ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE

Presentazione sul tema: "ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE"— Transcript della presentazione:

1 ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE
DIEE A.A Esercitazione N.3

2 Utilità di Pspice Pspice risulta utile per il calcolo di tensioni di nodo e correnti di ramo solo quando sono noti i valori numerici di tutti i componenti dei circuiti

3 Analisi in regime stazionario
Bias point detail (calcolo del punto di lavoro). DC sweep

4 Elementi circuitali Part name Resistenza Attributi

5 Generatori indipendenti
Generatore indipendente di tensione continua Generatore indipendente di corrente continua

6 Voltmetri Amperometri
Voltmetro Amperometro

7 Generatori Dipendenti
Generatore di tensione controllato in tensione

8 Amplificatori Operazionali
Operazionale tipo 741 Part-name

9 Fattori di scala Per maggior comodità è possibile esprimere i valori numerici per mezzo di fattori di scala riportati in tabella

10 Esercizio 1 Usare Pspice per determinare le tensioni di nodo

11 Esercizio 2: Determinare l’equivalente Thevenin del circuito
vX 2vX a b

12 Circuito in Pspice VTh

13 Calcolo della Rth :Verifichiamo il generatore pilotato:
La grandezza pilotante e’ interna o esterna ? INTERNA Quindi non possiamo passivarlo!!! Passiviamo solo il generatore indipendente ed eccitiamo il circuito con un Gen V1 = 1V V1 Valore arbitrario

14 Risolviamo col metodo delle maglie
vX 2vX i0

15 Calcolo della Rth vX 2vX J1 J2 J3 i0

16 Applichiamo la legge di Kirchhoff delle tensioni
Per la maglia 1 vale Vx + 2( J1 –J2) = 0 Vx = J1 – J2 ma -4 J2 = J1 – J J1 = -3J2 Per le maglie 2 e 3 vale: 4 J2 + 2( J2 – J1) + 6 ( J1 – J3) = 0 6 (J3 - J2) + 2J3+ 1 = 0 Risolvendo J3 = - 1/ 6 A = - i 0 RTh = 1 V / i0 = 6 

17 Calcolo della VTh vX 2vX + - VTh

18 Applichiamo le eq. alle maglie
vX 2vX + - VTh J1 J2 J3

19 Svolgendo i calcoli: J1 = 5 2Vx +2(J3 – J2) = Vx = J3 – J2 4(J2 – J1) + 2(J2 – J3) + 6 J2 = ossia 12 J2- 4 J1 - 2 J3 = ma 4(J1 – J2) = Vx Da cui J2 = 10 / 3 VTh = 6 J2 = 20 V

20 Circuito Equivalente Thevenin
b

21 Thevenin e Norton con PSpice
Il Calcolo delle VTh e RTh si ottiene per via grafica attraverso il DC Sweep Si disegna il circuito con Schematics Si considera una coppia di nodi Si inserisce un gen. di corrente o di tensione (sonda con part name ISRC) Si effettua l’analisi Dc sweep, (es : corrente da 0 a 1 A con decrementi di 0.1 V) Si effettua la simulazione del circuito con Simulate Con Probe si visualizza il grafico della tensione su Ip sulla corrente Ip Vth e’ l’intercetta con l’asse delle tensioni Rth e’ la pendenza della retta

22 Esercizio 2 Disegno del circuito in PSpice

23 Costruzione circuito Piazzare i componenti con Draw/ Get New part
Definire Part Name e attributi per tutti i componenti Posizionare la massa

24 Es: Inseriamo il generatore ISRC per il DC Sweep
Draw /Get newpart Part browser advanced Scegliere ISRC Determinare l’attributo

25 Analisi del circuito Dal menu Analysis/Setup apriamo il DC Sweep scegliamo una variazione lineare per il gen sonda di corrente Selezioniamo: Sweep type = Linear Sweep var. type = Current source Name = I Start value = End Value = Increment = quindi Analysys / simulate

26 Analisys setup

27 Sweep type and Sweep var. type

28 Probe per visualizzare il grafico
Inizialmente abbiamo solo i valori in ascissa l’asse Y e’ vuoto In ascissa abbiamo la variabile del gen e il range del DC sweep. Selezioniamo Trace/ Add e aggiungiamo la tensione ai capi di I2 ossia la traccia VI2 Si possono visualizzare altre tracce con Windows/ New Cancellare le tracce con Edit /Delete

29 Probe

30 Add Trace

31 Grafico Legame I2 ,VI2

32 Dal grafico si ricava: VTh = l’intercetta = 20 V RTh = pendenza = (26 –20)/1 = 6 

33 Calcoliamo il circuito equivalente Norton
Consideriamo lo stesso circuito. Calcoliamo il Norton del Thevenin Si ha che IN = VTh / RTh In Generale ZTh = 1 / YNo Nel caso stazionario RTh = RN

34 Circuito equivalente Norton
IN = VTh / RTh = 20 / 6 = A RTh = RN = 6 

35 Calcoliamo il Norton con PSpice
Poniamo stavolta un generatore di tensione sonda

36 Dal menu Analysis/Setup apriamo il DC Sweep scegliamo una variazione lineare per il gen sonda di tensione Selezioniamo: Sweep type = Linear Sweep var. type = Voltage source Name = V Start value = End Value = Increment = quindi Analysys / simulate

37 Risultato

38 Dal grafico si può ricavare IN = intercetta = 3. 333 A GN = Pendenza =
Dal grafico si può ricavare IN = intercetta = A GN = Pendenza = (3.33–3.16) / 1 = 0.17 S = (1 / RTh)