поговорим о том, какие имеются поля ввода в окне предварительной установки анализа переходных процессов и какие значения в этих полях являются оптимальными (раздел Transient Analysis):
• Step Ceiling (Ширина шага) — PSPICE автоматически определяет временной интервал между пунктами (то есть между контрольными точками), для которых он проводит анализ схемы. Если токи и напряжения на определенных участках цепи изменяются слишком сильно, то PSPICE автоматически выбирает меньшие интервалы, при незначительных изменениях - наоборот, большие. Это сокращает время проведения расчетов, не нанося ущерба качеству анализа. Однако максимально возможный интервал между контрольными точками задается значением, которое вы вводите в поле Step Ceiling. Если вы оставляете поле пустым, PSPICE устанавливает максимальную ширину шага равную 2% от заданного значения в поле Final Time, то есть просчитывает как минимум 50 контрольных точек. Это значение по умолчанию использовалось еще во времена низкоскоростных компьютеров и зачастую слишком мало для того, чтобы получить высококачественное графическое изображение. Как правило, хороших результатов (за приемлемое время) вы сможете добиться при расчете 1000-2000 точек. Если волновые фронты на диаграмме получаются чересчур крутые, нужно увеличить количество контрольных точек;
• Final Time (Конечное время) — конечная временная точка анализа;
• Print Step (Печатный шаг) — вводимое в поле значение определяет, с какими интервалами следует записывать в выходной файл результаты анализа. Этот параметр имел значение раньше, когда графическая программа PROBE не была интегрирована в PSPICE. Сегодня же данная опция едва ли может оказаться полезной. Практически во всех случаях удобнее использовать значение 20 нс, устанавливаемое по умолчанию;
• No Print Delay (Задержка печати) — в этом поле можно определить момент, с которого следует начать запись данных в выходной файл. С тех пор как существует программа-осциллограф PROBE, выходной файл в таких случаях уже практически не используется. Поэтому можно оставить это поле пустым.