Знакомство с программой uSpice: основные этапы моделирования
1. Создание схемы
Выберем библиотеку "Источники", отметим элемент этой библиотеки "DC Voltage-ideal" и с помощью мыши поместим источник напряжения в окне схемы (рис. 1). При необходимости элемент можно переместить с помощью мыши на новое место, выделяя его левой клавишей. По умолчанию постоянное напряжение источника равно 1В, амплитуда и начальная фаза равны нулю.
Рис. 1. Выбор и размещение источника постоянного напряжения в окне схемы
Используя библиотеку "RLC", аналогично размещаем в окне схемы конденсатор и резистор (рис. 2). В схеме используются конденсатор и резистор с параметрами по умолчанию: емкость конденсатора равна 1 нФ, сопротивление резистора равно 1кОм. Выделяя элемент левой клавишей мыши и используя автоматически появляющееся диалоговую панель, можно изменить параметры элемента. Например, у источника напряжения установим параметр "AC Magnitude" равным 1 В.
Рис. 2. Выбор резистора и установка амплитуды напряжения
При машинном моделировании используются узловые напряжения (потенциалы), отсчитываемые относительно корпуса (земли). Поэтому в схему должен быть помещен еще один элемент - корпус (земля). Значок корпуса вынесен на панель инструментов программы (рис. 3). C помощью мыши расположим корпус в нижней части схемы.
Рис. 3. Размещение значка корпуса
Для соединения элементов друг с другом нажимаем на значок проводника на панели инструментов. С помощью мыши, начиная с конца вывода одного элемента и не отпуская левую клавишу мыши до касания курсором конца вывода другого элемента, размещаем проводники схемы (рис. 4).
Рис. 4. Соединение проводниками
ПРИМЕЧАНИЕ. Допускается соединение элементов без использования проводников, касанием концов выводов элементов друг с другом.
В конце этапа подготовки схемы цепи требуется отметить узлы, на которых будет рассчитываться интересующие нас напряжения. Пусть такими узлами будут верхний вывод источника (напряжение на этом выводе нам понадобится для сравнения) и верхний вывод резистора.
Рис. 5. Установка меток
Используя значок метки на панели инструментов программы, с помощью мыши расположим две метки m1 и m2 на входе и выходе схемы (рис. 5).
ПРИМЕЧАНИЕ. Если в конце текста метки имеется цифра, то после установки первой метки цифра метки автоматически изменяется на большую.
В завершение можно пронумеровать элементы схемы, нажимая значок R? на панели инструментов. Однако этот шаг можно пропустить, т. к. перед расчетом схемы такая нумерация проводится автоматически.
2. Выбор вида анализа и установка параметров расчета
Для проведения расчета переходных процессов нажимаем на значок Tr панели инструментов (рис. 6). В появившемся диалоговом окне оставим все параметры расчета по умолчанию, за исключением начальных условий - выберем расчет с нулевыми начальными условиями.
Рис. 6. Подготовка к расчету переходного процесса
3. Расчет цепи и вывод результатов
После нажатия на кнопку "Расчет" диалоговой панели, запускается подпрограмма анализа uXSpice. Результаты работы этой подпрограммы появляются в текстовом окне (рис. 7) и в окне с графиками переходных процессов (рис. 8).
Рис. 7. Текстовое окно с информацией о ходе расчета переходного процесса
Из анализа кривых рис. 8 следует, что при появлении на входе RC-цепочки скачка напряжения на выходе цепи появляется короткий импульс с длительностью, равной примерно 0,7 мкс.
Рис. 8. Графики переходных процессов в исследуемой цепи
Этапы 2 и 3 можно повторить, выбирая другие виды анализа. Например, для расчета частотных характеристик цепи нажимаем на значок AC и, используя параметры по умолчанию, получим амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) RC-цепочки (рис. 9).
Рис. 9. АЧХ исследуемой цепи
Из анализа полученной АЧХ следует, что исследуемая цепь является фильтром высоких частот с граничной частотой, равной примерно 160 кГц. Теперь можно объяснить полученные выше результаты расчета переходных процессов: фильтры высоких частот пропускают только быстро изменяющиеся составляющие входного сигнала и на выходе фильтра формируется короткий импульс.
Создание и анализ простой цепи, содержащей:
– источник напряжения V1,
– резистор R1,
– конденсатор C1.
– источник напряжения V1,
– резистор R1,
– конденсатор C1.
Аннотация
Дизайн NSK E-Mail: uspice"соб-ка"narod.ru
uSpice
Программа схемотехнического моделирования цифро-аналоговых и радиочастотных устройств