Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Vs 1 0 ac 100V

R1 1 2 10

R2 2 3 10

L 3 0 100mH

С 2 0 10uF

.ac LIN 1 100Hz 100Hz

.PRINT ас I(R1) IP(R1) V(2) VP(2)

.PRINT ac I(C) IP(C) I(R2) IP(R2)

.OPT nopage

.END

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) 0.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

Vs 0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS

**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С

FREQ I(R1) IP(R1) V(2) VP(2)

1.000E+02 9.295E-01 -6.988E+01 9.719E+01 5.152E+00

**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С

FREQ I(C) IP(C) I(R2) IP(R2)

1.000E+02 6.107E-01 9.515E+01 1.528E+00 -7.580E+01

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME .01

Рис. 0.6. Выходной файл для схемы на рис. 0.4

Запись I(C) отображает ток в ветви С, IP(C) — фазовый угол этого тока в градусах. I(R2) — амплитуда тока в ветви, содержащей резистор R 2 и катушку L, IP(R2) — фазовый угол этого тока.

С помощью калькулятора проверьте равенство суммы этих токов току через резистор R 1. В векторной форме она равна

I С+ I R2 = (0,0548, 0,600823) + (0,32, -0,873)= 0,9298/-69,87°

Отметим, что строка записи для R 1, имеет вид

R1 1 2 10

Узлы заданы в последовательности 1, 2 . Это означает, что условное направление тока — от источника. При сложении токов, подходящих к узлу, их направление должно быть учтено и отражено на схеме.

Наибольший интерес представляет анализ, при котором частота сети варьирует между двумя граничными значениями. В нашем примере приблизительное значение частоты резонанса составляет f 0=160 Гц. Входной файл изменяется следующим образом:

Series-parallel ас Circuit

Vs 1 0 ас 100V

R1 1 2 10

R2 2 3 10

L 3 0 100mH

С 2 0 10uF

.ас LIN 151 50Hz 200Hz

.probe

.END

Сохраните новую версию входного файла под именем acpre1.cir с помощью команд File, Save As… Нет необходимости закрывать и снова открывать файл, если к предыдущему имени добавлен символ 1.

Команда ас дает линейную вариацию для 151 значения по частоте в диапазоне от 50 до 200 Гц. Это означает, что вычисления производятся для каждого целого значения частоты в этом диапазоне. Команда .probe помещает результаты моделирования в файл данных программы Probe, которому в данном случае будет присвоено имя acpre1.dat.

Как было отмечено, нет необходимости закрывать и снова открывать файл acpre1.cir. Просто выберите Simulation, Run acpre1.cir. Когда моделирование закончится, на экране возникнет область, в которой может быть показан график. Это — окно программы Probe, включенной в состав PSpice. Ось X по умолчанию показана в пределах от 100 Гц до 1 кГц. Поскольку нас интересует только часть этой области, изменим границы, выбрав Plot, Axis Settings… В таблице оси X выберем User Defined и введем значения от 50 Hz до 200 Hz, затем выберем Linear Scale и нажмем OK. Чтобы получить график, называемый trace, выберем Trace, Add Trace, а в поле Trace Expressions : наберем

IP(R1)

При этом будет построен график фазы тока через R 1который является током источника. Измените размеры окна, если это необходимо, чтобы разглядеть детали графика.

Вы можете добавить к графику текст, выбрав Plot, Label, Text и набрав

Phase angle of circuit current

Затем нажмите OK и переместите текст в нужное место с помощью мыши. Дополните текст словами:

Relative to input voltage

Поместите эту строку непосредственно под первой. Затем выведите график на печать, выбрав File, Print и осуществив стандартные операции распечатки. Сравните полученный результат с приведенным на рис. 0.7.

Рис. 0.7. Графический выходной файл, полученный в программе Probe

Оставаясь пока в Probe, вызовите курсор, выбрав Trace, Cursor, Display. В нижнем правом углу экрана появится окно Probe Cursor со следующим текстом:

А1 = 50.000, 257.073

А2 = 50.000, 257.073

dif = 0.000, 0.000

А1 — значение начальной частоты (по оси X), IP — угол фазового сдвига. До тех пор пока курсор не сдвинут, значение А2 повторяет значение А1. С помощью мышки сдвиньте курсор в позицию, при которой фазовый сдвиг примерно равен 0, а затем с помощью левой и правой стрелок установите значение точно в 0. На дисплее курсора появятся значения

А1 = 158.355, 0.000

А2 = 50.000, -57.073

dif = 108.355, 57.073

Значение А1 покажет новую частоту 158,335 Гц и фазовый угол 0°. Значение dif (разность) очевидно. Отметим, что значение 0,000 для фазового сдвига представляет собой результат округления, реальное значение не равно нулю в точности. Поэтому если повторить моделирование, вы можете получить несколько иной результат. Вид экрана показан на рис. 0.8.