Versuchsumdruck. PSPICE-Simulation elementarer Vierpole

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1 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 1 von 15 Version 1.2 vom Versuchsumdruck PSPICE-Simulation elementarer Vierpole

2 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 2 von 15 Inhalt Version 1.2 vom Versuchsumdruck... 1 PSPICE-Simulation elementarer Vierpole... 1 Inhalt... 2 Verwendete Geräte und Zubehör Einleitung Theoretische Grundlagen Betrachtung im Zeitbereich Schaltungssimulation mit Orcad Capture Anleitung zu Orcad Capture Generieren eines neuen Capture-Projektes Platzierung und Definition von Bauteilen Verdrahtung der Schaltung Die Transientenanalyse Grafische Darstellung mit PROBE Die AC-Analyse Versuchsdurchführung Zur Vorbereitung Simulation Praxis Wildcard Hinweise zu Capture Literaturhinweise Vierpole... 16

3 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 3 von 15 Verwendete Geräte und Zubehör 1 Netzgerät HP E Funktionsgenerator HP 33120A 1 Oszilloskop Hameg HM407 oder HP Infinium 1 Multimeter HP 34401A Diverse Vierpole OrCAD Capture PSPICE Programmfunktion Wichtiger Hinweis: Die bei uns verwendete PSPICE-Version ist die Demo-Version 9.1 von Orcad. Sie können diese Version vom Info-Laufwerk kopieren (Info:\Hitzinger\PSPICE\ 91pspstu.exe und auf ihren persönlichen PC installieren. Dieser Versuch ist eine Einführung in den Umgang mit Capture/Pspice, es kann ihnen während ihres weiteren Studiums gute Dienste leisten. 1. Einleitung Bei der Übertragung von elektrischer Energie einerseits und von Information mit Hilfe elektrischer Signale andererseits treten die folgenden physikalischen Erscheinungen auf: Widerstand gegen Ladungsträgerbewegung beim Stromfluß Auf- und Abbau magnetischer Felder Auf- und Abbau elektrischer Felder Bei den Aufgaben der klassischen Energietechnik sind diese Erscheinungen zeitlich konstant oder ändern sich sinusförmig mit der konstanten Frequenz des Versorgungsnetzes. Die moderne Leistungselektronik allerdings erweitert Strom- und Spannungsverläufe hin zu unterschiedlichen Frequenzen und nichtsinusförmigen Signalen. Die informationstragenden elektrischen Signale können dabei beliebige Verläufe annehmen. Um ihre Wirkung auf Übertragungssysteme und Verarbeitungsschaltungen zu beschreiben, sind zwei Denkansätze wichtig geworden: - Die Antwort einer Schaltung auf einen Spannungssprung a(t) : die Sprungantwort h(t) h(t) = da(t)/dt - Das Ausgangsverhalten einer Schaltung auf sinusförmige Eingangssignale mit veränderlicher Frequenz : der Frequenzgang Im folgenden Versuch sollen beide Betrachtungsweisen veranschaulicht werden. Die physikalischen Erscheinungen werden schaltungstechnisch mit den folgenden idealisierten Schaltelementen beschrieben: - Ohmscher Widerstand R - Spule mit Induktivität L - Kondensator mit Kapazität C Dies gilt sowohl für die Schaltungen, die diese technisch verwirklichten Schaltelemente mit ihrem gewollten Verhalten enthalten, als auch für Schaltungen, in denen die physikalischen Erscheinungen als ungewollte Effekte auftreten. Ziel dieses Versuches ist es die Schaltungsanalyse verschiedener Vierpole per Hand, d.h. mit Frequenzgenerator und Oszilloskop, durchzuführen. Nach einer selbständigen Einarbeitungsphase, in der Sie innerhalb des OrCAD Capture SW-Pakets u.a. die Programmbedienung von Capture

4 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 4 von 15 und PSPICE am Beispiel eines Vierpoles erlernen, führen Sie die Analyse der erstellten Schaltungen durch. Die theoretischen Simulationsergebnisse sind im Anschluss an die aus den Versuchsteilen 4.1 und 4.2 erhaltenen Messergebnisse der jeweils aufgebauten Laborschaltung zu verifizieren und einander gegenüber zu stellen. 2. Theoretische Grundlagen An den Eingang eines Vierpoles (Abbildung 1) wird eine Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand R i angeschlossen, deren Leerlaufspannung U 0 nach Abbildung 2 verläuft. Der Vierpol stellt ein Übertragungssystem dar, an dessen Eingang der Spannungsverlauf U1=U Eingang anliegt, woraus der vierpol-spezifische Verlauf der Ausgangsspannung U2=U Ausgang resultiert. R i o o Vierpol u0 u u 1 2 o o R L u 0 t Abbildung 1: Beschalteter Vierpol Abbildung 2: Sprungfunktion als Eingangsgröße Ein- und Ausgangsspannungen (und Ein- und Ausgangsströme) sind im allgemeinen verschieden voneinander, auch wenn das Übertragungssystem nur lineare, d. h. von Strom und Spannung unabhängige Bauelemente enthält. Die Hauptursache hierfür ist darin zu suchen, dass die im Übertragungssystem enthaltenen Spulen, Kondensatoren usw. ihren Energieinhalt nicht beliebig schnell ändern können ( Ausgleichsvorgang). Die Eingangsspannung U Eingang verläuft im allgemeinen nach einer anderen Zeitfunktion als die Leerlaufspannung u 0. Beide Spannungen sind nur dann annähernd gleich, wenn der Innenwiderstand R i der Spannungsquelle klein gegen den Eingangswiderstand des Vierpols ist.

5 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 5 von Betrachtung im Zeitbereich Um die Schalt- und Impulsvorgänge mit einem Oszilloskop sichtbar zu machen, werden diese Signale periodisch wiederholt. An den Eingang des Vierpols wird deshalb eine periodische Rechteckspannung mit einem Impuls/Pausen-Verhältnis << 1 gelegt. Möchte man dabei die Wirkung eines einmaligen Vorgangs beobachten, dann muss die Periode der Eingangsspannung so groß gewählt werden, dass der neue Schalt- bzw. Impulsvorgang erst einsetzt, wenn der vorhergegangene bereits hinreichend abgeklungen ist. In der vorliegenden Versuchsanordnung gemäß Abbildung 3 liefert der Funktionsgenerator HP 33120A über einen Innenwiderstand von 50 Ω wahlweise ein Sinussignal, eine Rechteckspannung oder eine periodische Folge sehr kurzer Impulse mit einstellbarer Pulsfrequenz als Eingangsgröße für die zu untersuchenden Vierpole. Die Eingangsgröße wird mit einem Kanal des Oszilloskops sichtbar gemacht. Die Ausgangsspannung wird über den zweiten Kanal abgebildet. Funktionsgenerator HP33120A Oszilloskop Kanal 1 Kanal 2 Messobjekt Abbildung 3: Messaufbau Betrachtung im Zeitbereich 3.2 Schaltungssimulation mit Orcad Capture Computerprogramme zur Simulation elektronischer Schaltungen sind heute mit zum wichtigsten Werkzeug professioneller Elektronik-Entwicklung geworden. Von den auf dem Markt angebotenen Software-Tools bildet dabei OrCAD Capture den Standard. Dabei handelt es sich um eine Weiterentwicklung der legendären SPICE-Simulations-Software, die an der University of California in Berkeley entwickelt wurde. Mit Capture und dem PC ist es nun auf einfache Weise möglich, das Verhalten elektronischer Schaltungen im analogen und digitalen Bereich vorauszusagen. Für den Entwurf der Schaltung wird der von der Capture-Evaluationssoftware zur Verfügung gestellte Schaltplaneditor SCHEMATICS verwendet. R C U Eingang U Ausgang Abbildung 4: RC Schaltung (Tiefpass mit Widerstand als Sweepvariable)

6 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 6 von 15 Im folgenden lernen Sie nun die Berechnung linearer Wechselstromschaltungen am Beispiel des Vierpol-Tiefpasses aus Abbildung 4 und werden dabei die bekannten Zeitdiagramme des Kondensatorstromes und der Kondensatorspannung (Lade- und Entladevorgänge) untersuchen. Die Schaltplanerstellung erfolgt mit SCHEMATICS und die anschließende Schaltungssimulation mit PSPICE. Lineare Wechselstromschaltungen sind Schaltungen mit Widerständen, Spulen und Kondensatoren (RLC-Glieder) im stationären Zustand, also in dem Zeitbereich, in dem der Einschaltvorgang bereits abgeklungen ist. Im ersten Simulationsteil führen Sie eine Transienten-Analyse durch, d.h. Sie untersuchen die Zeitabhängigkeit elektrischer Schaltvorgänge (hier rechteckförmiger Spannungspuls). Anschließend stellen Sie den zeitlichen Verlauf der Analyse grafisch dar. Dazu wird das unter Capture mitgelieferte Grafikprogramm PROBE ähnlich einem komfortablen Software-Speicheroszilloskop - verwendet. Im zweiten Teil simulieren Sie mit Hilfe der AC-Analyse Schaltungsabhängigkeiten für verschieden Frequenzen der sinusförmigen Eingangsspannung. Ein AC-Sweep fertigt nacheinander eine Serie von Einpunkt-AC-Analysen für verschiedene Frequenzen an und stellt die Ergebnisse dann in einem gemeinsamen PROBE-Diagramm, dem Frequenzgang, grafisch dar. 3. Anleitung zu Orcad Capture 4.1 Generieren eines neuen Capture-Projektes Erstellen Sie über den Explorer in ihrem P-Laufwerk unter P:\V4Capture\NAME ein Arbeitsverzeichnis mit Ihrem Namen Im Startmenue rufen Sie unter Programme PSpice Student/Capture Student auf Beginnen Sie ein neues Projekt über file new Projekt... und richten Sie es wie in Abbildung 5 dargestellt ein. Legen Sie das Projekt auf ihr persönliches Laufwerk (P:). Abbildung 5: Einrichten eines Projekts Nach dem Betätigen der Schaltfläche Fertig stellen erscheint ein Fenster mit dem Projektmanager und ein Fenster mit dem Schaltplaneditor schematic samt der dazugehörigen Werkzeuge.

7 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 7 von Platzierung und Definition von Bauteilen Aktivieren Sie über die Menüleiste Place/Part.. das Fenster mit den Bauteilbiblotheken und wählen Sie unter der Library SOURCE aus der obigen Bauteilliste die Spannungsquelle zur Impulserzeugung VPULSE aus. Schließen Sie das Fenster und legen Sie das Bauteil auf Ihrem Schaltplan gemäß der in Abbildung 6 gezeigten Position ab Mit einem rechten Mausklick und der Funktion End Mode kann die Platzierung eines einzelnen Bauteils abgeschlossen werden Die Attribute V1, V2, TD, TR usw. der Spannungsquelle könne jeweils durch Doppelklick der linken Maustaste ausgewählt und im Fenster Display Properties eingegeben werden (geht auch durch Doppelklick auf das Bauteilsymbol direkt im Fenster Proberty Editor V1 = 0V (Spg. Am Anfang des Impulses z.b. Offset) V2 = 1V (Amplitude des Impulses) TD = 0ns (Verzögerung Impulsbeginn delay time) TR = 1ns (Impulsanstiegsdauer rise time 0) TF = 1ns (Impulsabfallzeit fall time 0) PW = 1.5ms (Pulsweite Achtung hier eine Punkt verwenden) PER = 5ms (Periodendauer) Öffnen Sie die Library ANALOG und platzieren das Schaltzeichen eines Kondensators C auf dem Schaltplan. Ändern Sie dessen Wert nach der vorher beschriebenen Vorgehensweise auf die Angabe in Abbildung 6 (Durch die Tastenkombination Strg + R können Bauteile rotiert werden) Um den Einfluss des Widerstandes R 1 auf den Schaltvorgang bzw. den Frequenzgang des RC- Tiefpasses zu untersuchen, definieren Sie den Widerstand R 1 als Sweepvariable (Parameter) auf die folgende Art und Weise: Entnahme von R aus der Library ANALOG und Platzierung auf dem Arbeitsblatt Doppelklicken Sie auf den Widerstandswert und löschen Sie den aktuellen Wert. Tragen Sie im Fenster Display Properties unter Value die Bezeichnung {Rvar} in geschweiften Klammern ein Bringen Sie das Element PARAM aus der Library SPECIAL auf die Zeichenfläche und öffnen Sie durch Doppelklick auf das Element das Fenster Property Editor. Hier erzeugen Sie dann über die Schaltfläche <New Column..> eine neue Eigenschaft der Sie den Namen Rvar geben (Achtung diesmal ohne geschweifte Klammern). Geben Sie dem Parameter Rvar den Wert 100 (Dummywert) und ändern Sie ansonsten nichts. Über die Schaltfläche Display.. können Sie unter der Auswahl Display Format die gewünschte Anzeige auf dem Schaltplan sichtbar machen (Name and Value) Alle Bauteilwerte (auch Param-Werte) können im Schaltplan durch Doppelklick auf den Wert selbst beliebig geändert werden 4.3 Verdrahtung der Schaltung Aktivieren Sie im Menü Place/Wire oder über das entsprechende Symbol aus der Werkzeugleiste das Cursor-Kreuz und verbinden Sie die Bauteile wie in Abbildung 6 dargestellt. Beenden des Verdrahtungsmodus erfolgt über die rechte Maustaste und den Befehl End Wire Bringen Sie schließlich noch das Massezeichen aus der Werkzeugleiste (GND bzw. Place Ground) bzw. der Menüleiste unter der Schaltfläche Place auf den Schaltplan. Verwenden Sie das Symbol 0 aus der Library SOURCE Speichern Sie den Schaltplan in Ihrem vorher angelegten Verzeichnis

8 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 8 von 15 Abbildung 6: Mit SCHEMATICS erstellter Schaltplan für die Transientenanalyse 4.4 Die Transientenanalyse Als Beispiel für einen Transienten-Parameter-Sweep soll im folgenden das Zeitverhalten des Tiefpasses beim Schaltvorgang (Impulsantwort) untersucht werden. Bereiten Sie den Hauptsweep, also die eigentliche Transienten-Analyse, wie folgt vor: Aktivieren Sie im Menü Pspice den Befehl New Simulation Profile und tragen Sie im entsprechenden Fenster einen Namen für Ihre Simulation ein Tragen Sie danach im Fenster Simulation Settings (erscheint automatisch) unter dem Register Analysis die in Abbildung 7 gezeigten Werte ein. Bedeutung der wichtigsten Parameter: Run to time Start saving data after Maximum step size Endzeitpunkt der Analyse Zeitverzögerung für die Ausgabe der Werte Maximal zulässige interne Rechenschritte (Dieser Wert sollte immer ca. um den Faktor 1000 unter dem für den Endzeitpunkt liegen) Hinweis: unter Pspice verwendet man anstatt µ immer u m steht für die Einheit milli meg steht für die Einheit mega

9 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 9 von 15 Abbildung 7: Fenster Simulation Settings General Settings Aktivieren Sie im gleichen Register unter Options den Parametric Sweep und öffnen Sie durch einen Doppelklick die Parameter hierfür, die Sie nach Abbildung 8 eingeben müssen. Abbildung 8: Fenster Simulation Settings Parametric Settings Die Parameter unter den restlichen Registern können so verbleiben. Interessant sind noch die Register Probe Window und Data Collection, in denen Grundeinstellungen hinsichtlich der grafischen Darstellung der Simulationsergebnisse vorgenommen werden können. 4.5 Grafische Darstellung mit PROBE Pspice besitzt zur grafischen Darstellung von Simulationsergebnissen, z.b. zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Spannung, ein Grafikmodul namens PROBE. Dieses Modul dient quasi als Software-Oszilloskop, mit dem Simulationsergebnisse nicht nur dargestellt sondern auch mathematisch verknüpft werden können.

10 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 10 von 15 Der Start der Simulation geschieht folgendermaßen: Betätigen Sie im Menü Pspice den Befehl Run (oder über das entsprechende Symbol) und starten Sie somit Ihre Simulation Nach Abschluss der Simulation erscheint das Fenster Available Sections in dem die einzelnen Parameterkurven zur grafischen Darstellung ausgewählt werden können. Klicken Sie auf OK um beide Kurven anzuzeigen Öffnen Sie im Probe Fenster im Menü Trace das Fenster Add Trace... Damit zeigen Sie alle in der Trace-Liste verfügbaren Ströme und alle Knotenpunktpotentiale der Schaltung an. Weiterhin sehen Sie eine Aufstellung der mathematischen Funktionen und Verknüpfungen, die Probe bereithält, um sie auf die einzelnen Diagramme anzuwenden Klicken Sie die Spannung am Kondensator V(C1:2) an und bringen Sie sie somit ins Feld Trace Expression, Bestätigen Sie mit OK. C1 steht dabei für den Kondensatornamen und 2 für den Anschluss, wobei Anschluss 1 am Bauteil UNTEN oder LINKS bedeutet und Anschluss 2 OBEN oder RECHTS, vorausgesetzt das Bauteil wurde beim Schaltplan-Entwurf höchstens einmal rotiert und nicht gespiegelt! Um den Eingangsimpuls im Diagramm darzustellen, wählen Sie V(V1:+) aus der Trace-Liste Möchte man jetzt noch zusätzlich den Kondensatorstrom als Zeitdiagramm darstellen, dann muss in PROBE eine zweite y-achse mit einem vernünftigem Maßstab eingeführt werden: Öffnen Sie in PROBE das Menü Plot Klicken Sie Add Y Axis an und erzeugen Sie auf diese Weise eine zusätzliche y-achse Bringen Sie den Strom I(C1) in die Trace Expression Zeile der Trace-Liste und geben Sie dem Strom I(C1) ein negatives Vorzeichen, denn PROBE zählt Ströme positiv vom Anschluss 1 zum Anschluss 2. Sie interessieren sich aber für den umgekehrten Strom, den, der in der Schaltung von oben nach unten, also vom Anschluss 2 zum Anschluss 1 fließt 4.6 Die AC-Analyse Im folgenden lernen Sie, mit Hilfe der AC-Analyse (Wechselstromanalyse) Frequenzgänge zu simulieren und in PROBE grafisch aufzuzeigen. Ein AC-Sweep fertigt nacheinander eine Serie von einzelnen AC-Analysen für verschiedene Frequenzen des Eingangssignals an und stellt diese in wahlweise linearen oder logarithmischen Koordinatenachsen dar. Gehen Sie bei der AC-Analyse folgendermaßen vor: Erzeugen Sie im Orcad Capture-Fenster wie unter Punkt 4.1 bereits beschrieben ein neues Projekt, geben Sie diesem einen Namen und speichern Sie es in Ihrem Verzeichnis Bringen Sie die einzelnen Bauteile wie in Abbildung 9 gezeigt auf den Schaltplan. Die Spannungsquelle VSIN finden Sie in der Library SOURCE.LIB (über Place Part.. siehe auch unter Punkt 4.2) Öffnen Sie das Fenster Property Editor von VSIN (Doppelklick auf das Symbol), tragen Sie die nachfolgenden Werte in die entsprechenden Spalten ein und bringen Sie diese im Schaltplan zur Anzeige (über die Schaltfläche Display.. bei angewählter Spalte) AC 1V (überlagerte Gleichspannung) DC 0V (überlagerte Wechselspannug) DF* 0 (Dämpfungsfaktor) FREQ* 0 (Frequenz) PHASE* 0 (Phasenlage) TD* 0 (Verzögerungszeit) VAMPL * 0 (Amplitude) * = nur für Transienten-Analyse relevant, VOFF* 0 (Offset) nicht für die AC-Analyse

11 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 11 von 15 Abbildung 9: Mit SCHEMATICS erstellter Schaltplan für die AC-Analyse Konfigurieren Sie eine neue Simulation ( Pspice New Simulation Profile) im Frequenzbereich von 10 Hz bis 999 khz und geben Sie dieser einen neuen Namen Tragen Sie danach im Fenster Simulation Settings (erscheint automatisch) unter dem Register Analysis die in Abbildung 9 gezeigten Werte ein Abbildung 10: Fenster Simulation Settings General Settings Bedeutung der wichtigsten Parameter: Start Frequency End Frequency Total Points Linear Dargestellte Startfrequenz Dargestellte Endfrequenz Maximale Anzahl von Messpunkten Lineare Darstellung

12 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 12 von 15 Aktivieren Sie im gleichen Register unter Options den Parametric Sweep und öffnen Sie durch einen Doppelklick die Parameter hierfür, die Sie nach Abbildung 11 eingeben müssen. Abbildung 11: Fenster Simulation Settings Parametric Settings Starten Sie die AC-Analyse analog der Transienten-Analyse Nach erfolgter Simulation wählen Sie in Available Section alle vier berechneten Kurven zur grafische Darstellung aus. Im Menü Trace/Add klicken Sie die Ausgangsspannung V(C1:2) in das Feld Trace Expression und bestätigen mit OK. Bei dieser Darstellung des Frequenzgangs mit linearer Frequenzachsenformatierung ist der für Sie interessanten Bereich nicht optimal aufgelöst. Der gleiche Frequenzgang läßt sich auch mit logarithmisch skalierter Frequenzachse anzeigen : Menü Plot/X Axis Settings/Scale Log. Bestätigen Sie mit OK. Durch die beiden stilisierten Schaltflächen LOG X Axis und LOG Y Axis in der Symbolleiste können Sie auch zwischen den beiden Skalierungen logarithmisch<->linear wählen, um den interessanten Durchlassbereich am sinnvollsten darzustellen. Im PROBE-Fenster fällt Ihnen sicherlich auf, dass die Kurven für die Widerstandswerte 5 kω und 20 kω einen nahezu geradlinigen Frequenzgang, im Gegensatz zu den beiden Kurven für 100 Ω und 1000 Ω, darstellen. Dies liegt an der Auswahl der zu berechnenden x-werte. Öffnen Sie das Menü Pspice und den Befehl Edit Simulation Settings und bereiten Sie eine dekadische Verteilung der Datenpunkte wie in Abbildung 12 gezeigt vor. Bei dieser Verteilung berechnet PSPICE die Datenpunkte nicht linear, also mit gleichen Frequenzabständen auf der x-achse, sondern logarithmisch, d.h. die gleiche Anzahl Punkte für jedes Zehnerpotenz-Intervall (Dekade). Auch bei linearer Verteilung der Datenpunkte läßt sich eine halbwegs vernünftige Darstellung ohne Kanten und Ecken erreichen, indem die Anzahl der zu berechnenden Datenpunkte erhöht wird. Dadurch steigt zwangsläufig die Simulationszeit entsprechend an.

13 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 13 von 15 Abbildung 12: Fenster Simulation Settings General Settings dekadische Verteilung Hinweis: Bei logarithmischer Einteilung reichen 100 Messpunkte pro Dekade, da sonst die Rechenzeit unnötig erhöht werden würde.

14 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 14 von Versuchsdurchführung 5.1 Zur Vorbereitung Leiten Sie die Formel für die Spannung U(t) am Kondensator in Abhängigkeit von der Zeit her. I (t) U B R C U (t) (1) I ( t) U = B U R ( t) (2) U = U I R (3) I ( t) Ic ( t ) B ( t ) * di = RC dt (4) RC ( t ) ( t= 0) C = Ic * e t 5.2 Simulation Geben Sie die unter Punkt 7. aufgeführten Vierpole Nr. 3, Nr. 4 und Nr.7 in den Schaltplaneditor CAPTURE ein. Führen Sie eine Transienten-Analyse und anschließend eine AC-Analyse mit PSPICE durch. Stellen Sie in der Ausarbeitung die Versuchsergebnisse in einer selbstentworfenen Tabelle (Kurvenverlauf skizzieren u. Parameter kennzeichnen) gegenüber und diskutieren Sie die Abweichungen zwischen den Schaltungen. Übernehmen Sie ihre in PSPICE gezeichnete Schaltung mit in die Ausarbeitung. 5.3 Praxis Die als variabel angegebenen Größen (Widerstand oder Kondensator als Parameter-Sweep) sollen verändert und die Oszillogramme der Ausgangsspannung für den jeweiligen Impuls- bzw. Schaltvorgang für verschiedene Werte aufgezeichnet werden (Oszilloskop). Die Versuchsergebnisse sind an Hand der aufgezeichneten Oszillogramme ausführlich zu diskutieren. Dabei ist weniger an eine rechnerische Auswertung gedacht, als an eine rein qualitative. 5.4 Wildcard Haben Sie Lust auf einen eigenen Vierpol? Entwerfen Sie eine Schaltung, sagen Sie deren Verhalten voraus, löten Sie diese zusammen und messen Sie sie nach! R, L, und C sind in fast jedem erdenklichen Wert im Labor vorhanden.

15 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 15 von Hinweise zu Capture Zur Anzeige von Strömen in der PROBE-Darstellung sind diese mit negativem Vorzeichen zu versehen, da PROBE den Strom positiv zählt vom Anschluss 1 zum Anschluss 2. Anschluss 1 : UNTEN oder LINKS Anschluss 2 : OBEN oder RECHTS PSPICE berechnet nur Knotenpunktpotentiale, d.h. Spannungen gegen Masse. Für Spannungsberechnungen innerhalb der Schaltung sind somit Potentialdifferenzen zu bilden. Tastenkürzel für SCHEMATICS: <Strg> und <r> : Bauteil um 90 rotieren <Strg> und <f> : Bauteil spiegeln 6. Literaturhinweise Kupfmüller, K. Einführung in die theoretische Elektrotechnik Springer Verlag, 1960 Kaufmann, H. Dynamische Vorgänge in linearen Systemen der Nachrichten- und Regelungstechnik R. Oldenbourg Verlag, 1959 Werners, P. Einführung in die Anwendung der Operationsrechnungen auf die elektrischen Schalt- und Regelvorgänge R. v. Decker s Verlag, 1961 Brüderlink, R. Laplacetransformation und elektrische Ausgleichsvorgänge Braun Verlag 1961 Doetsch, G. Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplacetransformation R. Oldenbourg Verlag, 1962 Beetz, Bernhard Elektronik-Aufgaben mit PSPICE Vieweg Verlag, 2000 Heinemann Robert PSPICE - Elektroniksimulation. Lehrgang, Handbuch, Kochbuch Hanser Verlag, 2. Aufl Im Internet unterhält Robert Heinemann eine Homepage zum Thema PSPICE, auf der er laufend aktuelle Neuigkeiten veröffentlicht und darüber hinaus häufig gestellte Fragen beantwortet (FAQ s).

16 Hochschule STUDIENGANG Wirtschaftsingenieurwesen Seite 16 von Vierpole 1) 2) R C R L 3) 4) 26 nf 50 mh C R 100/ 1000 Ω L R 50/ 200 Ω 5) 6) L C C L L 7) C L L alle C = 26 nf alle L = 50 mh