PSpice Vorlesung im SS 2018 ; Dipl.-Ing. Udo Schürmann Seite

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1 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 85 Vorlesung Zündimpulsübertrager ( real ideal) = Verzeichnisse : Kernsimu_Ideal Kernsimu_Real RK CK D RE RCu1 48.V RCu2 48.V VH 48.V 48.V 12 D1 6 5 L1 7 L2 48.V 48.V Rb D2 48.V 48.V 47.89V V 1 2 Q1 K K1 K_Linear COUPLING = V IPulse V 437.7mV 15mA 1mA SEL>> A I(L2) 2mA 1mA A s 1us 2us 3us 4us 5us I(L1) 15mA 1mA SEL>> A I(L2) 2mA 1mA A s 1us 2us 3us 4us 5us I(L1)

2 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 86 Thema :Unterprogramme Operationsverstärker (siehe Buch Seite ) Einbindung komplexer Bauteile mit Unterprogrammen (Buch S. 72) Bauteilkennzeichen : Xname Anzahl der Anschlüsse Modellname Beispiel : X LT113 Aufruf des Unterprogrammes :.SUBCKT Modellname Anzahl der Knoten Beispiel :.subckt LT Abschluß des UP mit :.ENDS In dem oben angegebenen Beispiel wird Knoten 2 ( aus dem aufrufenden Programm ) mit dem Knoten 1 (im Unterprogramm) verbunden ( Knoten 3 mit Knoten 2 ; Knoten 1 mit Knoten 3 ). Anwendungen : IC wie z.b. Operationsverstärker Thyristoren, Triac IGBT, GTO, Filter ( z.b. Tiefpass, Hochpass, Bandpass) andere vom Anwender definierte häufig sich wiederholende Schaltungsabschnitte Änderungen von Parameterwerten im Unterprogramm können mit dem Befehl: PARAMS : Name = Wert Durchgeführt werden. Frage: Wie findet man ein Bauteil, wenn der Name nicht genau bekannt ist? Anmerkung: Die Bauteilbibliotheken befinden sich in dem folgenden Verzeichnis : C:\OrCAD\OrCAD_16.6_Lite\tools\capture\library Bauteilsuche mit Wildcards... z.b. *741 ergibt z.b. ua741...

3 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 87 Beispiele : Ergebnis einer Suche nach dem Bauteil SCR Simulation von Operationsverstärkern S121 Programm Seite 122 a) idealisiert mit gesteuerter Spannungsquelle b) real Makromodell ua741 Modell besteht aus: Egnd = Fb = Ga = Hlim = Spannungsgesteuerte Spannungsquelle Stromgesteuerte Stromquelle Spannungsgesteuerte Stromquelle Stromgesteuerte Spannungsquelle Sowie den Transistoren Q1 und Q2,diversen Dioden, R,C 1) Verzeichnis: OP = Invertierender Verstärker mit ua741 ; =15k; =45k später auf 145k ; fein=1khz ; û=3v testen mit f=5khz Bandbreite

4 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 88 6 VE 2 1 U1 2 3 ua741 V V V 3 OS1 OUT OS V1 Ra Anzeige der Netzliste über Menüpunkt des Unterprogrammes : PSPICE... View Netlist Bedeutung des Aufrufes: Knoten 1 aus dem Schaltbild wird mit Knoten 1 (siehe UP auf der nächsten Seite) verbunden Knoten 2 mit Knoten 2 (invertierender Eingang ) Wenn der OP mit der rechten Maustaste angeklickt wird erscheint ein Menü mit... Edit Model Erläuterung der Anschlüsse... Invertierender Eingang nichtinvertierender Eingang Ausgang... Spannungsversorgung mit 15V Vorlesung8\OP_A = idealer OP OP_B=nochmal ua741 mit eigenem Modell(aus Internet)

5 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 89 Name des Operationsverstärkers Hier wird also der Knoten 1 aus dem Hauptprogramm mit dem Knoten 1 aus dem Unterprogramm verbunden ( Knoten 2 mit 2 usw. ) Hinweise : egnd = Spannungsgesteuerte Spannungsquelle fb = Stromgesteuerte Stromquelle GCM = Spannungsgesteuerte Stromquelle Hlim = Stromgesteuerte Spannungsquelle ( s.o) Bearbeitungshinweis : f=1khz ( max. 2ns)

6 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 9 Darstellung der normalen Rechenergebnisse ( mit f=1khz und ûein=3v ) 1V 5V V 5V 1V s.5ms 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms V(6) V(5) V Grün: Eingangsspannung ; Braun: Ausgangsspannung ; Blau : Nullinie Aufgabe : Darstellung eines unterprogramminternen Stromes ( Eingangsstrom... ) Basisstrom des internen Transistors Q1

7 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 91 1nA 75nA SEL>> 5nA 1 IB(X_U1.q1) 1 s.5ms 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms V(6) V(5) Veränderung der Eingangsspannung von û =3V auf û=1v (erhöht...) Darstellung von Übersteuerungen 2 2 s.5ms V(EIN) V(AUS) 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms Darstellung des Frequenzganges aus dem gewählten Beispiel den Frequenzgang darstellen... entweder die Eingangsquelle von vsin nach vac verändern ( neues Bauteil ) oder... Eingangsquelle so verändern, dass auch ein ACAnteil vorhanden ist...

8 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 92 Simulationsumgebung neu einstellen... ACAnalysys...Bereich ca. 1Hz2MEG Hz Normal : FREQ=1KHz 3. ( K,2.1236) 2. ( K,1.15) 1. 1.Hz 1Hz 1Hz 1.KHz 1KHz 1KHz 1.MHz 1MHz V(AUS)/ V(EIN) 3*.77 Frequency Die oben ermittelte Grenzfrequenz beträgt fg=265,561khz ( Bei einer Verstärkung von 3 (45k/15k). Wenn der Widerstand auf 3kOhm verändert wird (Verstärkung=2) verändert sich die Grenzfrequenz auf fg= 358kHz) Aufgabe : Eingangsfrequenz so verändern, das Grenzen erkennbar werden (z.b. Eingangsfrequenz 1kHz) es erscheint ein sehr buntes Bild... nach reichlichem Zoomfaktor ist deutlich zu erkennen, das die Rechenschrittweite zu groß gewählt wurde... sinnvolle Parameter einstellen us 145us V(EIN) V(AUS) 15us 155us 16us 165us 17us Bearbeitungshinweis : Frequenz von 1kHz auf 1kHz verändert ; Darstellung bis 3us

9 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite s V(EIN) 5us V(AUS) 1us 15us 2us 25us 3us Frage : Was bedeuten die Punkte? Mitgekoppelter Verstärker (=5K ; =1K)... Schaltungsverdratung verändern... ein VE V U1 2 3 ua741 V V V 3 OS1 OUT OS aus V 1k V1 Ra Sinnvolle Simulationsumgebung.. Vorlesung8\Mitgekoppelt =Übung

10 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 94 2V V 2V s.5ms V(EIN) V(AUS) 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms Mit der rechten Maustaste auf die Kurve klicken unter Properties können die Eigenschaften der Kurven eingestellt werden ( z.b. : Strichstärke;Farben, damit z.b. in Word die Kurven besser sichtbar sind...).

11 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 95 Operationsverstärker ( hier in der Funktion des invertierenden Verstärkers) als Spannungsgesteuerte Spannungsquelle E = Op_a V V 6 V VE 2 1 V E1 5 1 Ra V Fehler im Symbol??? Rückkopplung mit () Eingang??? Schaltung deshalb folgendermaßen ändern! VE E1 5 1 Ra s.5ms 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms V(6) V(5)

12 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 96 Simulation mit idealem Operationsverstärker...man beachte den Fehler... ( Eingangsbeschaltung ist offensichtlich egal...) 6 VE 2 1 E1 5 1 Ra Übung : Simulation eines Integrierers mit dem OP TL71 Eingangsspannung : Rechtecksignal mit 1V Eingangsfrequenz : 1 Hz Eingangswiderstand : 2 Ohm Kondensator in der Rückkopplung : 1nF bzw. 1nF Verzeichnis :..\Integrierer\Sinus C1 1n V U V VOFF = VAMPL =.3 FREQ = 1 V3 V 1 TL71 3 V1 Ra V1 = 1 V4 V2 = 1 TD = TR = 5n TF = 5n PW = 5u PER = 1u 1k 2.V 1.V.V 1.V 2.V 3.V s.5ms 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms 3.5ms 4.ms 4.5ms 5.ms V(6) V(5)

13 PSpice Vorlesung im SS 218 ; Dipl.Ing. Udo Schürmann Seite 97 12V 8V 4V V 4V 8V 12V 16V s.5ms 1.ms 1.5ms 2.ms 2.5ms 3.ms 3.5ms 4.ms 4.5ms 5.ms V(6) V(5)