|
Oppijakso 11: DC-analyysin asetusarvojen
muuttaminen
|
Tämän jakson tavoitteena on oppia asettamaan ja muuttamaan DC-analyysin
asetusarvoja.
|
Opiskelujakson aikana käsiteltävät asiat: |
|
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.
|
Skaalaa Y-akseli 100
mA:ksi kirjoittamalla 'DC analysis' –keskusteluikkunan 'Y Range'
–kohtaan 100mA.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
|