OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

V         I(R1)      I(R2)     I(R3)

2.500E+01 -9.704E-02 8.885E-02 -1.726E-01

**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = 27.000 DEG С

V         I(R4)     I(R5)     I(R6)

2.500E+01 8.379E-02 7.560E-02 8.184E-03

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

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 6.6641  ( 2) 16.3680 ( 3) 25.0000 ( 4) 5.0273

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V    -1.726E-01

TOTAL POWER DISSIPATION 4.32E+00 WATTS

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME .07

Рис. 1.5. Выходной файл при моделировании схемы на рис. 1.4

Направления токов

Некоторые токи в распечатке приведены как положительные, другие — как отрицательные. Например, запись I(R1)=-9,704Е-02 означает ток I_R1=-97,04 мА. Описание резистора R₁ во входном файле имеет вид:

R1 1 2 100

Поскольку PSpice дает для тока I(R1) отрицательный знак, реальное направление тока в схеме — от узла 2 к узлу 1 (условное направление принято обратным). Чтобы опять проверить первый закон Кирхгофа, подсчитаем сумму токов, подходящих к узлу 2. Запишем равенство в символьной форме, затем подставим значения.

С двумя источниками напряжения

На рис. 1.6 показана схема с двумя источниками напряжения. Хотя схема не слишком сложна, для нахождения токов и напряжений в ней требуется немало усилий. Мы предполагаем, что вы не будете применять метод контурных токов или узловых потенциалов, хотя в дальнейшем мы будем использовать и эти методы. Применим другую, во многом интуитивную методику, в которой определяются воздействия от каждого источника питания порознь[4]. Для этого нужно рассчитать цепь а с источником V₁ при неактивном (закороченном) источнике V₂, а затем цепь b с активным источником V₂ при неактивном источнике V₁.

Рис. 1.6. Схема с двумя источниками напряжения 

Нарисуйте исходную схему, а также схемы а и b. Найдите напряжения узла 2 в каждой из схем а и b. После этого проверьте полученные результаты, должно получиться V₂(a)=6,75 В, V₂(b)=5,06 В. Согласно принципу наложения (суперпозиции) действительное напряжение на узле 2 равно сумме этих двух значений, то есть 11,81 В.

Можно найти ток источника V₁ из выражения:

Принцип суперпозиции применяется в цепях, содержащих линейные резисторы и более одного источника питания, однако при трех и более источниках вычисления могут оказаться долгими и утомительными.

Вот здесь Spice и оказывается очень полезным, существенно облегчая вашу работу. Входной файл выглядит следующим образом:

Circuit with Two Voltage Circuit

V1 1 0 20V

V2 3 0 12V

R1 1 2 100

R2 2 3 80

R3 2 0 140

.OP

.OPT nopage .TF V(2) V1 .END

Результат на PSpice дает V(2)=11,807 В, в точном соответствии с расчетом методом наложения. Ток источника V₁ дает в PSpice значение -8.193Е-2. Минус означает, что ток во внешней цепи идет от положительного полюса источника V₁. Что означает приведенное в выходном файле входное сопротивление? Это сопротивление, которое «видит» источник V₁ при замкнутом источнике V₂. Оно образуется резистором в 80 Ом, подключенным параллельно резистору в 140 Ом, и подключением этой цепочки последовательно с резистором в 100 Ом, что дает входное сопротивление R_BX=150,9 Ом.

А можете ли вы объяснить, что такое выходное сопротивление? Вспомним, что согласно команде .TF выходной переменной считается V(2).

Нарисуйте схему выходного сопротивления относительно узлов 2 и 0 при закороченных источниках питания. При этом получится цепочка из резисторов R₁, R₂, R₃, включенных параллельно. Легко проверить, что сопротивление такой цепочки составляет 33,7 Ом, (что соответствует результатам на рис. 1.7).

**** 07/26/05 15:40:49 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) *************

Circuit with Two Voltage Circuit

**** CIRCUIT DESCRIPTION

V1 1 0 20V

V2 3 0 12V

R1 1 2 100

R2 2 3 80

R3 2 0 140

.OP

.OPT nopage

.TF V(2) V1

.END

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