Pääsivu 
Opinnot 
Tiedostot 
Palaute 
FAQ 

 

 

Oppijakso 11: DC-analyysin asetusarvojen muuttaminen

 

Tämän jakson tavoitteena on oppia asettamaan ja muuttamaan DC-analyysin asetusarvoja.

Opiskelujakson aikana käsiteltävät asiat:  
*Sähkölähteen arvojen muuttaminen
  *Virta-akselin skaalaus
  *Jänniteakselin skaalaus
  *Data-pisteiden lukumäärän muuttaminen
  *Lämpötilan muuttaminen
  *Transistorin ominaiskäyrä
  *Kuormitussuoran ja toimintapisteen lisääminen ominaiskäyrään

Sähkölähteen arvojen muuttaminen  

Avaa simulaatio-ohjelman tiedosto curves.CIR. Zoomaa kuva hieman pienemmäksi ja varusta se kehyksellä tai otsaketaululla. Kehyksen saat piirretyksi klikkaamalla työkalurivin toiseksi viimeistä painiketta 'Creates a border for the schematic printout'. Otsaketaulun saat piirretyksi klikkaamalla työkalurivin viimeistä painiketta 'Creates a tittle box for the schematic printout'. Piirikaavio koostuu virtalähteestä, jännitelähteestä, transistorista ja 'maadoituspisteestä' eli solmupisteestä numero nolla.


Kaksoisklikkaa aluksi kuvaruudun vasemmassa reunassa olevaa virtalähdettä, jolloin sen keskusteluikkuna aukeaa. Virtalähteen nimeksi on annettu tehtävänmukainen nimi 'Ib' eli kantavirtalähde.

   

Muuta virta-arvo ’MA’ mA:ksi. Laskennallisesti sillä ei ole ohjelman mielestä mitään merkitystä, mutta se vain jotenkin sattuu eurooppalaisen silmään. Aseta myös em. virta-arvo näkyväksi klikkaamalla kohtaa ’Display’.

   
   

Tämän virtalähteen löydät tarvittaessa: 'Component / Analog Primitive / Waveform Sources / I'.


Kaksoisklikkaa seuraavaksi oikealla olevaa jännitelähdettä, jolloin sen keskusteluikkuna aukeaa. Jännitelähteen nimeksi on annettu nimi ’Vcc’.

   

Lisää jännitearvon ’10’ perään laatu ’V’. Toiminnallisesti sillä ei ole ohjelman mielestä mitään merkitystä, mutta se parantaa luettavuutta. Aseta myös em. jännitearvo näkyväksi klikkaamalla kohtaa ’Display’.

   
   

Tämän jännitelähteen löydät tarvittaessa: 'Component / Analog Primitive / Waveform Sources / V'.


Suorita DC-analyysi ja huomaat, että kuvaruudulle piirtyy transistorin ominaiskäyrä, lähtökäyrä, jossa Ic = f(Uce) kun Ib = vakio.


Tutkitaan hieman ’DC Analysis Limits’ –keskusteluikkunan sisältöä (paina näppäimistön F9-painiketta):

   

Input 2 Range5mA,0mA,0.5mA

   

Input 2Ib

   

Input 1 Range5V,0V,1V

   

Input 1Vcc

   

Number of Points11

   

Temperature27

   

Maximum Change %3

     
     

Ensimmäisellä rivillä on virtalähteen, Ib, virta-arvot (tai virta-arvo). Se syöttää virtaa 0mA:sta alkaen 0,5mA:n välein aina 5mA:iin saakka. Yhteensä 11 arvoa, joista 10 viimeistä tulostuvat näkyville.

     
     

Toisella rivillä on virtalähteen määritys Ib (vertaa piirikaavion 'Part name').

     
     

Kolmannella rivillä on jännitelähteen, Vcc, jännitearvot (tai jännitearvo).

     
     

Neljännellä rivillä on jännitelähteen määritys Vcc. (vertaa piirikaavion 'Part name')

     
     

Viidennellä rivillä on analyysin lämpötila, jota voidaan tarvittaessa askeltaa, jolloin muoto on esim. 45,-20,5, jossa ensimmäinen luku on suurin arvo, seuraava pienin ja lopuksi askellusarvo.

     
     

Viimeisessä kohdassa määritetään laskentatarkkuus eli datapisteiden määrä. Tätä ominaisuutta kannattaa käyttää myös siten, että lasketetaan ohjelmaa niin tarkasti, että kuvaajien piirto viivästyy selvästi. Tällöin on mahdollista havainnoida piirtyvän kuvaajan numeroarvo kuvaruudun yläosassa.

 
Virta-akselin skaalaus  

Skaalaa Y-akseli 100 mA:ksi kirjoittamalla 'DC analysis' –keskusteluikkunan 'Y Range' –kohtaan 100mA.

 
Jänniteakselin skaalaus  

Skaalaa X-akseli 20V:ksi kirjoittamalla 'DC analysis' –keskusteluikkunan ' X Range'–kohtaan 20V. Suorita DC-analyysi ja huomaa, että a) kuvaajat ovat liian lyhyitä ja b) kaikki kuvaajat eivät mahtuneet kuvaan. Paina näppäimistön F9-painiketta, jolloin saat analyysin keskusteluikkunan näkyville, ja tee siihen seuraavat muutokset:

   

Muuta Input 1 Range arvoksi 16V,0V,1V, jolloin kuvaaja piirtyy riittävän pitkälle.

   
   

Muuta Input 2 Range arvoksi 1.5mA,0mA,0.1mA, jolloin kaikki kuvaajat piirtyvät kuvaruudulle.

 
Data-pisteiden lukumäärän muuttaminen  

Voit lisätä tai vähentää datapisteiden lukumäärää muuttamalla 'DC Analysis' –keskusteluikkunassa olevaa 'Maximum Change %' -arvoa. Esim. 0.1-arvolla syntyy niin paljon datapisteitä, että sen huomaa jo kuvaajien piirtymisnopeudessa.

 
Lämpötilan muuttaminen  

Käynnistä DC-analyysi ja avaa F9-näppäimellä analyysin keskusteluikkuna. Löydät sieltä kohdan 'Temperature' eli analyysin lämpötila, joka on yleensä asetettu huoneen lämpötilaa vastaavaksi. Voit muuttaa lämpötila-arvon haluamaksesi. Aseta lämpötila-arvoiksi '100,-50,25', jolloin alkulämpötila on 100 astetta. Loppulämpötila on –50 astetta ja askellus 25 astetta. Toisin sanoen analyysi suoritetaan 7 kertaa; joka kerta eri lämpötilassa. Suorita nyt DC-analyysi ja totea analyysikertojen määrä (7), lämpötilojen vaihtuminen ja uusien kuvaajien piirtyminen. (Palauta lämpötila-arvo lopuksi 27’C:een.).

 
Transistorin ominaiskäyrä  

Analysoimasi kuva, käyräparvi, esittää transistorin ominaiskäyrää. Sen luettavuuden parantamiseksi siihen kannattaa lisätä otsikko ja eri kuvaajien arvot (kantavirrat). Ominaiskäyrän käytettävyys paranee, kun siihen lisätään kuormitussuora ja toimintapiste. Jos transistorin käyttöjännitteestä, kollektorivirrasta tms. johtuen käyrästö ei olekaan käyttökelpoinen, voidaan se skaalata uudelleen käyttötarkoitukseen sopivaksi.

 
Kuormitussuoran ja toimintapisteen lisääminen ominaiskäyrään  

Lisää kuormitussuora valitsemalla työkaluriviltä 'Graphics Object Mode' ja siitä edelleen 'Line' ja piirrä kuormitussuora transistorivahvistinasteen käyttöjännitteen arvosta maksimi kollektorivirran arvoon. Lisää toimintapiste tekstieditorilla. Vertaa tuloksia 035A.CIR-tiedostoon.