ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΤΙΠΑΡΑΘΕΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΤΙΠΑΡΑΘΕΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ"

Transcript

1 ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΤΙΠΑΡΑΘΕΣΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΕΞΟΜΟΙΩΤΩΝ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΜΥΡΤΩ Θ ΚΑΡΚΑΛΕΤΣΗ ΑΕΜ: 355 ΙΩΑΝΝΗΣ Ν ΠΕΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΑΕΜ: 87 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : ΓΕΩΡΓΙΟΣ Γ ΚΥΡΑΝΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΒΑΛΑ, 2008

2 Copyright Ιωάννης Ν. Πετρόπουλος, Μυρτώ Θ. Καρκαλέτση Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. All rights reserved. Απαγορεύεται η αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσης, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Ερωτήματα που αφορούν τη χρήση της εργασίας για κερδοσκοπικό σκοπό πρέπει να απευθύνονται προς τονς συγγραφείς. Οι απόψεις και τα συμπεράσματα που περιέχονται σε αυτό το έγγραφο εκφράζουν τονς συγγραφείς και δεν πρέπει να ερμηνευθεί ότι αντιπροσωπεύουν τις επίσημες θέσεις του ΤΕΙ Καβάλας Τμήματος Βιομηχανικής Πληροφορικής.

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Με την ολοκλήρωση της πτυχιακής μας εργασίας θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τους ανθρώπους που στάθηκαν δίπλα μας και βοήθησαν σε αυτή μας την προσπάθεια. Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον τεχνικό του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικών Ισχύος, κ. Γεώργιο Κουτσουπάκη, για τη βοήθεια που μας προσέφερε κατά την υλοποίηση πειραμάτων και εγκατάστασης των εκπαιδευτικών εκδόσεων στο εργαστήριο των ηλεκτρονικών ισχύος. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στη γραμματεία του τμήματος της Βιομηχανικής Πληροφορικής, και ιδιαίτερα στην κα Ανδρονίκη Ανέστη, για την πρόθυμη και συνεχή βοήθειά της. Ιδιαίτερα, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον επιβλέποντα καθηγητή μας, κ. Γεώργιο Κυραναστάση, που μας έδωσε τη δυνατότητα να γνωρίσουμε τον κόσμο των Ηλεκτρονικών Ισχύος, για την εμπιστοσύνη που μας έδειξε, τη συμπαράσταση και την καθοδήγησή του προς την ολοκλήρωση αυτής της πτυχιακής εργασίας. Τέλος, θα θέλαμε να αφιερώνουμε αυτή την πτυχιακή εργασία στους γονείς μας που μας στήριξαν.

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της πτυχιακής εργασίας, είναι η συγκριτική μελέτη εκπαιδευτικών εκδόσεων εργαλείων εξομοίωσης, ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος. Μετά από αναζήτηση στο διαδίκτυο, οι εξομοιωτές που βρέθηκαν και μελετώνται στην παρούσα εργασία είναι οι εξής : Neapolis, 5Spice, Orcad PSpice 9.1, Caspoc 2005, Simplorer 5, Top Spice και Visual Spice. Αρχικά αναφέρεται ένας συνοπτικός οδηγός χρήσης για κάθε εργαλείο εξομοίωσης, ο οποίος αφορά την εγκατάστασή του και τη χρήση του. Τα κυκλώματα που χρησιμοποιούνται για εξομοίωση, αφορούν τους εξής μετατροπείς : 3-φασικός ανορθωτής γέφυρας, 1-φασικός ρυθμιστής εναλλασσομένου, κατατμητής υποβιβασμού τάσης και 1-φασικός αντιστροφέας γέφυρας. Πριν όμως γίνει η εξομοίωση των παραπάνω κυκλωμάτων με κάθε εργαλείο, μια αναφορά στα κυκλώματα και τα θεωρητικά τους αποτελέσματα είναι χρήσιμη. Τελειώνοντας με την εξομοίωση του κάθε κυκλώματος, με τη βοήθεια των προαναφερθέντων εργαλείων, ακολουθεί συγκριτική αντιπαράθεση των δυνατοτήτων και χαρακτηριστικών των υπό μελέτη εργαλείων με βάση την ευχρηστία και τα αποτελέσματα της εξομοίωσης. Τέλος, γίνεται εγκατάσταση των σπουδαστικών εκδόσεων στο χώρο του εργαστηρίου ηλεκτρονικών ισχύος

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΊΑ ΚΥΚΛΩΜΆΤΩΝ ΤΡΙΦΑΣΙΚΗ ΓΕΦΥΡΑ : ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΌΣ ΕΛΕΓΧΌΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΉΣ ΜΕ ΩΜΙΚΌ ΦΟΡΤΊΟ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΑΡΧΉ ΛΕΙΤΟΥΡΓΊΑΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΎ ΤΆΣΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΈΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΎ ΤΆΣΗΣ ΜΕ ΦΟΡΤΊΟ RL ΤΑΞΙΝΌΜΗΣΗ ΚΑΤΑΤΜΗΤΏΝ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΑΡΧΉ ΛΕΙΤΟΥΡΓΊΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΎ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΈΑ ΠΑΡΆΜΕΤΡΟΙ ΑΠΌΔΟΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ ORCAD PSPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ORCAD PSPICE ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ PSPICE A/D STUDENT ΑΠΛΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΠΑΡΟΔΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ RC ΚΑΙ RL ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ THEVENIN/NORTON ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΟΔΩΝ ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ORCAD PSPICE ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ TOP SPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ TOP SPICE ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ TOPSPICE ΞΕΚΙΝΏΝΤΑΣ ΤΟ TOPSPICE ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ ΣΧΗΜΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΕΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΟ TOPVIEW ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ TOP SPICE ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ

6 3.4.3 ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ CASPOC ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ CASPOC ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ CASPOC ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ CASPOC ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ 5SPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 5SPICE ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 5SPICE ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ 5SPICE ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ SIMPLORER ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ SIMPLORER ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ SIMPLORER ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ SIMPLORER ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ VISUAL SPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ VISUAL SPICE ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ VISUALSPICE ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΗΣ ΣΧΗΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΊΩΣΗ ΚΥΚΛΏΜΑΤΟΣ ΤΎΠΟΙ ΚΥΚΛΩΜΆΤΩΝ ΑΝΆΛΥΣΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ VISUAL SPICE ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ NEAPOLIS ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ NEAPOLIS ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ NEAPOLIS ΞΕΚΙΝΩΝΤΑΣ ΤΟ NEAPOLIS ΟΔΗΓΟΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ

7 8.3.3 ΕΠΙΛΟΓΗ ΓΛΩΣΣΑΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΚΤΥΠΩΤΗ ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΩΝ ΑΡΧΕΙΑ ΕΞΟΔΟΥ ΑΠΟ ΤΟ ΤΜΗΜΑ ΕΚΚΙΝΗΣΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ NEAPOLIS ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Ο ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΤΙΠΑΡΑΘΕΣΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΎΓΚΡΙΣΗ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΎ ΜΗ ΕΛΕΓΧΌΜΕΝΟΥ ΑΝΟΡΘΩΤΉ ΓΈΦΥΡΑΣ ΣΎΓΚΡΙΣΗ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΎ ΕΛΕΓΧΌΜΕΝΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΉ ΣΎΓΚΡΙΣΗ ΚΑΤΑΤΜΗΤΉ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΎ ΤΆΣΗΣ ΣΎΓΚΡΙΣΗ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΎ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΈΑ ΓΈΦΥΡΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Ο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Ο ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΕΚΔΟΣΕΩΝ ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

8 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα πτυχιακή εργασία διαπραγματεύεται τέσσερα κυκλώματα των ηλεκτρονικών ισχύος στα οποία γίνεται εξομοίωση με επτά εκπαιδευτικές εκδόσεις εργαλείων εξομοίωσης, οι οποίες βρέθηκαν μετά από αναζήτηση στο διαδίκτυο. Τα κυκλώματα τα οποία προσομοιώνονται είναι τα ακόλουθα : τριφασικός ανορθωτής διόδων με φίλτρο εξόδου, μονοφασικός ρυθμιστής με ωμικό φορτίο, κατατμητής υποβιβασμού τάσης (ρυθμιστής Buck) και μονοφασικός αντιστροφέας γέφυρας που χρησιμοποιεί σήμα ελέγχου παλμού. Αρχικά γίνεται μια θεωρητική προσέγγιση των παραπάνω κυκλωμάτων ηλεκτρονικών ισχύος, μελετώντας τον τρόπο λειτουργία τους, το σχεδιασμό τους, τη μαθηματική προσέγγιση αυτών αλλά και τις βασικές κυματομορφές τους. Στη συνέχεια της πτυχιακής εργασίας, μελετώνται ανά κεφάλαιο οι εκπαιδευτικές εκδόσεις των εργαλείων εξομοίωσης. Για κάθε εργαλείο εξομοίωσης χωριστά δίδεται ένας οδηγός εγκατάστασης, ένα εγχειρίδιο χρήσης αυτού και έπειτα αρχίζει η εξομοίωση του κάθε κυκλώματος που αναφέρθηκε παραπάνω με το εκάστοτε εργαλείο. Ακολουθούνται κάποια βασικά βήματα κάθε φορά όπως τα εξής: Επιλογή των κατάλληλων στοιχείων του κυκλώματος Επιλογή των κατάλληλων τιμών των στοιχείων Επιλογή των μοντέλων των στοιχείων και αν δεν υπάρχουν στην εφαρμογή δημιουργούνται όπου είναι εφικτό Επιλογή των πηγών τάσεως τροφοδοσίας ή μη Επιλογή του τύπου της ανάλυσης εξομοίωσης Επιλογή των μεταβλητών εξόδου Επιλογή των εντολών εξόδου. Στο τέλος της προσομοίωσης του κάθε κυκλώματος, παίρνονται τα αρχεία εξόδου όπου αυτό είναι εφικτό, διαφορετικά προσεγγίζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης με κυματομορφές. Επίσης, υπάρχουν εργαλεία εξομοίωσης όπου δεν είναι εφικτή η προσομοίωση των παραπάνω κυκλωμάτων και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι εκπαιδευτικές εκδόσεις του διαδικτύου, υποστηρίζουν συγκεκριμένες λειτουργίες. Αυτό οδηγεί πολλές φορές και στη μη ομοιομορφία των αποτελεσμάτων εξομοίωσης όταν αφορά ίδια κυκλώματα. Ακόμη, γίνεται μια προσέγγιση των δυνατοτήτων και χαρακτηριστικών των εργαλείων με βάση την ευχρηστία και τα αποτελέσματα της εξομοίωσης του κάθε κυκλώματος. Γίνεται αναφορά σε κάποια συμπεράσματα από την προσπάθεια εξομοίωσης με τις εκπαιδευτικές εκδόσεις στα συγκεκριμένα κυκλώματα ηλεκτρονικών ισχύος και διευκρινίζεται η χρησιμότητα της παρούσας πτυχιακής εργασίας. Τέλος ολοκληρώνεται η πτυχιακή εργασία με εγκατάσταση των σπουδαστικών αυτών εκδόσεων στο εργαστήριο Ηλεκτρονικών Ισχύος του Τει Καβάλας. Καβάλα Μάιος 2008 Μυρτώ Καρκαλέτση, Ιωάννης Πετρόπουλος - 5 -

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ 1.1 ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ 1 Ανορθωτικά κυκλώματα Ανορθωτικό κύκλωμα είναι εκείνο που συνδέει μια πηγή ΕΡ με ένα φορτίο ΣΡ, δηλαδή μετατρέπει μια εναλλασσόμενη τάση (την τροφοδοσία) σε μια συνεχή τάση. Η συνεχής τάση που προκύπτει δεν είναι τελείως εξομαλυμένη, όπως εκείνη της μπαταρίας αλλά περιέχει μια εναλλασσόμενη συνιστώσα κυμάτωσης πάνω στη μέση συνεχή τιμή. Αν και όλα τα κυκλώματα δίνουν μια έξοδο ΣΡ διαφέρουν όσον αφορά την κυμάτωση ΕΡ στην έξοδο, την μέση τιμή της τάσεως, την απόδοση και τις επιδράσεις τους στην φόρτιση του συστήματος τροφοδοσίας ΕΡ Ονοματολογία κυκλωμάτων Τα ανορθωτικά κυκλώματα διαιρούνται κυρίως σε δυο ομάδες, τα κυκλώματα ημικύματος (ή ημιανόρθωσης) και τα κυκλώματα πλήρους κύματος (ή πλήρους ανόρθωσης). Τα κυκλώματα ημικύματος είναι εκείνα που έχουν ένα ανορθωτικό στοιχείο σε κάθε γραμμή της τροφοδοσίας ΕΡ, όλες οι κάθοδοι των στοιχείων συνδέονται με ένα κοινό σημείο για τροφοδοσία του φορτίου ΣΡ, και η επιστροφή από το φορτίο είναι ο ουδέτερος της τροφοδοσίας ΕΡ. Η έκφραση «ημικύματος» περιγράφει το γεγονός ότι το ρεύμα σε κάθε γραμμή της τροφοδοσίας ΕΡ έχει την ίδια κατεύθυνση. Μια άλλη εναλλακτική λέξη του ημικύματος είναι η έκφραση «απλού δρόμου» στην περιγραφή αυτών των κυκλωμάτων. Τα κυκλώματα πλήρους κύματος είναι εκείνα τα οποία στην ουσία είναι δυο κυκλώματα ημικύματος σε σειρά, το ένα που τροφοδοτεί το φορτίο και το άλλο επιστρέφει το ρεύμα φορτίου άμεσα στις γραμμές ΕΡ, απαλείφοντας την ανάγκη να χρησιμοποιηθεί ο ουδέτερος της τροφοδοσίας ΕΡ. Η έκφραση «πλήρους κύματος» χρησιμοποιείται διότι το ρεύμα σε κάθε γραμμή της τροφοδοσίας ΕΡ, αν και δεν είναι απαραίτητα συμμετρικό, είναι πραγματικά εναλλασσόμενο. Τα κυκλώματα πλήρους κύματος πιο κοινά λέγονται κυκλώματα γέφυρας, αλλά είναι γνωστά και σαν κυκλώματα διπλού δρόμου. Τα χαρακτηριστικά ελέγχου των διαφόρων κυκλωμάτων μπορούν να τοποθετηθούν κυρίως σε μια από τις εξής τρεις κατηγορίες : χωρίς έλεγχο, με πλήρη έλεγχο και με ημιέλεγχο. Τα ανορθωτικά κυκλώματα χωρίς έλεγχο περιέχουν μόνο διόδους, δίνοντας μια τάση φορτίου ΣΡ σταθερή στο μέτρο σε σχέση με το μέτρο της τάσεως της τροφοδοσίας ΕΡ. Τα κυκλώματα με πλήρη έλεγχο όλα τα ανορθωτικά στοιχεία είναι θυρίστορς (ή τρανζίστορ ισχύος). Στα κυκλώματα αυτά, με κατάλληλο έλεγχο της φασικής γωνίας στην οποία ανάβουν τα θυρίστορς είναι 1 Καθηγητής Γεώργιος Κυραναστάσης «ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ» Κεφ.5 σελ σελ

10 δυνατος ο έλεγχος της μέσης τιμής της τάσεως φορτίου ΣΡ. Το κύκλωμα με πλήρη έλεγχο συχνά αναφέρεται σαν μετατροπέας δυο διευθύνσεων, διότι επιτρέπει τη ροή ισχύος σε οποιαδήποτε διεύθυνση μεταξύ τροφοδοσίας και φορτίου. Τα ανορθωτικά κυκλώματα με ημιέλεγχο περιέχουν και θυρίστορς και διόδους που εμποδίζουν την αντιστροφή της τάσεως του φορτίου, αλλά επιτρέπουν και ρύθμιση της μέσης τιμής της συνεχούς τάσεως. Τα κυκλώματα με ημιέλεγχο και χωρίς έλεγχο συχνά αναφέρονται σαν μετατροπείς μιας κατεύθυνσης, καθώς επιτρέπουν την ροή ισχύος μόνο από την τροφοδοσία ΕΡ στο φορτίο ΣΡ. Ο αριθμός παλμών είναι ένας τρόπος περιγραφής των χαρακτηριστικών εξόδου ενός ορισμένου κυκλώματος, και ορίζει τον ρυθμό επαναλήψεως στην κυματομορφή της συνεχούς τάσεως πάνω σε έναν κύκλο της τροφοδοσίας ΕΡ. Για παράδειγμα, ένα κύκλωμα 6 παλμών έχει στην έξοδό του μια κυμάτωση με ρυθμό επανάληψης 6 φορές την συχνότητα εισόδου, δηλαδή η θεμελιώδης συχνότητα της κυμάτωσης είναι 300Hz για τροφοδοσία 50Hz ΤΡΙΦΑΣΙΚΗ ΓΕΦΥΡΑ : Μη ελεγχόμενη γέφυρα Σχήμα 1.1 Τριφασικό κύκλωμα πλήρους κύματος Το κύκλωμα της τριφασικής γέφυρας φαίνεται αμέσως στο κύκλωμα πλήρους κύματος ή διπλού δρόμου όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 1.1. Το φορτίο τροφοδοτείται μέσω ενός τριφασικού κυκλώματος ημικύματος, και το ρεύμα επιστρέφει μέσω ενός άλλου κυκλώματος ημικύματος σε μια από τις τρεις γραμμές τροφοδοσίας, και έτσι δεν χρειάζεται ουδέτερος. Το κύκλωμα αυτό όμως σχεδιάζεται με την μορφή που φαίνεται στο Σχήμα 1.2α Η παραγωγή της κυματομορφής της τάσεως φορτίου για το κύκλωμα με τις διόδους στο Σχήμα 1.2 μπορεί να γίνει με δυο τρόπους. Ο πρώτος, είναι να θεωρηθεί η τάση φορτίου σαν άθροισμα των δύο τριφασικών τάσεων ημικύματος ως προς τον ουδέτερο Ν της τροφοδοσίας, που εμφανίζονται στη θετική και αρνητική πλευρά του φορτίου αντίστοιχα. Όπως δείχνουν οι κυματομορφές του Σχήματος 1.2β, η συνολική τάση φορτίου που προκύπτει έχει χαρακτηριστικά 6 παλμών, έχοντας σαν μέγιστη στιγμιαία τιμή εκείνη της πολικής τάσεως. Μια εναλλακτική προσέγγιση για την παραγωγή της κυματομορφής της τάσεως φορτίου είναι να θεωρηθεί ότι οι δυο δίοδοι που άγουν είναι εκείνες που συνδέονται στις δυο γραμμές με την μεγαλύτερη τάση μεταξύ τους εκείνη τη στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι όταν η va είναι η πιο θετική φάση άγει η δίοδος D1, και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου πρώτα η vb είναι πιο αρνητική αργότερα και το ρεύμα της D6 μεταφέρεται στην D2. η τάση φορτίου ακολουθεί με τη σειρά έξι ημιτονοειδείς τάσεις κατά τη διάρκεια ενός κύκλου που είναι οι va-vb, va-vc, vbvc, vb-va, vc-va, vc-vb, και όλες έχουν μέγιστη τιμή εκείνη της πολικής τάσεως, δηλαδή τρεις - 7 -

11 φορές την φασική τάση. Αν και η τροφοδοσία φαίνεται συνδεδεμένη σε αστέρα στο Σχήμα 1.2, το ίδιο καλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια συνδεσμολογία τριγώνου. Η μέση τιμή της τάσεως φορτίου μπορεί είτε να υπολογισθεί από το άθροισμα των δυο τριπαλμικών κυματομορφών που σύμφωνα με την εξίσωση δίνει (1.1) (1.2) ή μπορεί να υπολογισθεί άμεσα από την εξαπαλμική κυματομορφή της τάσεως φορτίου που δίνει την ίδια τιμή. Καθώς οι δυο δίοδοι είναι σε σειρά με το φορτίο, η μέση τιμή μειώνεται κατά δύο πτώσεις τάσεως διόδου. Οι κυματομορφές των ρευμάτων των διόδων που φαίνονται στο Σχήμα 1.2β αποκαλύπτουν ότι κάθε δίοδος φέρει το ονομαστικό ρεύμα φορτίου για το ένα τρίτο του κύκλου, και η σειρά μεταγωγής καθορίζει την αρίθμηση των διόδων στο κύκλωμα. Η κυματομορφή της τάσεως της διόδου VD1 μπορεί να προσδιοριστεί σαν διαφορά μεταξύ της φασικής τάσεως va και της τάσεως στον άνω πόλο του φορτίου ως προς τον ουδέτερο Ν της τροφοδοσίας. Η μέγιστη αντίστροφη τάση που εμφανίζεται κατά μήκος της διόδου είναι η μέγιστη τιμή της πολικής τάσεως. Το Σχήμα 1.2β δείχνει ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα της τροφοδοσίας φαίνεται να είναι συμμετρικό αλλά σχεδόν ορθογώνιο. Οι κυματομορφές ρεύματος όμως είναι πιο κοντά στο ημιτονικό σχήμα από ότι εκείνες της μονοφασικής γέφυρας. Οι προδιαγραφές ρεύματος και τάσης των ημιαγωγικών στοιχείων της γέφυρας είναι (1.3) Το εναλλασσόμενο ρεύμα τροφοδοσίας είναι (1.4) - 8 -

12 Σχήμα 1.2 Τριφασική γέφυρα α) κύκλωμα β) κυματομορφές - 9 -

13 1.2 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ 2 Ρυθμιστές εναλλασσόμενης τάσης Αν ένα θυρίστορ συνδεθεί μεταξύ τροφοδοσίας εναλλασσόμενου και φορτίου, η ροή ισχύος μπορεί να ελέγχεται με μεταβολή της ενεργού τιμής της εναλλασσόμενης τάσης που εφαρμόζεται στο φορτίο. Αυτός ο τύπος ρυθμιστή λέγεται ρυθμιστής εναλλασσόμενης τάσης. Οι πιο συνηθισμένες εφαρμογές των ρυθμιστών εναλλασσόμενης τάσης είναι : η βιομηχανική θέρμανση, η μεταβολή των λήψεων μετασχηματιστών υπό φορτίο, ο έλεγχος στροφών πολυφασικών ασύγχρονων κινητήρων και ο έλεγχος μαγνητών εναλλασσομένου. Για τη μεταφορά ισχύος δυο τύποι ελέγχου χρησιμοποιούνται συνήθως 1. Ο πολυκυκλικός έλεγχος 2. Ο φασικός έλεγχος ή έλεγχος φασικής γωνίας Στον πολυκυκλικό έλεγχο, οι διακόπτες θυρίστορ συνδέουν το φορτίο στην τροφοδοσία για λίγους κύκλους της τροφοδοσίας και το διακόπτουν για άλλους λίγους κύκλους. Στον φασικό έλεγχο, οι διακόπτες θυρίστορ συνδέουν το φορτίο στην τροφοδοσία για ένα τμήμα κάθε κύκλου της τάσης τροφοδοσίας. Οι ρυθμιστές εναλλασσόμενης τάσης μπορούν να ταξινομηθούν σε δυο τύπους: (1) τους μονοφασικούς και (2) τους τριφασικούς ρυθμιστές. Κάθε τύπος μπορεί να υποδιαιρεθεί σε α) ημιελεγχόμενους και β) πλήρως ελεγχόμενους ρυθμιστές. Υπάρχουν διάφορες διατάξεις των τριφασικών ρυθμιστών που εξαρτώνται από την σύνδεση των διακοπτών μεταξύ τους. Αφού η τάση τροφοδοσίας είναι εναλλασσόμενη, τα θυρίστορς έχουν φυσική μεταγωγή και έτσι χρησιμοποιούνται θυρίστορς φασικού ελέγχου που είναι σχετικά φθηνά και πιο αργά από τα θυρίστορς ταχείας διακοπής. Για εφαρμογές μέχρι 400Hz, αν υπάρχουν TRIAC στις απαραίτητες προδιαγραφές τάσεως και ρεύματος, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτά. Λόγω της φυσικής μεταγωγής δεν υπάρχει ανάγκη για πρόσθετα κυκλώματα μεταγωγής και έτσι τα κυκλώματα των ρυθμιστών τάσης είναι πολύ απλά. Λόγω της φύσης των κυματομορφών εξόδου, η ανάλυση για την παραγωγή των μαθηματικών εκφράσεων για της παραμέτρους απόδοσης δεν είναι απλή, ιδιαίτερα σε φασικά ελεγχόμενους ρυθμιστές με φορτία RL. Για λόγους απλοποίησης τα κυκλώματα συγκρίνονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μόνο ωμικό φορτίο. Βέβαια, τα φορτία στην πράξη είναι τύπου RL, και αυτά θα έπρεπε να χρησιμοποιηθούν στην ανάλυση και την σχεδίαση των ρυθμιστών εναλλασσόμενης τάσης Μονοφασικός ελεγχόμενος ρυθμιστής με ωμικό φορτίο Το πρόβλημα του συνεχούς μέσου ρεύματος τροφοδοσίας μπορεί να αποφευχθεί με τη χρήση πλήρους ελέγχου και ένας τέτοιος ρυθμιστής με ωμικό φορτίο φαίνεται στο Σχήμα 1.3α. Κατά τη διάρκεια της θετικής ημιπεριόδου της τάσης τροφοδοσίας, η ροή ισχύος ελέγχεται με μεταβολή της γωνίας έναυσης του θυρίστορ Τ1 και το θυρίστορ Τ2 ελέγχει τη 2 Καθηγητής Γεώργιος Κυραναστάσης «ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ» Κεφ.6 σελ.6.1, σελ

14 ροή ισχύος κατά τη διάρκεια της αρνητικής ημιπεριόδου της τάσης τροφοδοσίας. Οι παλμοί έναυσης των Τ1 και Τ2 έχουν διαφορά φάσης 180. Οι κυματομορφές των τάσεων εισόδου και εξόδου των παλμών έναυσης των Τ1 και Τ2 φαίνονται στο Σχήμα 1.3β. Αν us = Vm sinωt είναι η τάση τροφοδοσίας, και οι γωνίες καθυστέρησης έναυσης των θυρίστορς Τ1 και Τ2 είναι ίσες (α), η ενεργός τάση εξόδου μπορεί να υπολογισθεί από τη σχέση o (1.5) Με μεταβολή της α από 0 ως π, η V0 μπορεί να μεταβληθεί από Vs ως 0. Το μέσο ρεύμα θυρίστορ είναι τελικά Και το ενεργό ρεύμα θυρίστορ είναι τελικά (1.6) (1.7) Σχήμα 1.3 Μονοφασικός πλήρως ελεγχόμενος ρυθμιστής Στο Σχήμα 1.3α, τα κυκλώματα έναυσης των θυρίστορ Τ1 και Τ2 πρέπει να είναι απομονωμένα. Είναι δυνατό να υπάρχει κοινή κάθοδος για τα Τ1 και Τ2 με πρόσθεση δυο διόδων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.4. Το θυρίστορ Τ1 και η δίοδος D1 άγουν κατά τη

15 διάρκεια της θετικής ημιπεριόδου και τα Τ2 και D2 άγουν κατά τη διάρκεια της αρνητικής ημιπεριόδου. Αφού αυτό το κύκλωμα έχει ένα κοινό ακροδέκτη για τα σήματα έναυσης των Τ1 και Τ2, μόνο ένα κύκλωμα απομόνωσης είναι απαραίτητο αλλά με κόστος τις δύο πρόσθετες διόδους. Λόγω των δύο στοιχείων που άγουν ταυτόχρονα, οι απώλειες αγωγής των στοιχείων αυξάνουν και ο βαθμός απόδοσης μειώνεται. Σχήμα 1.4 Μονοφασικός ελεγχόμενος ρυθμιστής με κοινή κάθοδο Ένας μονοφασικός ρυθμιστής πλήρους κύματος μπορεί να υλοποιηθεί επίσης με ένα θυρίστορ και τέσσερις διόδους όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.5α. Οι τέσσερις δίοδοι ενεργούν σαν ανορθωτής διόδων. Η τάση κατά μήκος του θυρίστορ Τ1, όπως και το ρεύμα του, είναι πάντα μόνο προς την ίδια κατεύθυνση. Με ωμικό φορτίο, το ρεύμα του θυρίστορ θα μηδενιζόταν λόγω της φυσικής μεταγωγής σε κάθε ημιπερίοδο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.5β. Όμως αν υπάρχει μεγάλη επαγωγή στο κύκλωμα, το θυρίστορ Τ1 μπορεί να μην σβήνει σε κάθε ημιπερίοδο της τάσης τροφοδοσίας με αποτέλεσμα απώλεια του ελέγχου. Θα χρειαζόταν να βρίσκεται το μηδενικό σημείο του ρεύματος φορτίου για να εξασφαλισθεί η σβέση του θυρίστορ που άγει πριν από την έναυση του επόμενου. Τρία στοιχεία άγουν σε κάθε χρονική στιγμή και ο βαθμός απόδοσης μειώνεται. Ο ανορθωτής διόδων και θυρίστορ (ή τρανζίστορ) ενεργούν σαν διακόπτης δύο κατευθύνσεων, που είναι εμπορικά διαθέσιμος σαν μια απλή συσκευή με σχετικά μικρές απώλειες στην κατάσταση αγωγής. Σχήμα 1.5 Μονοφασικός ελεγχόμενος ρυθμιστής με ένα θυρίστορ

16 1.3 ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ 3 Κατατμητές Σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, χρειάζεται να μετατραπεί μια σταθερή συνεχής τάση σε μια πηγή μεταβλητής συνεχούς τάσης. Ο κατατμητής συνεχούς μετατρέπει άμεσα από συνεχές σε συνεχές και είναι γνωστός και σαν μετατροπέας συνεχούς σε συνεχές. Ο κατατμητής μπορεί να θεωρηθεί σαν ισοδύναμο στο συνεχές ενός μετασχηματιστή με συνεχώς μεταβλητό λόγο σπειρών. Όπως και ο μετασχηματιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν πηγή τάσης με υποβιβασμό ή ανύψωση της τιμής της τάσης. Οι κατατμητές χρησιμοποιούνται ευρύτατα για έλεγχο κινητήρων έλξης σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα, οχήματα τρόλεϊ, ναυτικούς γερανούς, περονοφόρα ανυψωτικά και μεταφορικές ταινίες ορυχείων. Παρέχουν ομαλό έλεγχο επιτάχυνσης, υψηλή απόδοση και γρήγορη δυναμική απόκριση. Οι κατατμητές μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ωφέλιμη πέδηση κινητήρων συνεχούς ρεύματος επιστρέφοντας ενέργεια στην τροφοδοσία με αποτέλεσμα εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα μεταφοράς με συχνές στάσεις. Οι κατατμητές χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές συνεχούς τάσης, και χρησιμοποιούνται επίσης σε συνδυασμό με πηνίο για τη δημιουργία πηγής συνεχούς ρεύματος, ιδιαίτερα στους αντιστροφείς με πηγή σταθερού ρεύματος Αρχή λειτουργίας υποβιβασμού τάσης Η αρχή λειτουργίας μπορεί να εξηγηθεί με τη βοήθεια του Σχήματος 1.6α. Όταν ο διακόπτης SW κλείνει για χρόνο t1, η τάση εισόδου Vs εμφανίζεται στο φορτίο. Αν ο διακόπτης μένει ανοικτός για χρόνο t2, η τάση στο φορτίο είναι μηδέν. Οι κυματομορφές της τάσης εξόδου και του ρεύματος φορτίου φαίνονται επίσης στο Σχήμα 1.6β. Ο διακόπτης του κατατμητή μπορεί να υλοποιηθεί με (1) τρανζίστορ (BJT) ισχύος, (2) MOSFET ισχύος, (3) GTO ή θυρίστορ με εξαναγκασμένη σβέση. Τα πρακτικά στοιχεία έχουν μια πτώση τάσης που κυμαίνεται από 0.5 ως 2V και χάριν απλοποίησης η πτώση τάσης αυτή θα αμεληθεί. Σχήμα 1.6 Κατατμητής υποβιβασμού τάσης με ωμικό φορτίο. 3 Καθηγητής Γεώργιος Κυραναστάσης «ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ» Κεφ.7 σελ

17 Η μέση τάση εξόδου δίνεται από τη σχέση (1.8) Και το μέσο ρεύμα φορτίου είναι (1.9) Όπου T είναι η περίοδος κατάτμησης, k = t1/t είναι ο κύκλος λειτουργίας του κατατμητή και f είναι η συχνότητα λειτουργίας του κατατμητή. Η ενεργός τάση εξόδου βρίσκεται από τη σχέση (1.10) Με την παραδοχή ενός ιδανικού και χωρίς απώλειες κατατμητή, η ισχύς εισόδου στον κατατμητή είναι η ίδια με την ισχύ εξόδου και δίνεται από τη σχέση (1.11) Ο κύκλος λειτουργίας k μπορεί να μεταβληθεί από 0 ως 1 με μεταβολή του χρόνου t1, της περιόδου T ή της συχνότητας f. Έτσι η τάση εξόδου Vo μπορεί να μεταβληθεί από 0 ως Vs με μεταβολή του k και έτσι μπορεί να ελέγχεται η ροή ισχύος. Λειτουργία με σταθερή συχνότητα. Η συχνότητα κατάτμησης f (ή η περίοδος κατάτμησης T) διατηρείται σταθερή και μεταβάλλεται ο χρόνος αγωγής t1. Το εύρος (ή πλάτος) του παλμού μεταβάλλεται και αυτός ο τύπος ελέγχου είναι γνωστός σαν έλεγχος διαμόρφωσης εύρους παλμού (PWM). Λειτουργία μεταβλητής συχνότητας. Η συχνότητα κατάτμησης f μεταβάλλεται. Είτε ο χρόνος αγωγής t1 ή ο χρόνος αποκοπής t2 μένουν σταθερά. Αυτή λέγεται διαμόρφωση συχνότητας. Η συχνότητα πρέπει να μεταβάλλεται σε μια μεγάλη περιοχή για να καλυφθεί ολόκληρη η περιοχή της τάσης εξόδου. Αυτός ο τύπος ελέγχου θα δημιουργούσε αρμονικές σε απρόβλεπτες συχνότητες και η σχεδίαση των φίλτρων θα ήταν δύσκολη Κατατμητές υποβιβασμού τάσης με φορτίο RL Ο κατατμητής με μικτό φορτίο RL φαίνεται στο Σχήμα 1.7. Η λειτουργία του μπορεί να διαιρεθεί σε δυο τρόπους. Κατά τον τρόπο 1 ο διακόπτης είναι κλειστός και το ρεύμα ρέει από την τροφοδοσία στο φορτίο ενώ κατά τον τρόπο 2 ο διακόπτης είναι ανοικτός και το ρεύμα ρέει μέσω της διόδου ελεύθερης ροής. Τα ισοδύναμα κυκλώματα για τους δύο τρόπους φαίνονται στο Σχήμα 1.8 μαζί με τις αντίστοιχες κυματομορφές για το ρεύμα φορτίου και την τάση εξόδου στην μόνιμη κατάσταση

18 Σχήμα 1.7 Κατατμητής με μικτό φορτίο RL. Σχήμα 1.8 Ισοδύναμα κυκλώματα και κυματομορφές με μικτό φορτίο RL Η μέγιστη κυμάτωση του ρεύματος φορτίου στην μόνιμη κατάσταση δίνεται από την σχέση (1.12) Για 4Fl>>R, tanhθ θ και η μέγιστη κυμάτωση του ρεύματος μπορεί να προσεγγισθεί με τη σχέση (1.13) Όπου Vs η τάση τροφοδοσίας, f η συχνότητα λειτουργίας του κατατμητή και L η επαγωγή του φορτίου Ταξινόμηση κατατμητών Ο κατατμητής υποβιβασμού τάσης επιτρέπει τη ροή ισχύος από την τροφοδοσία προς το φορτίο και αναφέρεται σαν κατατμητής Α τάξης. Ανάλογα με τις διευθύνσεις ροής του ρεύματος και της τάσης, οι κατατμητές μπορούν να ταξινομηθούν σε πέντε τάξεις : A, B, C, D και E

19 Σχήμα 1.9 Κατατμητής ανύψωσης τάσης Σχήμα 1.10 Ταξινόμηση κατατμητών

20 Κατατμητής A τάξης Το ρεύμα φορτίου ρέει προς το φορτίο. Τόσο η τάση όσο και το ρεύμα φορτίου είναι θετικά, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.10α. Είναι κατατμητής ενός τεταρτημορίου. Κατατμητής B τάξης Το ρεύμα φορτίου ρέει από το φορτίο προς την τροφοδοσία. Η τάση φορτίου είναι θετική αλλά το ρεύμα φορτίου είναι αρνητικό, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.10β. Και αυτός είναι κατατμητής ενός τεταρτημορίου με κύκλωμα και κυματομορφές που φαίνονται στο Σχήμα Απαραίτητη προϋπόθεση λειτουργίας να υπάρχει σε σειρά με το φορτίο πηγή τάσης (πχ μπαταρία) που θα τροφοδοτήσει το αρνητικό ρεύμα. Σχήμα 1.11 Κατατμητής Β τάξης Κατατμητής C τάξης Το ρεύμα φορτίου είναι είτε θετικό ή αρνητικό όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.10γ και η τάση φορτίου είναι πάντα θετική. Είναι γνωστός σαν κατατμητής δύο τεταρτημορίων και φαίνεται στο Σχήμα Σχήμα 1.12 Κατατμητής C τάξης Κατατμητής D τάξης Το ρεύμα φορτίου είναι πάντα θετικό και η τάση φορτίου είναι είτε θετική ή αρνητική όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.10δ. Είναι κατατμητής δύο τεταρτημορίων και φαίνεται στο Σχήμα

21 Σχήμα 1.13 Κατατμητής D τάξης Κατατμητής E τάξης Το ρεύμα φορτίου είναι είτε θετικό ή αρνητικό και η τάση φορτίου είναι είτε αρνητική ή θετική. Είναι κατατμητής τεσσάρων τεταρτημορίων και φαίνεται στο Σχήμα και είναι η βάση για τον μονοφασικό αντιστροφέα γέφυρας. Σχήμα 1.14 Κατατμητής E τάξης

22 1.4 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Αντιστροφείς Οι μετατροπείς Συνεχούς σε Εναλλασσόμενο είναι γνωστοί σαν Αντιστροφείς. Η λειτουργία ενός αντιστροφέα είναι να μετατρέπει μια συνεχή τάση τροφοδοσίας σε μια συμμετρική εναλλασσόμενη τάση εξόδου με επιθυμητό πλάτος και συχνότητα. Η τάση εξόδου μπορεί να είναι σταθερή ή μεταβλητή σε μια σταθερή ή μεταβαλλόμενη συχνότητα. Μια μεταβλητή τάση εξόδου μπορεί να ληφθεί με μεταβολή της συνεχούς τάσης τροφοδοσίας και διατήρηση σταθερού κέρδους αντιστροφέα. Αφ ετέρου, αν η συνεχής τάση τροφοδοσίας είναι σταθερή και δεν είναι ελεγχόμενη μια μεταβλητή τάση εξόδου μπορεί να ληφθεί με μεταβολή του κέρδους του αντιστροφέα, πράγμα που πετυχαίνεται με έλεγχο διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) στον αντιστροφέα. Το κέρδος του αντιστροφέα μπορεί να ορισθεί σαν λόγος της τάσης εξόδου προς την τάση εισόδου. Οι κυματομορφές της τάσης εξόδου των ιδανικών αντιστροφέων θα έπρεπε να είναι ημιτονοειδείς. Όμως οι κυματομορφές των πρακτικών αντιστροφέων είναι μη ημιτονοειδείς και περιέχουν ορισμένες αρμονικές. Για εφαρμογές μικρής και μέσης ισχύος μπορούν να γίνουν αποδεκτές ορθογωνικές ή σχεδόν ορθογωνικές κυματομορφές και για εφαρμογές υψηλής ισχύος είναι απαραίτητες ημιτονοειδείς κυματομορφές χαμηλής παραμόρφωσης. Με τη βοήθεια των υπαρχόντων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος υψηλής ταχύτητας, το αρμονικό περιεχόμενο της τάσης εξόδου μπορεί να ελαχιστοποιηθεί ή να μειωθεί σημαντικά με διακοπτικές τεχνικές. Οι αντιστροφείς χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε βιομηχανικές εφαρμογές (πχ. Κινητήρια συστήματα εναλλασσομένου ρεύματος μεταβλητής ταχύτητας, επαγωγική θέρμανση, εφεδρικές τροφοδοσίες, τροφοδοτικά αδιάλειπτης παροχής). Η είσοδος μπορεί να είναι μια μπαταρία, ένα φωτοβολταϊκό ή μια οποιαδήποτε πηγή συνεχούς τάσης. Οι τυπικές μονοφασικές έξοδοι είναι 220V, 50Hz και 220/380V,50Hz για την Ευρώπη. Οι αντιστροφείς μπορούν να ταξινομηθούν σε δυο βασικές κατηγορίες: τους μονοφασικούς αντιστροφείς και τους τριφασικούς αντιστροφείς. Κάθε κατηγορία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα οποιοδήποτε ελεγχόμενο (στην έναυση και την σβέση) ημιαγωγικό στοιχείο από τα BJT, MOSFET, IGBT, MCT, SIT, GTO ή θυρίστορ εξαναγκασμένης μεταγωγής ανάλογα με την εφαρμογή. Οι παραπάνω αντιστροφείς γενικά χρησιμοποιούν σήματα ελέγχου με διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM) για να παράγουν την τάση εξόδου. Ο αντιστροφέας λέγεται αντιστροφέας με πηγή τάσης αν η τάση τροφοδοσίας παραμένει σταθερή, αντιστροφέας με πηγή ρεύματος αν το ρεύμα τροφοδοσίας παραμένει σταθερό και αντιστροφέας μεταβλητής τάσης αν η τάση τροφοδοσίας είναι ελεγχόμενη Αρχή λειτουργίας μονοφασικού αντιστροφέα Η αρχή λειτουργίας των μονοφασικών αντιστροφέων μπορεί να εξηγηθεί στο Σχήμα 1.15α. Το κύκλωμα του αντιστροφέα αποτελείται από δυο κατατμητές. Όταν το τρανζίστορ Q1 ανάβει σε χρόνο T0/2, η στιγμιαία τάση στο φορτίο είναι Vs/2. Αν το τρανζίστορ Q2 μόνο ανάβει για χρόνο T0/2, η τάση -Vs/2 εμφανίζεται στο φορτίο. Το λογικό κύκλωμα πρέπει σχεδιαστεί έτσι ώστε τα Q1 και Q2 να μην ανάβουν ταυτόχρονα. Το Σχήμα 1.15β δείχνει τις κυματομορφές για την τάση εξόδου και τα ρεύματα των τρανζίστορς με ωμικό φορτίο. Αυτός ο αντιστροφέας απαιτεί μια πηγή συνεχούς τριών αγωγών, και όταν ένα τρανζίστορ δεν άγει η

23 αντίστροφη τάση του είναι Vs αντί Vs/2. Αυτός ο αντιστροφέας είναι γνωστός σαν αντιστροφέας ημιγέφυρας. Η ενεργός τάση εξόδου μπορεί να βρεθεί από τη σχέση (1.14) Σχήμα 1.15 Μονοφασικός αντιστροφέας ημιγέφυρας. Η στιγμιαία τάση εξόδου μπορεί να εκφραστεί σαν σειρά Fourier ως εξής (1.15) Όπου ω = 2πf 0 είναι η συχνότητα της τάσης εξόδου σε rad/s. Για n=1 η παραπάνω εξίσωση δίνει την ενεργό τιμή της θεμελιώδους συνιστώσας σαν (1.16) Για ένα επαγωγικό φορτίο, το ρεύμα φορτίου δεν μπορεί να μεταβληθεί ακαριαία με την τάση εξόδου. Αν το Q1 σβεσθεί σε χρόνο t = T 0 /2, το ρεύμα φορτίου θα συνέχιζε να ρέει μέσω της D2, του φορτίου και του κατώτερου μισού της πηγής τροφοδοσίας μέχρις ότου το ρεύμα να μηδενισθεί. Με όμοιο τρόπο, όταν το Q2 σβήνεται σε χρόνο t = T 0, το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω της D1, του φορτίου και ανώτερου μισού της πηγής τροφοδοσίας. Όταν οι

24 δίοδοι D1 ή D2 άγουν, ενέργεια τροφοδοτείται πίσω στην πηγή τροφοδοσίας και αυτές οι δίοδοι είναι γνωστές σαν δίοδοι ανατροφοδότησης. Το Σχήμα 1.15γ δείχνει το ρεύμα φορτίου και τα διαστήματα αγωγής των στοιχείων για καθαρά επαγωγικό φορτίο. Μπορεί να σημειωθεί ότι για καθαρά επαγωγικό φορτίο, το τρανζίστορ άγει μόνο για T 0 /2 (ή 90 0 ). Ανάλογα με τον συντελεστή ισχύος του φορτίου, η περίοδος αγωγής ενός τρανζίστορ θα μπορούσε να μεταβάλλεται από 90 0 έως Τα τρανζίστορς μπορούν να αντικατασταθούν με GTO ή με θυρίστορς εξαναγκασμένης μεταγωγής. Αν t q είναι ο χρόνος σβέσης ενός θυρίστορ, πρέπει να υπάρχει ένας ελάχιστος χρόνος καθυστέρησης t q μεταξύ του θυρίστορ που σβήνει και του θυρίστορ που ανάβει διότι διαφορετικά θα υπήρχε βραχυκύκλωμα μεταξύ των δύο. Έτσι ο μέγιστος χρόνος αγωγής ενός θυρίστορ θα ήταν T 0 /2 - t q. Στην πράξη, ακόμα και τα τρανζίστορς απαιτούν έναν ορισμένο χρόνο έναυσης και σβέσης. Έτσι αυτό πρέπει να παίρνεται υπόψη στο λογικό κύκλωμα αν ο αντιστροφέας πρέπει να λειτουργεί με επιτυχία. Για ένα φορτίο RL, το στιγμιαίο ρεύμα φορτίου i 0 μπορεί να υπολογισθεί από την (1.17) Όπου θ n = tan -1 (nωl/r). Αν I 01 είναι το ενεργό θεμελιώδες ρεύμα φορτίου, η θεμελιώδης ισχύς εξόδου (για n = 1) είναι (1.18) Στις περισσότερες εφαρμογές (π.χ ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα) η ισχύς εξόδου λόγω του θεμελιώδους ρεύματος είναι γενικά η χρήσιμη ισχύς, και η ισχύς που οφείλεται στα αρμονικά ρεύματα καταναλώνεται σαν θερμότητα και αυξάνει τη θερμοκρασία Παράμετροι απόδοσης Η έξοδος των πρακτικών αντιστροφέων περιέχει αρμονικές και η ποιότητα ενός αντιστροφέα κανονικά αποτιμάται συναρτήσει των εξής παραμέτρων απόδοσης. Αρμονικός συντελεστής της αρμονικής n τάξεως, HF n. Ο αρμονικός συντελεστής(της n τάξεως αρμονικής), που είναι μέτρο της ατομικής αρμονικής συνεισφοράς, ορίζεται ως (1.19) Όπου V1είναι η ενεργός τιμή της θεμελιώδους συνιστώσας και Vn είναι η ενεργός τιμή της αρμονικής συνιστώσας n τάξεως

25 Συνολική αρμονική παραμόρφωση THD. Η συνολική αρμονική παραμόρφωση, που είναι ένα μέτρο της προσέγγισης την μορφή μιας κυματομορφής και της θεμελιώδους συνιστώσας, ορίζεται σαν (1.20) Συντελεστής παραμόρφωσης DF. Ο THD δίνει το συνολικό αρμονικό περιεχόμενο, αλλά δεν δείχνει το μέτρο της κάθε αρμονικής συνιστώσας. Αν χρησιμοποιηθεί ένα φίλτρο στην έξοδο του αντιστροφέα, οι αρμονικές ανώτερων τάξεων θα εξασθενούσαν πιο αποδοτικά. Έτσι, μια γνώση τόσο της συχνότητας όσο και του μέτρου κάθε αρμονικής παραμόρφωσης που παραμένει σε μια ορισμένη κυματομορφή μετά από εξασθένιση δεύτερης τάξης των αρμονικών της κυματομορφής (δηλ. μετά από διαίρεση με n 2 ). Έτσι ο DF είναι ένα μέτρο της αποδοτικότητας στη μείωση των ανεπιθύμητων αρμονικών χωρίς να πρέπει να καθορισθούν οι τιμές ενός φίλτρου δεύτερης τάξης στο φορτίο και ορίζεται σαν (1.21) Ο συντελεστής παραμόρφωσης μιας επιμέρους (ή n τάξεως) αρμονικής συνιστώσας ορίζεται σαν (1.22) Αρμονική μικρότερης τάξης LOH. Η αρμονική μικρότερης τάξης είναι εκείνη η αρμονική συνιστώσα της οποίας η συχνότητα είναι πλησιέστερα στη θεμελιώδη και το πλάτος της είναι μεγαλύτερο ή ίσο με το 3% της θεμελιώδους συνιστώσας. Μονοφασικοί αντιστροφείς Ένας μονοφασικός αντιστροφέας γέφυρας φαίνεται στο Σχήμα 1.16α. Αποτελείται από τέσσερις κατατμητές. Όταν τα τρανζίστορς Q1 και Q2 ανάβονται ταυτόχρονα, η τάση εισόδου Vs εμφανίζεται στα άκρα του φορτίου. Αν τα τρανζίστορς Q3 και Q4 ανάβονται ταυτόχρονα, η τάση στο φορτίο αντιστρέφεται και είναι Vs. Η κυματομορφή της τάσης εξόδου φαίνεται στο Σχήμα 1.16β. Η ενεργός τάση εξόδου μπορεί να υπολογισθεί από τη σχέση (1.23)

26 Η σχετική έκφραση της τάσης εξόδου ως σειράς Fourier είναι (1.24) Και για n=1, προκύπτει από την προηγούμενη εξίσωση η ενεργός τιμή της θεμελιώδους συνιστώσας ως (1.25) Σχήμα 1.16 Μονοφασικός Αντιστροφέας γέφυρας Το στιγμιαίο ρεύμα φορτίου i 0 για φορτίο RL είναι (1.26) Όταν οι δίοδοι D1 και D2 άγουν, η ενέργεια τροφοδοτείται πίσω στην πηγή και γι αυτό είναι γνωστές σαν δίοδοι ανατροφοδότησης. Το Σχήμα 1.16γ δείχνει την κυματομορφή του ρεύματος φορτίου για επαγωγικό φορτίο

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ ORCAD PSPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τι είναι το ORCAD-PSPICE και γιατί χρησιμοποιείται ευρέως 4 Το Orcad-PSpice είναι ένα ευρέως διαδεδομένο και διεθνώς αποδεκτό πρόγραμμα, το οποίο χρησιμοποιείται για την εξομοίωση της συμπεριφοράς των κυκλωμάτων σε επίπεδο μοντέλων. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η ανάλυση πολύπλοκων κυκλωμάτων σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, oδηγώντας σε αποτελέσματα πολύ ακριβή, πάντα μέσα στα πλαίσια των προσεγγίσεων. Από τη στιγμή που ο σχεδιασμός ενός κυκλώματος έχει γίνει σε πρώτη προσπάθεια με κλασσικές διαδικασίες, η επαλήθευση της λειτουργίας του κυκλώματος, μπορεί να γίνει με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή, μέσω του προγράμματος ανάλυσης PSpice. Επαναληπτικές τροποποιήσεις και αναλύσεις του κυκλώματος μπορεί να οδηγήσουν γρήγορα και εύκολα στον τελικό σχεδιασμό. Έτσι πραγματοποιείται ο σχεδιασμός κυκλωμάτων, μέσω προγραμμάτων ανάλυσης. Η εξοικείωση με τα προγράμματα ανάλυσης κυκλωμάτων, συμπεριλαμβανομένου και του προγράμματος PSpice, δημιουργεί την αυτοπεποίθηση για τη μελέτη πολύπλοκων κυκλωμάτων και συστημάτων. Ταυτόχρονα παρέχει τη βεβαιότητα ότι, τα αποτελέσματα εξομοίωσης των κυκλωμάτων θα βρίσκονται κοντά στα προσδοκώμενα αποτελέσματα στην πράξη. Ένας επιπλέον λόγος που συνηγορεί στο σχεδιασμό κυκλωμάτων με τη χρήση προγραμμάτων ανάλυσης είναι, ότι ο σχεδιασμός στον πάγκο δεν παρέχει στο χρήστη τα διαθέσιμα στοιχεία ως διακριτά, με αποτέλεσμα στη σημερινή εποχή να είναι αδιανόητο να προχωρήσει κανείς στο σχεδιασμό ηλεκτρονικών κυκλωμάτων χωρίς τη χρήση υπολογιστών. Έτσι λοιπόν, το Orcad-PSpice 9.1 Edition, αλλά και κάθε έκδοση του προγράμματος Spice, έχει ως σκοπό την εξομοίωση κυκλωμάτων για μη γραμμικές dc, μη γραμμικές transient και γραμμικές ac αναλύσεις. Τα κυκλώματα μπορεί να περιλαμβάνουν αντιστάτες, πυκνωτές, πηνία, αμοιβαίους επαγωγείς, ανεξάρτητες και εξαρτημένες πηγές ρεύματος και τάσεως, όπως επίσης και ημιαγωγά στοιχεία, λόγου χάρη διόδους και τρανζίστορ. Φιλοσοφία του PSpice Αρχικά γίνεται η εγκατάσταση του προγράμματος Οrcad-PSpice και συγκεκριμένα της έκδοσης Student Edition 9.1 σε περιβάλλον PSpice AD και σε περιβάλλον Capture Cis. Με την έναρξη της διαδικασίας ανάλυσης ο χρήστης εισάγει στον υπολογιστή τα δεδομένα της τοπολογίας, είτε υπό τη μορφή κειμένου ή υπό τη μορφή σχηματικού, καθώς και το είδος ανάλυσης, που επιδιώκει. Έτσι δημιουργείται το λεγόμενο αρχείο εισόδου. Μετά την εισαγωγή της τοπολογίας του κυκλώματος, η μαθηματική περιγραφή του γίνεται με μήτρες περιγραφής, μέσω του προγράμματος, χωρίς την παρέμβαση του χρήστη. Οι μήτρες περιγραφής προσδιορίζονται με βάση την ανάλυση των κόμβων. Από τη στιγμή, που η μαθηματική περιγραφή του κυκλώματος έχει ολοκληρωθεί, το πρόγραμμα αναλαμβάνει τον προσδιορισμό των τάσεων όλων των κόμβων και των ρευμάτων όλων των κλάδων. Αυτό 4 Από ιστοσελίδα στο internet : «Ανάλυση κυκλωμάτων με το πρόγραμμα ORCAD PSPICE- LITE EDITION» Κεφ 1, Ενότητες : 1.α, 1.β,

28 επιτυγχάνεται με επίλυση, μέσω αριθμητικής ανάλυσης, του συστήματος των γραμμικών ή μη γραμμικών εξισώσεων, που περιγράφει το κύκλωμα. Μετά την ολοκλήρωση της εισαγωγής του αρχείου εισόδου και της εκτέλεσης του προγράμματος, ο χρήστης έχει στη διάθεσή του το γραφικό περιβάλλον (όπου αναλαμβάνει την απεικόνιση των αποτελεσμάτων κατά ποικίλο τρόπο) και το αρχείο εξόδου (όπου περιλαμβάνει χρήσιμες πληροφορίες, που αφορούν τη λειτουργία του κυκλώματος). Μια σχηματική παράσταση της δομής του προγράμματος Pspice παρουσιάζεται στο σχήμα 2.1. Σχήμα 2.1. Σχηματική παράσταση του προγράμματος Pspice. Αρχείο εισόδου ενός κυκλώματος Όπως ήδη αναφέρθηκε το αρχείο εισόδου αποτελεί την έναρξη της διαδικασίας ανάλυσης. Το αρχείο αυτό μπορεί να εισαχθεί στον υπολογιστή, είτε με τη μορφή κειμένου (text) μέσω του προγράμματος PSPICE AD, είτε με σχηματικό τρόπο (schematic) μέσω του προγράμματος PSPICE CIS (capture). Η εισαγωγή του αρχείου εισόδου που γίνεται με τη μορφή κειμένου περιλαμβάνει κάποια βήματα, προκειμένου να είναι αναγνωρίσιμο από το ίδιο το πρόγραμμα. Τα βήματα αυτά εστιάζονται στην εισαγωγή της τοπολογίας του κυκλώματος, στην εισαγωγή του είδους ανάλυσης που επιδιώκει ο χρήστης, όπως επίσης και στην εισαγωγή των εντολών εξόδου και της εντολής τερματισμού. Κατά αναλογία και η εισαγωγή του αρχείου εισόδου που πραγματοποιείται με τη μορφή σχηματικού περιλαμβάνει, το σχηματικό και τον ορισμό του είδους ανάλυσης. Μια σχηματική παράσταση της δομής του αρχείου εισόδου παρουσιάζεται στο σχήμα 2.2. Σχήμα 2.2 Σχηματική παράσταση του αρχείου εισόδου

29 2.2 ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ORCAD PSPICE STUDENT EDITION 9.1 Για να εγκαταστήσετε το PSpice A/D Student στον υπολογιστή σας χρησιμοποιείστε το CD-ROM με το λογισμικό εγκατάστασης. Τα βήματα τα οποία θα ακολουθήσετε είναι τα εξής : Βάζετε το CD στο CD-ROM. Πολλοί υπολογιστές το διαβάζουν αυτόματα, αν δεν το διαβάσει αυτόματα ακολουθήστε τη διαδικασία. Ο Υπολογιστής μου -> Μονάδα CD: Άνοιγμα και βλέπετε το παραπάνω παράθυρο. Κάντε διπλό κλικ στο αρχείο Setup.exe. Σας εμφανίζει το εξής παράθυρο:

30 Το οποίο είναι μια προειδοποίηση για το αν έχετε κλείσει όλα τα προγράμματα ανίχνευσης ιών διότι τέτοιου είδους προγράμματα θα οδηγήσουν σε αποτυχία την εγκατάσταση. Έπειτα κάντε κλικ στο «OK» και εμφανίζεται το εξής παράθυρο: Το οποίο σας ρωτά εάν έχετε τα πλήρη δικαιώματα του συστήματος. Εάν τα έχετε πατήστε στο «Ναι» αλλιώς ακυρώνετε την εγκατάσταση πατώντας το «Όχι.». Πατάτε το «Ναι» για να συνεχιστεί η εγκατάσταση. Το παράθυρο που εμφανίζεται έπειτα είναι το ακόλουθο: όπου σας ζητά να επιλέξετε ποιους επεξεργαστές του Schematic θέλετε να εγκαταστήσετε. Το Capture ή το Schematics. Επιλέγετε και τα δύο να εγκατασταθούν στο πρόγραμμά σας και πατάτε επόμενο (Next>). Με το κουμπί ακύρωση (Cancel) εμφανίζεται το παράθυρο

31 όπου αναφέρει ότι η εγκατάσταση δεν έχει ολοκληρωθεί και αν θέλετε να συνεχίσετε την εγκατάσταση πατάτε το κουμπί Resume, διαφορετικά για να βγείτε τελείως και να σταματήσει η εγκατάσταση πατάτε το κουμπί Exit Setup. Έπειτα εμφανίζεται το παράθυρο όπου το πρόγραμμα σας ζητά να επιλέξετε τον κατάλογο στον οποίο θέλετε να γίνει η εγκατάσταση των προγραμμάτων που επιλέξατε προηγουμένως. Πατώντας το Browse σας εμφανίζει το παράθυρο:

32 για να επιλέξετε την προεπιλεγμένη διαδρομή και αν συμφωνείτε με αυτή, πατάτε OK διαφορετικά πληκτρολογείτε το μονοπάτι που εσείς επιθυμείτε. Πατώντας OK επιστρέφετε στο προηγούμενο παράθυρο : και πατάμε επόμενο (Next>). Με το πίσω (<Back) σας γυρίζει ένα βήμα πίσω και με την ακύρωση (Cancel) ακυρώνει τη διαδικασία της εγκατάστασης

33 Πατώντας επόμενο (Next>) εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο : όπου επιλέγετε το όνομα του φακέλου στον οποίο θα αποθηκευτούν τα αρχεία του προγράμματος. Ή δεχόσαστε το προεπιλεγέν όνομα ή επιλέγετε κάποιο άλλο από τη λίστα και πατάτε επόμενο (Next>). Στη συνέχεια εμφανίζεται το παράθυρο όπου εμφανίζονται οι ιδιότητες που επιλέξατε προηγουμένως. Εάν συμφωνείτε πατάτε επόμενο (Next>). Εάν όχι πηγαίνετε πίσω με το «<Back» και αλλάζετε τις ιδιότητες

34 Επιλέγοντας επόμενο εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο στο κάτω μέρος της οθόνης όπου φαίνεται να εκτελείται η εγκατάσταση των αρχείων του προγράμματος στο φάκελο που επιλέξατε πιο πριν. Όταν φτάσει στο 100% έχει ολοκληρωθεί η αντιγραφή των αρχείων, εάν όμως θελήσετε για κάποιο λόγο να κάνετε ακύρωση στο μεταξύ, μπορείτε να πατήσετε Cancel. Με την ολοκλήρωση της αντιγραφής των αρχείων εμφανίζεται το παράθυρο όπου αναφέρεται ότι έχει γίνει επιτυχώς η εγκατάσταση. Και για να ολοκληρωθεί πατάτε τέλος ( Finish)

35 2.3 ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ PSPICE A/D STUDENT ΑΠΛΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Θα δείτε : Πώς ξεκινά το PSpice. Πώς προσθέτονται τα μέρη σε μια σχηματική αναπαράσταση. Πώς κινούνται και περιστρέφονται τα μέρη. Πώς συνδέονται τα μέρη. Πώς αλλάζουν οι ιδιότητες ενός μέρους. Πώς αποθηκεύεται ένα σχηματικό αρχείο. Πώς χρησιμοποιείται το χαρακτηριστικό γνώρισμα Undo/ Redo. Πώς χρησιμοποιείται το χαρακτηριστικό γνώρισμα Redraw και Zooming. Πώς εκτελούνται οι απλές μετρήσεις συνεχούς ανάλυσης DC. Πώς χρησιμοποιείται η βοήθεια (Help). ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Τα δύο κύρια προγράμματα που χρησιμοποιούνται παρακάτω είναι το Schematics (σχηματικές αναπαραστάσεις) και το OrCAD PSpice A/D Demo. Το Schematics είναι το πρόγραμμα που χτίζει τα κυκλώματα που έχετε στην κατοχή μας σε ένα όργανο ελέγχου, και τα σώζει σε ένα αρχείο με την επέκταση.sch. Για να δώσει με γραφική παράσταση αυτές τις λύσεις χρησιμοποιείται το OrCAD PSpice A/D Demo. ΞΕΚΙΝΩΝΤΑΣ 1. Πατήστε το κουμπί Start. Οι επάνω επιλογές εμφανίζονται. 2. Επιλέξτε Programs. Οι επάνω επιλογές εμφανίζονται. 3. Επιλέξτε το PSpice Student. Θα δείτε τις επιλογές να εμφανίζονται μαζί με όλα τα προγράμματα αξιολόγησης. 4. Επιλέξτε το Schematics και κάντε κλικ πάνω σ αυτό. Το παράθυρο των σχηματικών αναπαραστάσεων θα ανοίξει. Θα δείτε ένα πρόγραμμα βασισμένο στα Windows, το PSpice Schematics, με μια μπάρα επιλογών και εικόνων στην αριστερή πλευρά της σελίδας. Θα δείτε επίσης μια κενή περιοχή με μπλε γράμματα στην κορυφαία και αριστερή πλευρά της σελίδας. Για να αρχίσει μια σχηματική αναπαράσταση, είναι αναγκαίο να τοποθετηθεί ένα μέρος στη σελίδα. Θα δείτε επίσης στη γραμμή εργασιών των Windows τρία πρόσθετα προγράμματα τα οποία ελαχιστοποιούνται αυτόματα και είναι τα εξής: PSpice Application Builder, PSpice Design Manager, and PSpice Message Viewer. 5 Από ιστοσελίδα στο internet : Μετάφραση δική μας

36 Επίσης στο κατώτατο σημείο του παραθύρου φαίνεται μια μπάρα δεδομένων (Status Bar). Αυτό χρησιμοποιείται για τις υπαγορεύσεις και τις συντεταγμένες δρομέων. Για καλύτερα αποτελέσματα, το ψήφισμα οθόνης πρέπει να είναι τουλάχιστον 800 X 600. Schematics window (Παράθυρο σχηματικών αναπαραστάσεων) ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ Schematics Το Schematics είναι μια σχηματική αναπαράσταση που συλλαμβάνει το προηγούμενο πρόγραμμα που παρέχει ένα κατάλληλο σύστημα για: δημιουργία και διαχείριση των σχεδίων των κυκλωμάτων καθιέρωση και τρέξιμο προσομοιώσεων αξιολόγηση των αποτελεσμάτων προσομοίωσης που χρησιμοποιούν το OrCAD PSpice A/D Demo, Μια σημαντική προϋπόθεση στην οικοδόμηση μιας σχηματικής αναπαράστασης είναι η διαθεσιμότητα των απαραίτητων μερών (στη μορφή συμβόλων) για την επεξεργασία τους. Οι σχηματικές αναπαραστάσεις έχουν εκτενείς βιβλιοθήκες συμβόλων και έναν πλήρως ενσωματωμένο συντάκτη συμβόλων για τη δημιουργία των δικών σου συμβόλων ή την τροποποίηση των υπαρχόντων συμβόλων

37 Μια σχηματική αναπαράσταση αποτελείται από τα σύμβολα, τις ιδιότητες, τα καλώδια, τα λεωφορεία και τα στοιχεία κειμένων. Τα μέρη είναι ηλεκτρικές συσκευές που αποτελούν ένα κύκλωμα, όπως οι αντιστάτες, οι λειτουργικοί ενισχυτές, οι δίοδοι, οι πηγές τάσης και οι ψηφιακές πύλες. Η γραφική αντιπροσώπευση ενός μέρους είναι ένα σύμβολο. Μπορείτε να προσθέσετε το πρόσθετο κείμενο στη σχηματική αναπαράσταση. ΠΡΟΣΘΕΤΟΝΤΑΣ ΜΕΡΗ ΣΕ ΜΙΑ ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ 1. Επιλέξτε Draw Get New Part από το μενού επιλογών, ή κάντε κλικ στο κουμπί Get New Part που βρίσκεται στη ράβδο εργαλείων. Το βασικό πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών εμφανίζεται. Η περιγραφή για το κουμπί είναι στο Tooltips, τα οποία είναι οι κίτρινες λέξεις υποβάθρου ακριβώς κάτω από το δείκτη του ποντικιού. Μια πιο λεπτομερής περιγραφή εμφανίζεται στο μενού θέσης, που βρίσκεται στο κατώτατο σημείο του παραθύρου. 2. Μπορείτε είτε να δακτυλογραφήσετε το πρώτο γράμμα του μέρους που αναζητάτε στον τομέα ονόματος μερών ή να κατεβάσετε τον κύλινδρο έως ότου δείτε το μέρος ή τον αριθμό. Εάν δακτυλογραφήσετε το πρώτο γράμμα ο κατάλογος θα πάει αυτόματα στο μέρος με αυτό το γράμμα. 3. Επιλέξτε το μέρος κάνοντας κλικ στο κατάλληλο όνομα στο παράθυρο καταλόγων. Το μέρος θα εμφανιστεί στον τομέα ονόματος μερών. 4. Για να τοποθετήσετε ένα μέρος στη σελίδα σχεδίων, κάντε ένα κλικ στο κουμπί Place and Close. Κατόπιν μεταφέρετε το μέρος προς το σημείο που θέλετε να το τοποθετήσετε και κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού. Το μέρος θα εμφανιστεί να συνδέεται στην εικόνα. Μπορείτε να τοποθετήσετε τις πολλαπλάσιες περιπτώσεις αυτού του μέρους με το να κάνετε κλικ το αριστερό κουμπί του ποντικιού κάθε φορά. Όταν τοποθετείτε ένα μέρος, θα δείτε μια αναφορά (που υποδεικνύει ποιο είναι το μέρος) και μια τιμή (που παρουσιάζει την τιμή αυτού του μέρους). 5. Όταν τελειώσετε, κάντε κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού. Το μέρος δεν θα εμφανιστεί πλέον να συνδέεται με την εικόνα. 6. Εάν θέλετε ένα άλλο μέρος, επαναλάβετε τα βήματα 2-5. Διαφορετικά, κάντε κλικ στο κουμπί Close. Εάν θέλετε μόνο ένα μέρος από αυτό το πλαίσιο διαλόγου, αφού το επιλέξετε μπορείτε να κάνετε ένα κλικ στο κουμπί Place and Close. Το πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών θα κλείσει. Μπορείτε να κάνετε κλικ στο κουμπί Place στο πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών, παρά στο κουμπί Place and Close. Αυτό θα σας επιτρέψει να επιλέξετε ένα άλλο μέρος χωρίς άνοιγμα του πλαισίου διαλόγου

38 - 1 -

39 Εάν κάνετε κλικ στο προηγμένο κουμπί Advanced, θα δείτε μια εικόνα του μέρους, πριν την τοποθετήσετε.(δείτε το πλαίσιο διαλόγου στα δεξιά). Για να επιστρέψετε στην αρχική μορφή του πλαισίου διαλόγου, κάντε κλικ στο κουμπί Basic. ΠΡΟΣΘΕΤΟΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ ΣΕ ΜΙΑ ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΟΝ ΠΡΟΣΦΑΤΟ ΚΑΤΑΛΟΓΟ ΜΕΡΩΝ 1. Κάντε κλικ στη λίστα παρακάτω, που βρίσκεται στην αριστερή πλευρά της πρώτης γραμμής εργαλείων. 2. Κάντε κλικ στο στοιχείο που εσείς θέλετε να τοποθετήσετε. 3. Κινήστε το ποντίκι επάνω στη σελίδα σχεδίων. Εάν θέλετε να περιστραφεί το μέρος πριν το τοποθετήσετε τότε πατήστε <Ctrl-R> πριν πατήσετε το αριστερό κουμπί του ποντικιού. 4. Για να τοποθετήσετε το μέρος, κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού. Συνεχίστε να κάνετε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού για να τοποθετήσει πολλαπλάσια αντίγραφα. Όταν σας τελειώνουν τοποθετείστε το μέρος, κάνοντας κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού

40 Ο πρόσφατος κατάλογος μερών παρουσιάζει τα πιο πρόσφατα μέρη που χρησιμοποιείτε (τα τελευταία 10 μέρη), και θα ήταν πιθανώς μια καλή πηγή για πολλές από τις σχηματικές αναπαραστάσεις σας. ΕΡΕΥΝΩΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ Μπορεί να υπάρχουν φορές όπου δεν γνωρίζετε τη σύντμηση του μέρους, και έχετε πρόβλημα πώς να βρείτε το μέρος. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αναζήτηση περιγραφής για να βρείτε ένα μέρος (ή ομάδα μερών) που να έχει το χαρακτηριστικό. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΓΝΏΡΙΣΜΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΔΙΑΛΟΓΟΥ ΜΗΧΑΝΗΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ ΜΕΡΩΝ 1. Ανοίξτε το πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών, κάνοντας κλικ στο κουμπί Get New Part που βρίσκεται στη ράβδο εργαλείων. 2. Στον τομέα αναζήτησης περιγραφής, εισάγετε μια γενική περιγραφή του μέρους (δηλ. ground, power supply) 3. Κάντε κλικ στο κουμπί αναζήτησης Search. Ένας κατάλογος εκείνων των μερών, τα οποία περιέχουν τη φράση που εισαγάγατε, θα εμφανιστεί

41 ΤΑΚΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΡΩΝ Μόλις έχετε συγκεντρώσει όλα τα μέρη στη σελίδα σχεδίων, αυτά πρέπει να τα τακτοποιήσετε. Αυτό περιλαμβάνει τη μετακίνησή τους το ένα με το άλλο και την περιστροφή αυτών για να πάρουν το σωστό προσανατολισμό. Εξ ορισμού, οι πηγές τάσης και ρεύματος τοποθετούνται κάθετα και τα παθητικά στοιχεία (RCL) τοποθετούνται οριζόντια. Μπορείτε επίσης να διαγράψετε τα μέρη που τοποθετήθηκαν τυχαία στη σελίδα σχεδίων. ΜΕΤΑΚΙΝΩΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ 1. Επιλέξτε το μέρος με ένα κλικ πάνω σ αυτό. Το μέρος θα γίνει κόκκινο. Προσοχή: Μόνο ο ένα κλικ, όχι δύο κλικ πάνω στο μέρος. 2. Κινήστε το ποντίκι πάνω στο μέρος. Θα δείτε την εικόνα του ποντικιού να αλλάζει, και ένας άσπρος σταυρός θα εμφανιστεί στο χαμηλότερα του βέλους του ποντικιού. Βλέποντας αυτή την εικόνα ποντικιού κάντε κλικ και κρατήστε το μέρος και κινήστε το προς τη θέση που θέλετε. Το μέρος δεν θα κινηθεί ομαλά, αλλά μάλλον θα τοποθετηθεί απότομα στη θέση που είναι βασισμένη στα πλέγματα (τα πλέγματα χρησιμοποιούνται για να αποτελέσουν τη γραμμή μερών). Εάν το πλέγμα δεν είναι ορατό, και το θέλετε ορατό, επιλέξτε Options Display Options και κάντε κλικ στο τετραγωνίδιο δίπλα στο Grid On. Όταν κάνετε επικόλληση αυτά τα κυκλώματα σε μια άλλη εφαρμογή συστήνεται να κληθεί το πλέγμα. 3. Εάν θέλετε να κινήσετε περισσότερα από ένα μέρη τη φορά, επιλέξτε το πρώτο μέρος, και συγκρατήστε το <Shift> ενώ επιλέγετε τα πρόσθετα μέρη. Ένας άλλος τρόπος να επιλεχτούν πολλαπλάσια μέρη είναι να τοποθετηθεί ο δείκτης του ποντικιού στο αριστερό και επάνω μέρος από την ομάδα μερών που θέλετε να επιλέξετε, να κάνετε κλικ και να κρατήσετε και να σύρετε ένα παράθυρο γύρω από εκείνα τα μέρη. Όλα τα μέρη μέσα στο παράθυρο θα γίνουν κόκκινα. Μπορείτε επίσης να κινήσετε μια ετικέτα (είτε μια τιμή είτε έναν αριθμό μερών) με το να επαναλάβετε τα βήματα 1 και 2 ανωτέρω. ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ 1. Επιλέξτε το μέρος με ένα κλικ πάνω σ αυτό. Το μέρος θα γίνει κόκκινο. 2. Πατήστε <Ctrl-R>. Το μέρος θα περιστραφεί 90 ο αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού κάθε φορά που επιλέγετε αυτό το συνδυασμό. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο για τα παθητικά στοιχεία

42 Αφού επιλέξετε ένα μέρος αλλά πριν από αυτό έχετε κάνει αριστερό κλικ στο ποντίκι, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το <Ctrl-R> για να περιστραφεί το μέρος πριν από την τοποθέτησή του στη σελίδα σχεδίων. ΔΙΑΓΡΑΦΟΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ 1. Επιλέξτε το μέρος με ένα κλικ πάνω σ αυτό. Το μέρος θα γίνει κόκκινο. 2. Πατήστε <Delete>. Εάν θέλετε να διαγράψετε τα περισσότερα μέρη από ένα με μια φορά, επιλέξτε το πρώτο μέρος, κρατήστε το <Shift>, και επιλέξτε τα πρόσθετα μέρη. Μόλις επιλεχτούν όλα τα μέρη πιέστε <Delete>. ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΣ ΜΕΡΗ Τα μέρη (στοιχεία ) περιέχουν μια ή περισσότερες καρφίτσες στις οποίες γίνονται οι συνενώσεις. Οι ηλεκτρικές ενώσεις διαμορφώνονται από το καλώδιο που ενώνει τις καρφίτσες αυτές των μερών και από άλλα τμήματα καλωδίων και μερών. Η ένωση των καρφιτσών άμεσα με τους κόμβους διαμορφώνει επίσης τις συνενώσεις. Οι σχηματικές αναπαραστάσεις αντιπροσωπεύουν κάθε τέτοια ηλεκτρική σύνδεση από μια συνένωση. Οι συνενώσεις γίνονται ορατές όταν συγκλίνουν τρία ή περισσότερα συνδεδεμένα στοιχεία στην ίδια σύνδεση. Οι συνενώσεις δημιουργούνται και αφαιρούνται αυτόματα. ΣΥΝΔΕΟΝΤΑΣ ΤΑ ΜΕΡΗ 1. Είτε κάνοντας κλικ στο κουμπί Draw Wire στη ράβδο εργαλείων, ή πατώντας <Ctrl-W>. Ο δείκτης του ποντικιού αλλάζει από βέλος σε ένα μολύβι. 2. Τοποθετήστε την άκρη του μολυβιού σε ένα από τα μέρη που θέλετε να συνδέσετε, και κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού. Αυτό θα ενώσει με καλώδιο σχεδίων εκείνο το σημείο. 3. Κινήστε το ποντίκι έως ότου βρεθεί στο επόμενο μέρος που θέλετε να συνδέσετε επίσης. Τα μέρη θα μοιάζουν ότι έχουν συνδεθεί. 4. Κάντε κλικ σε εκείνο το σημείο. Το καλώδιο θα ενώσει τώρα το επόμενο σημείο. Σημείωση: Εάν πρέπει να κάνετε μια κάμψη στο καλώδιο, κινήστε απλά το ποντίκι προς εκείνη την κατεύθυνση. Το καλώδιο θα συνεχίσει να σχεδιάζεται έως ότου το κάνετε ένα κλικ. 5. Μπορείτε τώρα να κινήσετε το μολύβι προς ένα νέο σημείο, και να συνδέσετε δύο - 4 -

43 νέα μέρη. 6. Όταν έχετε τελειώσει με τη σύνδεση, κάντε κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού για να από επιλέξετε το εργαλείο σχεδίασης καλωδίων. Στα περισσότερα κυκλώματα, θα πρέπει να προσθέσετε μια γείωση. Αυτό μπορεί να βρεθεί στο πλαίσιο διαλόγου μερών ως AGND ή EGND. Μόλις συνδεθούν τα μέρη, μπορείτε ακόμα να τα μετακινήσετε. Θα παραμείνουν συνδεμένα. Εντούτοις, επιβεβαιώστε ότι στο πλαίσιο διαλόγου επιλογών (επιλέξτε Options, Display Options από το μενού επιλογών) το τετραγωνίδιο Rubberband έχει επιλεγεί. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΡΩΝ Κάθε μέρος έχει ένα ή πολυάριθμο σύνολο τιμών. Τα μέρη όπως οι αντιστάτες, οι πυκνωτές, τα πηνία και οι VDC τάσεις έχουν ακριβώς μια τιμή που πρέπει να αλλαχτεί. Η προκαθορισμένη τιμή παρουσιάζεται σε ένα κουτί δίπλα στο μέρος. Παραδείγματος χάριν, οι αντιστάτες θα έχουν μια προκαθορισμένη τιμή του 1kΩ και των πηγών μια προκαθορισμένη τιμή 0V. Ορισμένες σύνθετες πηγές, όπως οι VSIN, VPULSE, VSRC, κ.λπ. πρέπει να καθορίσετε διάφορες τιμές προτού να μπορέσετε να αρχίσετε την ανάλυση. ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΝΤΑΣ ΜΕΜΟΝΩΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ 1. Κάντε διπλό πάτημα στην τιμή του μέρους. Το καθορισμένο πλαίσιο διαλόγου τιμής ιδιοτήτων ανοίγει. 2. Με την τιμή που είναι τονισμένη αναφέρεται και η μονάδα. Δεν είναι απαραίτητο να υποβάλετε τις κατάλληλες μονάδες. 3. Πατήστε OK. Καθορισμένο πλαίσιο διαλόγου τιμής ιδιοτήτων. Δουλεύοντας με τα κυκλώματα, χρησιμοποιείστε KΩκαι όχι MΩ (δηλ. γράψτε 1 MΩ ως 1000 KΩ ). Χρησιμοποιείστε μf αντί του F (δηλ. γράψτε.001f ως 1000μF). Δεν υπάρχει κανένας περιορισμός για τα πηνία

44 ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΕΣ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΤΙΜΕΣ 1. Κάντε διπλό κλικ στο μέρος, ή επιλέξτε το μέρος και κάντε κλικ στο κουμπί Edit Attributes στη ράβδο εργαλείων μέρους.. Ένα πλαίσιο διαλόγου θα ανοίξει με το όνομα του 2. Κάντε κλικ στην κατάλληλη γραμμή που επιθυμείτε να αλλάξετε. Το όνομα και η τιμή θα εμφανιστούν ανωτέρω στα οριζόμενα πλαίσια. 3. Διπλό πάτημα στο πλαίσιο τιμών και βάλτε την κατάλληλη τιμή. 4. Πατήστε το <Enter>. Πρέπει να το κάνετε αυτό, αλλιώς η τιμή δεν θα αλλάξει. 5. Συνεχίστε επαναλαμβάνοντας τα βήματα 2-4 έως ότου τελειώσουν όλες οι μεταβαλλόμενες ιδιότητες. 6. Πατήστε OK. Πλαίσιο διαλόγου τιμής μέρους ΣΩΖΟΝΤΑΣ ΕΝΑ ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΑΡΧΕΙΟ Πριν από οποιαδήποτε προσομοίωση, πρέπει να σώσετε τη σχηματική αναπαράσταση. Μπορείτε να σώσετε ένα αρχείο με τη χρησιμοποίηση του τρέχοντος ονόματος, της συσκευής και του φακέλου (File, Save), ή να αλλάξετε το όνομα, συσκευή ή φάκελο να δημιουργήσετε ένα αρχείο που είναι ξεχωριστό από το αρχικό (File, Save As). Όταν δημιουργείτε αρχικά σχηματικές αναπαραστάσεις ένα αρχείο το Schematics ανοίγει αυτόματα το πλαίσιο διαλόγου σώστε ως (Save As)

45 ΣΩΖΟΝΤΑΣ ΕΝΑ ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΑΡΧΕΙΟ 1. Επιλέξτε File, Save για να σώσετε ένα υπάρχον αρχείο, ή κάντε κλικ στο κουμπί Save στη ράβδο εργαλείων.εάν δεν έχετε σώσει το αρχείο από πριν, το παράθυρο του Save As θα ανοίξει. Εάν έχετε σώσει ήδη το αρχείο, οι αλλαγές θα σωθούν με το ίδιο όνομα αρχείου. 2. Εάν θέλετε να σώσετε αυτό το αρχείο με ένα διαφορετικό όνομα, συσκευή ή έναν φάκελο, επιλέξτε File, Save As. 3. Εάν το παράθυρο διαλόγου Save As εμφανιστεί, βάλτε το όνομα της σχηματικής αναπαράστασης στο πλαίσιο του ονόματος στο πλαίσιο διαλόγου Save As και επιλέξτε και τη συσκευή και το φάκελο. 4. Πατήστε το κουμπί Save Πλαίσιο διαλόγου του Save As UNDO/REDO Το Schematics διατηρεί ένα αρχείο για κάθε μια έκδοση που εσείς αναφέρετε ότι ισχύει για τη σχηματική αναπαράστασή σας. Λόγω αυτού, μπορείτε να ανατρέψετε κάθε μια ισχύ που εκδίδεται, μέχρι την τελευταία φορά που σώσατε τη σχηματική αναπαράσταση. Εάν χρησιμοποιήσετε την ανατροπή (undo), μπορείτε να κάνετε μη ανατροπή (redo). Και τα δύο δηλ κ το Undo και το Redo απευθύνεται μόνο στις αλλαγές σχεδίου που αλλάζουν το περιεχόμενο μιας σχηματικής σελίδας

46 UNDO/REDO 1. Επιλέξτε Edit, Undo, ή πιέστε <Ctrl><Z>, ή κάντε κλικ στο κουμπί Undo στη ράβδο εργαλείων. 2. Για να αντιστρέψετε οποιαδήποτε ενέργεια του Undo, επιλέξτε Edit, Redo, ή πιέστε <Ctrl><Y>, ή κάντε κλικ στο κουμπί Redo στη ράβδο εργαλείων. ΕΠΑΝΑΣΧΕΔΙΑΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΜΕΓΕΘΥΝΟΝΤΑΣ Εάν υπάρχουν πρόσθετες γραμμές στη σχηματική αναπαράσταση που δεν θα έπρεπε να είναι εκεί, ή γραμμές που λείπουν, το σχέδιο μπορεί να χρειάζεται να ανανεωθεί. Το χαρακτηριστικό γνώρισμα του επανασχεδιασμού ολοκληρώνει αυτό. Όταν δουλεύετε σε ένα σχέδιο, μπορείτε να μεγεθύνετε ή να σμικρύνετε για να δείτε μια μεγαλύτερη ή μια μικρότερη μερίδα του σχηματικού παραθύρου. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΝ ΕΠΑΝΑΣΧΕΔΙΑΣΜΟ (REDRAW) 1. Για να ανανεώσετε το σχέδιο, επιλέξτε View, Redraw, ή κάντε κλικ στο κουμπί Redraw στη ράβδο εργαλείων. 2. Κάντε κλικ στην κατάλληλη γραμμή που επιθυμείτε να αλλάξετε. Το όνομα και η τιμή θα εμφανιστούν ανωτέρω στα οριζόμενα πλαίσια. 3. Διπλό κλικ στο παράθυρο τιμών, και ορίστε την κατάλληλη τιμή

47 Κουμπί Ενέργεια Μέθοδος Μεγέθυνση Σμίκρυνση Μεγέθυνση σε περιοχή Μεγέθυνση για να συμπληρώσει τη σελίδα Κάντε κλικ στο κουμπί για να μεγεθύνει το κύκλωμα Κάντε κλικ στο κουμπί για να σμικρύνει το κύκλωμα Κάντε κλικ στο κουμπί και μετά κάντε κλικ και κρατήστε το αριστερό κουμπί του ποντικιού για να σύρει κάτω ένα παράθυρο γύρω από την περιοχή που θέλετε να μεγεθύνετε. Όταν απελευθερώσετε το κουμπί του ποντικιού, εκείνη η περιοχή θα γεμίσει ολόκληρη τη σελίδα σχεδίου. Κάντε κλικ στο κουμπί και το κύκλωμα θα γεμίσει όλη τη σελίδα σχεδίου. Αυτό είναι χρήσιμο εάν μεγεθύνατε μέσα σε μια περιοχή πάρα πολύ μακριά και θέλετε να δείτε ολόκληρο το κύκλωμα Επιλέξτε View, In και κάντε κλικ στο σημείο του κυκλώματος που θέλετε να μεγεθύνετε. Επιλέξτε View, Out και κάντε κλικ στο σημείο του κυκλώματος που θέλετε να σμικρύνετε. Επιλέξτε View, Area και κάντε κλικ και κρατήστε το αριστερό κουμπί του ποντικιού για να σύρει κάτω ένα παράθυρο γύρω από την περιοχή που θέλετε να μεγεθύνετε. Όταν απελευθερώσετε το κουμπί του ποντικιού, εκείνη η περιοχή θα γεμίσει ολόκληρη τη σελίδα σχεδίου. Επιλέξτε View, Fit και το κύκλωμα θα γεμίσει όλη τη σελίδα σχεδίου. Αυτό είναι χρήσιμο εάν μεγεθύνατε μέσα σε μια περιοχή πάρα πολύ μακριά και θέλετε να δείτε ολόκληρο το κύκλωμα. Μπορείτε επίσης να επιλέξετε View, Entire Page από το μενού επιλογών. Αυτό θα επιτρέψει σε σας να δείτε την ολόκληρη τη σελίδα σχεδίων, συμπεριλαμβανομένων των συνόρων και του φραγμού τίτλου ( title block ). ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΣΥΝΕΧΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ( DC) Εάν θέλετε να μετρήσετε συνεχή (DC) επίπεδα (δηλ. για τα πειράματα που περιλαμβάνουν το νόμο του Ohm ή το νόμο Kirchoff) μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο μέρη για να δείτε αυτά τα επίπεδα. Αυτά τα μέρη τοποθετούνται στο σχηματικό σχέδιο με τον ίδιο τρόπο που οποιοδήποτε άλλο μέρος τοποθετείται. Το VIEWPOINT είναι ένα σημείο εξέτασης τάσης, το οποίο θα παρουσιάσει την τιμή αφότου το κύκλωμα εξομοιωθεί. Τοποθετείστε VIEWPOINTσε έναν κόμβο. Το IPROBE είναι ένας τρέχων έλεγχος, ο οποίος θα παρουσιάσει την τιμή αφότου το κύκλωμα εξομοιωθεί. Χρειάζεται να βάλετε αυτό το μέρος μεταξύ δύο μερών, έτσι ώστε η τρέχουσα ροή σε εκείνο τον κλάδο μπορεί να μετρηθεί. Εάν έχετε μετρήσεις που ποικίλουν με το χρόνο (δηλ. που είναι κολπώδης) εσείς έπειτα πρέπει να τρέξει τον έλεγχο. Αυτό το τμήμα θα εξετάσει την απλή συνεχή ανάλυση (DC)

48 ΣΥΝΕΧΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ( DC) 1. Τοποθετήστε VIEWPOINT ή/και IPULSE στα κατάλληλα σημεία. Τοποθετείστε το μέρος VIEWPOINT σε έναν κόμβο. Για να τοποθετήσετε το μέρος IPULSE, θα πρέπει να σπάσετε το κύκλωμα. 2. Σώστε το σχέδιο. 3. Επιλέξτε Analysis Simulate από το μενού επιλογών, ή κάντε κλικ στο κουμπί Simulate στη ράβδο εργαλείων. 4. Εάν δεν υπάρχει κανένα λάθος, θα δείτε το πλαίσιο διαλόγου του PSpice και θα ακούσετε ένα κλικ. Κινήστε το ποντίκι οπουδήποτε στη σχηματική σελίδα και κάντε κλικ το αριστερό κουμπί του ποντικιού. Θα δείτε τις τιμές στα μέρη VIEWPOINT και IPULSE. Εάν υπάρχει ένα λάθος, θα δείτε ένα πλαίσιο διαλόγου λάθους. Εάν κάνετε κλικ στο κουμπί ΟΚ, θα φέρετε επάνω το πλαίσιο διαλόγου θεατών μηνυμάτων της MicroSim (MicroSim Message Viewer). Οτιδήποτε είναι με κόκκινο χρώμα είναι μήνυμα λάθους και πρέπει να διορθωθεί. ΒΟΗΘΕΙΑ Υπάρχει μια ευρεία ποικιλία βοήθειας σε αυτό το πρόγραμμα. Οι δύο τύποι βοηθειών είναι η παραδοσιακή βοήθεια, και αυτή που είναι βασισμένη στο WEB. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ 1. Επιλέξτε Help, Help Topics. Ένα παράθυρο βοήθειας θα ανοίξει. 2. Κάντε κλικ στο πλαίσιο Index και διατυπώστε εσείς στο αριστερό μέρος του παραθύρου το κείμενο για βοήθεια. Οι πληροφορίες θα εμφανιστούν στη δεξιά πλευρά του παραθύρου. 3. Μπορείτε επίσης να έχετε πρόσβαση στις πληροφορίες με την επιλογή Help, Web Resources, και επιλέγοντας OrCAD website

49 2.3.2 ΠΑΡΟΔΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ RC ΚΑΙ RL Θα δείτε : Πώς χρησιμοποιείται η πηγή τάσης pulse. Πώς οργανώνεται και εκτελείται μια μεταβατική ανάλυση. Πώς χρησιμοποιούνται οι πρόσθετοι δείκτες για τη σχηματική αναπαράσταση. Πώς τροποποιείται η εμφάνιση γραφικών παραστάσεων. Πώς γίνεται η αντιγραφή και η επικόλληση της σχηματικής αναπαράστασης ή η γραφική παράσταση σε ένα άλλο πρόγραμμα. Η ΠΗΓΗ ΤΑΣΗΣ ΠΑΛΜΟΥ (PULSE) Στην ανάλυση ενός κυκλώματος που έχει μια πηγή τάσης που μεταστρέφει σε t=0, εσείς μπορείτε να κάνετε προσομοίωση με τη χρησιμοποίηση μιας πηγής τάσης παλμού (VPULSE). Οι διάφορες παράμετροι πρέπει να τεθούν για αυτήν την πηγή. ΒΑΖΟΝΤΑΣ ΜΙΑ ΠΗΓΗ ΤΑΣΗΣ ΠΑΛΜΟΥ (PULSE) 1. Επιλέξτε από το πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών τη VPULSE. 2. Τοποθετήστε τη στη σελίδα σχεδίων. 3. Κάντε διπλό κλικ στο μέρος. Το πλαίσιο διαλόγου της VPULSE ανοίγει. 4. Βάλτε στο μηδέν την αρχική τάση V1 (εκτός αν θέλετε έναν θετικό και αρνητικό παλμό). Βάλτε το επιθυμητό εύρος (δεν χρειάζεστε τη μονάδα V) για την τελική τάση V2. 5. Βάλτε τις τιμές για το χρόνο ανόδου TR και το χρόνο καθόδου TF, τουλάχιστον το, 1/100 του πλάτους παλμού. Εκτός αν πρόκειται να επιλέξετε έναν εξαιρετικά μικρό εύρος παλμού, μια επιλογή 1ns για κάθε μια από τις δύο τιμές θα ήταν κατάλληλη. th Να μην υπάρχει διάστημα μεταξύ της τιμής και των μονάδων. 6. Βάλτε μια τιμή για το εύρος παλμού PW Εάν κάνετε προσομοίωση το άνοιγμα του διακόπτη, και θέλετε να δείτε την έξοδο πηγαίνετε στο σταθερό σημείο, αυτό το πλάτος παλμού πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 φορές του σταθερού χρόνου του συστήματος

50 7. Βάλτε τιμή της περιόδου PER. Αυτή η τιμή θα εξαρτηθεί από το εάν θέλετε να δείτε τους πολλαπλούς κύκλους (τότε βάλτε μια τιμή 2 ή 3 φορές το πλάτος παλμού) ή μόνο έναν κύκλο (τότε βάλτε μια τιμή τουλάχιστον 10 φορές το πλάτος παλμού). 8. Πατήστε το OK. ΚΑΘΙΕΡΩΝΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Για να τρέξει μια μεταβατική ανάλυση σε κυματομορφή παλμού, το πλαίσιο διαλόγου της μεταβατικής ανάλυσης πρέπει να συμπληρωθεί. ΠΛΑΙΣΙΟ ΔΙΑΛΟΓΟΥ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 1. Επιλέξτε Analysis Setup από το μενού επιλογών, ή κάντε κλικ στο κουμπί Setup Analysis στη ράβδο εργαλείων. Το πλαίσιο διαλόγου της μεταβατικής ανάλυσης ανοίγει. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί Transient στο πλαίσιο διαλόγου της μεταβατικής ανάλυσης. Το πλαίσιο διαλόγου της μεταβατικής ανάλυσης ανοίγει. 3. Βάλτε τις κατάλληλες τιμές για τον Τελικό Χρόνο (Final Time). Εάν θέλετε να δείτε πολλαπλές κυματομορφές, τότε ο τελικός χρόνος πρέπει να είναι τουλάχιστον δύο φορές η τιμή της περιόδου PER. Εάν θέλετε να δείτε μια επεκταθείσα άποψη του χρόνου ανόδου, τότε η τελική χρονική τιμή πρέπει να είναι περίπου 1.2 φορές το εύρος του παλμού PW. Δεν είναι απαραίτητο να αλλάξετε την τιμή του βήματος εκτύπωσης εκτός αν έχετε μόνο ένα ανθεκτικό κύκλωμα (μην το θέσετε στο μηδέν). Εάν πρέπει να αλλάξετε το βήμα εκτύπωσης (επειδή η ανάλυση αυξάνει πάρα πολύ αργά), σιγουρευτείτε ότι το βήμα εκτύπωσης είναι τουλάχιστον το 1/ Πατήστε OK και έπειτα Close του τελικού χρόνου. Πλαίσιο διαλόγου ανάλυσης

51 Πλαίσιο διαλόγου μεταβατικής ανάλυσης ΕΚΤΕΛΩΝΤΑΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μόλις ορισθούν η τάση VPULSE, το πλαίσιο διαλόγου μεταβατικής ανάλυσης, και το υπόλοιπο του κυκλώματος, η μεταβατική ανάλυση μπορεί να εκτελεσθεί. Δεδομένου ότι συνήθως η είσοδος και η έξοδος πρέπει να παρατηρηθούν, αυτό μπορεί να ορισθεί πριν τρέξει την προσομοίωση. ΕΚΤΕΛΩΝΤΑΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ 1. Σώστε τη σχηματική αναπαράσταση. Βάλτε δείκτες θέσεων στη σχηματική αναπαράσταση για να δείξει τα σημεία για τα οποία θέλετε να δείτε τις κυματομορφές προσομοίωσης που απεικονίζονται με το παράθυρο γραφικών Probe. Η τοποθέτηση μπορεί να εμφανιστεί προτού πραγματοποιηθεί η προσομοίωση ή και μετά από αυτή. Χρησιμοποιείστε τους δείκτες Mark Voltage/Level για αυτό το μέρος. 2. Επιλέξτε Analysis Simulate από το μενού επιλογών, ή κάντε κλικ στην εικόνα του Simulate στη ράβδο εργαλείων. Εάν δεν υπάρχει κανένα λάθος, θα δείτε το πλαίσιο διαλόγου του PSpice, και στο κατώτατο σημείο αυτού του πλαισίου διαλόγου θα δείτε αριθμούς να αλλάζουν. Όταν οι επαναλήψεις ολοκληρωθούν, θα ακούσετε έναν κλικ, που ακολουθείται από μια επίδειξη του παραθύρου γραφικών Probe

52 3. Εάν υπάρχουν λάθη, πρέπει να επιλέξετε το PSpice Message Viewer από το μενού εργασιών. Διαβάστε τα μηνύματα λάθους και λάβετε κατάλληλα μέτρα. 4. Εάν θέλετε να τροποποιήσετε τη σχηματική αναπαράσταση, κάντε κλικ στο κουμπί Schematic στη γραμμή εργασιών. Κατόπιν επαναλάβετε το βήμα 2. Δεν είναι απαραίτητο να επαναλάβετε το βήμα 2 εάν προσθέσετε μόνο τους πρόσθετους δείκτες. Όταν η γραφική παράσταση εμφανίζεται, θα δείτε ένα παράθυρο που λέγεται OrCAD PSpice A/D Demo στο μενού τίτλου, και στο μενού εργασιών περιέχει ένα κουμπί με αυτό το όνομα. Θα δείτε επίσης στο κατώτατο σημείο της γραφικής παράστασης ένα χρώμα που προσδιορίζει ποιο σημείο στο κύκλωμα εξετάζετε, δηλ. για έναν αντιστάτη R1,V(R1:1) αντιπροσωπεύει την αριστερή πλευρά του αντιστάτη (εάν κοιτάζετε έναν οριζόντιο αντιστάτη) ενώ V(R1: 2) είναι η δεξιά πλευρά του αντιστάτη. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΑ ΧΡΩΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΣΤΟ A/D DEMO Τα χρώματα προεπιλογής στο παράθυρο γραφικών Probe είναι ένα μαύρο υπόβαθρο με έναν άσπρο άξονα. Αν και αυτό μπορεί να είναι αποδεκτό όταν το κοιτάζετε στην οθόνη, είναι πολύ δύσκολο να το δείτε αν το αντιγράψετε σε ένα έγγραφο κειμένου στο Word. Μπορείτε λοιπόν να σώσετε ένα αντίθετο χρώμα στο Clipboard, όπου μπορείτε να κάνετε επικόλληση στο έγγραφο του Word σας. ΑΛΛΑΓΗ ΧΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΟ A/D DEMO 1. Από το μενού επιλογών στο A/D Demo,, επιλέξτε Window, Copy to Clipboard. Ένα πλαίσιο διαλόγου, που ονομάζεται Copy to Clipboard Color Filter θα εμφανιστεί. 2. Σε αυτό το πλαίσιο διαλόγου, σιγουρευτείτε ότι το τετραγωνίδιο που αναφέρεται στο υπόβαθρο Background έχει επιλεγεί και στη συνέχεια επιλέξτε και την αλλαγή σε μαύρο από λευκό δηλ κάντε κλικ στο change white to black. 3. Κάντε κλικ στο κουμπί OK. Μπορείτε τώρα να πάτε στην αναφορά σας, και να επιλέξετε επικόλληση. Ένα αντίγραφο θα εμφανιστεί στην αναφορά σας

53 Αντίγραφο στο Clipboard Επιλέγοντας το χρώμα στο πλαίσιο διαλόγου ΟΙ ΠΡΟΣΘΕΤΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ Αντί να χρησιμοποιείτε τους δείκτες, που θα ονομάσουν το γράφημα που θα είναι βασισμένο στο συγκεκριμένο μέρος που είναι αυτοί τοποθετημένοι, εσείς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ιδιαίτερο μέρος αποκαλούμενο φυσαλίδα (BUBBLE). Μπορείτε να δώσετε σε αυτό το μέρος οποιοδήποτε όνομα, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χαρακτηρίσει τα γραφήματα όπως των Vin, Vout, κ.λπ. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΦΥΣΑΛΙΔΕΣ (BUBBLES) 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Get a new part στη ράβδο εργαλείων, και επιλέξτε Bubble από τη λίστα. 2. Τοποθετήστε το μέρος της φυσαλίδας στο/α σημείο(α) του ενδιαφέροντός σας (διαγράψτε τους δείκτες Voltage/Level). 3. Κάντε διπλό κλικ σε κάθε φυσαλίδα. Ο καθορισμένος διάλογος τιμής ιδιοτήτων εμφανίζεται. Βάλτε όνομα για τη φυσαλίδα. 4. Κάντε κλικ στο Analysis Simulate για να λάβετε ένα γράφημα. Εάν το setup (ορισμός) έγινε κατάλληλα, το παράθυρο γραφημάτων Probe, θα πρέπει να τρέξει και θα δείτε μια κενή γραφική παράσταση. 5. Στο μενού επιλογών του Probe, επιλέξτε Trace Add. Το πλαίσιο διαλόγου για να προσθέσετε γράφημα εμφανίζεται. 6. Από την αριστερή στήλη αυτού του παραθύρου κάντε κλικ στο κατάλληλο όνομα. Μπορείτε να κρατήσετε πατημένο το <Ctrl> ενώ κάνετε κλικ για να επιλέξετε πολλαπλά γραφήματα. Θα δείτε τα γραφήματα να απαριθμούνται στον πλαίσιο γραφημάτων στο κατώτατο σημείο αυτού του πλαισίου διαλόγου. 7. Μόλις έχετε όλα τα γραφήματα σε μια σειρά, κάντε κλικ στο OK

54 Μπορείτε να επαναλάβετε τα βήματα 5 και 6 για να προσθέσετε κι άλλα γραφήματα. Μπορείτε να διαγράψετε οποιοδήποτε γράφημα επιλέγοντάς το και πατώντας <Delete>. Το πλαίσιο διαλόγου πρόσθεσης γραφημάτων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στις σύνθετες λειτουργίες των τάσεων και των ρευμάτων, δηλ. power (δύναμη) Δεδομένου ότι ένα γράφημα τάσης θα έχει ένα V από μπροστά, ονομάστε τις φυσαλίδες ως μέσα (in )και έξω (out). Μ αυτόν τον τρόπο, η τάση θα διαβάσει Vin και Vout, παρά Vvin και Vvout. ΤΡΟΠΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΆΣΕΙΣ Υπάρχουν πολλοί τρόποι να τροποποιηθούν οι γραφικές παραστάσεις. Οι αλλαγές περιλαμβάνουν τον άξονα που θέτει, που προσθέτει τις ετικέτες σε μια καμπύλη, ή που προσθέτει έναν δρομέα στο γράφημα. ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΑΞΟΝΑ 1. Επιλέξτε Plot, Axis Settings. Ένα πλαίσιο διαλόγου θα εμφανιστεί. Μπορείτε επίσης να πάρετε αυτό το πλαίσιο διαλόγου και να το εμφανίσετε με το να κάνετε διπλό κλικ πάνω σε οποιοδήποτε άξονα. 2. Για να αλλάξετε την κλίμακα, επιλέξτε την κατάλληλη ετικέτα, και κάντε κλικ δίπλα στις λέξεις User Defined, και βάλτε τη νέα κλίμακα κατωτέρω. Για να επιστρέψετε στην αρχική ρύθμιση, επιλέξτε Auto Range στο πλαίσιο Data Range. 3. Μπορείτε να προσθέσετε έναν τίτλο αξόνων επίσης, με τη δακτυλογράφηση σ εκείνο το πλαίσιο. 4. Κάντε κλικ στο OK

55 Πλαίσιο διαλόγου τοποθετώντας άξονα. ΠΡΟΣΘΕΤΟΝΤΑΣ ΕΤΙΚΕΤΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΜΠΥΛΗ 1. Επιλέξτε Plot, Label. Θα δείτε κάτω έναν κατάλογο. 2. Εάν θέλετε μια ετικέτα κειμένων κατόπιν επιλέξτε Text, και το επιθυμητό κείμενο στο πλαίσιο διαλόγου. Για να επιλέξετε ακριβώς το κείμενο μπορείτε επίσης να κάνετε κλικ στο κουμπί Text Label στη ράβδο εργαλείων. Όταν πατήσετε OK, ο δείκτης του ποντικιού θα αλλάξει έχοντας ως δείκτη το κείμενο που επιλέξατε. Μπορείτε να κινήσετε το ποντίκι γύρω και να τοποθετήσετε το κείμενο οπουδήποτε εσείς θέλετε, και έπειτα πατήστε το αριστερό κουμπί του ποντικιού για να καθορίσετε τη θέση. 3. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε άλλα στοιχεία ετικετών, όπως οι γραμμές, οι πολύπλοκες γραμμές, τα πλαίσια, τους κύκλους, τις ελλείψεις και τα βέλη. Για να χρησιμοποιήσετε ένα βέλος, επιλέξτε Arrow από κατάλογο, κινείστε το ποντίκι μακριά από το σημείο της γραφικής παράστασης που θέλετε για να δείξετε με το βέλος. Κάντε κλικ, και έπειτα κινείστε το ποντίκι προς το σημείο που θέλετε να παρουσιάσετε το βέλος. Σημειώστε ότι ένα βέλος είναι πάντα στο τέλος της γραμμής

56 4. Εάν δακτυλογραφήσατε το κείμενο, και θέλετε να το τροποποιήσετε ή να το διαγράψετε, κάντε διπλό κλικ στο κείμενο. Το πλαίσιο διαλόγου θα εμφανιστεί, και είτε δίνετε το κείμενο που θέλετε στο πλαίσιο διαλόγου ή το διαγράφετε πατάτε OK. ΠΡΟΣΘΕΤΟΝΤΑΣ ΕΝΑ ΔΡΟΜΕΑ ΣΤΟ ΓΡΑΦΗΜΑ 1. Επιλέξτε Trace, Cursor, Display, ή κάντε κλικ στο κουμπί Toggle Cursor στη ράβδο εργαλείων. Ένα πλαίσιο επεξήγησης εμφανίζεται στη χαμηλότερη δεξιά γωνία της γραφικής παράστασης, που ονομάζεται Probe Cursor (δρομέας ελέγχων). Αυτό θα παρουσιάσει τιμές και για τους δύο άξονες. 2. Κάντε κλικ με το αριστερό κουμπί του ποντικιού οπουδήποτε στη γραφική παράσταση. Μια διαστιγμένη κάθετη άσπρη γραμμή εμφανίζεται (αυτό είναι ο δρομέας). Εάν η γραφική παράσταση είναι οτιδήποτε αλλά ένας παλμός, μπορείτε να δείτε μια οριζόντια και κάθετη διαστιγμένη γραμμή. Μπορείτε να κάνετε κλικ και να σύρετε το δρομέα πάνω από την καμπύλη, και να παρατηρήσετε τις αλλαγές στις τιμές στο παράθυρο του Probe Cursor. 3. Για να επιλέξετε ποιο γράφημα θα μετρά ο δρομέας, κάντε κλικ στην εικόνα δίπλα στην ετικέτα του άξονα (που βρίσκεται στο χαμηλότερο αριστερό μέρος της γραφικής παράστασης). Εάν έχετε περισσότερα από ένα γραφήματα ανοικτά, μπορεί να βλέπετε τον δρομέα να μετρά για το άλλο γράφημα. Σιγουρευτείτε ότι έχετε κλείσει τα υπόλοιπα γραφήματα (μπορείτε να δείτε εάν έχετε περισσότερα από ένα αρχεία ανοικτά κάνοντας κλικ στο παράθυρο στο μενού επιλογών του Probe). ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ Ή ΣΧΗΜΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΕΩΝ Υπάρχουν δύο τρόποι να πάρετε εκτυπώσεις των γραφικών παραστάσεών σας: να τις εκτυπώσετε και να τις αντιγράψετε σε μια άλλη εφαρμογή (όπως είναι το Word). ΕΚΤΥΠΩΝΟΝΤΑΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΑ 1. Στο παράθυρο OrCAD PSpice A/D Demo, επιλέξτε File Print από το μενού επιλογών. Η γραφική παράσταση θα εκτυπωθεί, σε πλήρη κλίμακα, και μάλιστα στο αντίστροφο χρώμα (το υπόβαθρο θα είναι άσπρο αντί του μαύρου)

57 ΑΝΤΙΓΡΑΦΟΝΤΑΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΑ 1. Στο παράθυρο OrCAD PSpice A/D Demo, επιλέξτε Window,Copy to Clipboard. ένα αντίγραφο του γραφήματος έχει επιλεγεί με αποτέλεσμα να μπορεί να κολληθεί σε μια άλλη εφαρμογή, όπως το Word. ΑΝΤΙΓΡΑΦΟΝΤΑΣ ΣΧΗΜΑΤΙΚΕΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΆΣΕΙΣ 1.Στο παράθυρο Schematics, δείξτε με το ποντίκι επάνω και αριστερά της σχηματικής αναπαράστασης. 2. Κάντε κλικ και κρατήστε το κουμπί του ποντικιού, και σύρετε προς τα δεξιά και κάτω από τη σχηματική αναπαράσταση. Θα δείτε ένα ορθογώνιο πλαίσιο στη σχηματική αναπαράστασή σας. Σιγουρευτείτε ότι αυτό το πλαίσιο περιβάλλει ολόκληρη τη σχηματική αναπαράσταση. 3. Επιλέξτε Edit, Copy to Clipboard. Η σχηματική αναπαράσταση μπορεί τώρα να κολληθεί σε μια άλλη εφαρμογή όπως το Word. Εάν επιλέξετε Edit, Copy, μπορείτε μόνο να κολλήσετε τη σχηματική αναπαράσταση μόνο σε κάποιο άλλο παράθυρο του Schematic ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ THEVENIN/NORTON θα δείτε: Πώς χρησιμοποιείται η αντιγραφή/επικόλληση ενός μέρους. Πώς γίνεται το σκούπισμα σε μια συστατική τιμή. ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ / ΕΠΙΚΟΛΛΗΣΗ ΜΕΡΟΥΣ Για να προσθέσετε πολλαπλάσια αντίγραφα ενός μέρους, πατήστε επανειλημμένα αριστερό κλικ του ποντικιού, αφού έχετε επιλέξει το μέρος από το πλαίσιο διαλόγου αναζήτησης μερών (Parts Browser dialog box). Εάν έχετε τοποθετήσει ένα συγκεκριμένο μέρος στη σχηματική αναπαράσταση και θέλετε να προσθέσετε πρόσθετα αντίγραφα, μπορείτε επίσης να αντιγράψετε αυτό το μέρος. Δεδομένου ότι αυτό το αντίγραφο θα έχει την ίδια τιμή με το αρχικό, αυτό μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο όταν έχετε διάφορες τιμές που πρέπει να θέσετε, όπως μια πηγή τάσης. Μπορείτε επίσης να αντιγράψετε από ένα αρχείο, και την κόλλα που ίδιο μέρος σε ένα νέο αρχείο

58 ΑΝΤΙΓΡΑΦΟΝΤΑΣ ΕΝΑ ΜΕΡΟΣ 1. Επιλέξτε το μέρος. Το χρώμα του μέρους γίνεται κόκκινο. 2. Αντιγράψτε και κολλήστε το μέρος (χρησιμοποιείστε τα πλήκτρα συντόμευσης εντολής, το μενού επιλογών ή τη ράβδο εργαλείων). Θα δείτε αυτό το μέρος στο τέλος του δείκτη του ποντικιού. 3. Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού εκεί όπου θέλετε το μέρος, και κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού. Εάν θέλετε μια άλλη περίπτωση αυτού του μέρους, κάντε κλικ πάλι. 4. Όταν ολοκληρώσετε με την επικόλληση, κάντε κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΤΙΜΗ ΕΝΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ Υπάρχουν φορές που απαιτείται από εσάς να αλλάξετε το εύρος τιμών ενός στοιχείου. Για να το κάνετε αυτό, απαιτείται μια διαδικασία τριών σταδίων. ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ ΣΕ ΜΙΑ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ 1. Κάντε διπλό κλικ στις ιδιότητες τιμής (Value Attribute). Το καθορισμένο πλαίσιο διαλόγου τιμής ιδιοτήτων ανοίγει (δηλ το Set Attribute Value dialog box) 2. Εκφράστε τον τύπο της μεταβλητής, όπως RLOAD ή ROUT, σιγουρευτείτε ότι περιβάλλεται η έκφραση αυτή από αγκύλες {}και έπειτα πατήστε OK. Μπορεί να θέλετε να κινήσετε αυτήν την ετικέτα, επιλέξτε τη κρατήστε τη και σύρετε αυτή στη νέα θέση που εσείς θέλετε. ΚΑΘΟΡΙΖΟΝΤΑΣ ΜΙΑ ΤΙΜΗ ΩΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Get New Part στη ράβδο εργαλείων. Το πλαίσιο διαλόγου μηχανής αναζήτησης μερών ανοίγει. 2. Επιλέξτε από τον κατάλογο το μέρος PARAM. 3. Κάντε κλικ κουμπί Place and Close, κινείστε το δείκτη του ποντικιού σε μια κενή περιοχή (δηλ. επάνω από και δεξιά στη σχηματική αναπαράσταση) και κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού. 4. Κάντε κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού

59 5. Επιλέξτε τη λέξη PARAMETERS, και κάντε διπλό κλικ σε αυτή. Το πλαίσιο διαλόγου του PartName ανοίγει. 6. Εισάγετε το όνομα που επιλέξατε για αυτό το στοιχείο στον πλαίσιο NAME1, και εισάγετε την αρχική τιμή αυτού του στοιχείου στο πλαίσιο VALUE1. 7. Κάντε κλικ στο OK. ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Setup Analysis στη ράβδο εργαλείων. Το πλαίσιο διαλόγου ανάλυσης ανοίγει. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί DC Sweep. Το πλαίσιο διαλόγου του DC Sweep ανοίγει. 3. Επιλέξτε Global Parameter στην επιλογή Swept Var. 4. Εισάγετε το όνομα του στοιχείου στο Name και το εύρος επιλογής ( δηλ. τιμή έναρξης, τιμή τέλους, και την αύξηση). 5. Κάντε κλικ στο OK, και μετά κάντε κλικ στο Close. Πλαίσιο διαλόγου της DC (συνεχής) ανάλυσης

60 2.3.4 ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ θα δείτε: Πώς μετρούνται τις διαφορές με τους δρομείς Πώς διαγράφεται ένα γράφημα Πώς τσεκάρονται οι συγκεκριμένες τιμές στη γραφική παράσταση Πώς παράγονται πολλαπλά γραφήματα σε μια γραφική παράσταση Πώς χρησιμοποιείται η πηγή VSIN Πώς δουλεύετε με τους άξονες Πώς γίνεται η προσομοίωση σε ένα γράφημα Bode Πώς χρησιμοποιείται η πηγή VPWL ΜΕΤΡΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕ ΤΟΥΣ ΔΡΟΜΕΙΣ Υπάρχουν πραγματικά δύο δρομείς που μπορείτε να ενεργοποιήσετε : τον ένα με το αριστερό κουμπί του ποντικιού και τον άλλο με το δεξί κουμπί του ποντικιού. Μετακινώντας αυτούς τους δρομείς γύρω, μπορείτε να μετρήσετε και τις διαφορές χρόνου και εύρους. ΘΕΣΤΕ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΣ ΔΡΟΜΕΙΣ ΣΤΟΝ ΑΚΡΟΔΕΚΤΗ PROBE 1. Στο παράθυρο του OrCAD PSpice A/D Demo, κάντε κλικ στο κουμπί Toggle Cursor στη ράβδο εργαλείων. 2. Εάν έχετε δύο κυματομορφές, μπορείτε να συνδέσετε έναν δρομέα με κάθε κυματομορφή. Επιλέξτε το σύμβολο, που βρίσκεται στη χαμηλότερη αριστερή μεριά του γραφήματος και κάντε κλικ σε ένα από τα σύμβολα με το αριστερό κουμπί του ποντικιού. Θα δείτε μια διακεκομμένη γραμμή γύρω από το σύμβολο που έχετε επιλέξει. Αυτό είναι ο δρομέας Α1, όπως φαίνεται στο πλαίσιο δρομέα Probe Cursor. 3. Επιλέξτε το άλλο σύμβολο και κάντε κλικ με το δεξί κουμπί του ποντικιού. Θα δείτε μια διακεκομμένη γραμμή γύρω από αυτό το σύμβολο. Αυτό είναι ο δρομέας A2, όπως φαίνεται στο πλαίσιο δρομέα Probe Cursor. Μπορείτε να έχετε δύο δρομείς ακόμα κι αν υπάρχει μόνο μια κυματομορφή (δηλ. μια έξοδος τάσης). Εάν κάνετε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού, θα εμφανίσετε το δρομέα Α1. Εάν κάνετε κλικ στο δεξί κουμπί του ποντικιού, θα εμφανίσετε το δρομέα A2. Εάν κάνετε κλικ και κρατάτε στο μενού τίτλου του παραθύρου δρομέων (Probe Cursor), μπορείτε να του αλλάξετε θέση

61 ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΙ ΔΡΟΜΕΙΣ 1. Τοποθετήστε το δείκτη του ποντικιού στο σημείο της κυματομορφής όπου θέλετε το δρομέα. Κάντε κλικ είτε στο αριστερό είτε στο δεξί κουμπί του ποντικιού (ανάλογα με εάν θέλετε τον Α1 ή τον A2 δρομέα). 2. Για να κινήσετε τη θέση του δρομέα, κάντε κλικ και κρατήστε με όποιο κουμπί και σύρετε το ποντίκι στην επιθυμητή κατεύθυνση. 3. Για τη λεπτότερη μετακίνηση του δρομέα, πιέστε το δεξί βέλος ή <Shift> και αριστερό κουμπί του ποντικιού για το δρομέα Α1, και πιέστε το αριστερό βέλος ή <Shift> και δεξί βέλος του ποντικιού για το δρομέα A2. Ο υπολογισμός της διαφοράς είναι ο A2 (το δεξί κουμπί του ποντικιού) μείον τον Α1 (το αριστερό κουμπί του ποντικιού). Μπορεί να θέλετε να τοποθετήσετε τους κατάλληλους δρομείς για να πάρετε μια θετική διαφορά. ΔΙΑΓΡΑΦΟΝΤΑΣ ΕΝΑ ΓΡΑΦΗΜΑ 1. Κάντε κλικ στο όνομα (όχι το σύμβολο που είναι μπροστά από το όνομα) του γραφήματος που θέλετε να αφαιρέσετε. Θα αλλάξει σε κόκκινο χρώμα. 2. Πιέστε <Delete>. Το γράφημα αφαιρείται. ΕΠΙΛΕΞΤΕ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ ΣΤΟ ΓΡΑΦΗΜΑ Εάν υπάρχουν συγκεκριμένα σημεία στο γράφημα που εσείς επιθυμείτε να επιλέξετε, μπορείτε να το κάνετε αυτό χρησιμοποιώντας το δρομέα. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε τη θέση σε αυτά τα επιλεγμένα σημεία. ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ 1. Ενεργοποιήστε το δρομέα κάνοντας κλικ στο κουμπί Toggle Cursor στη ράβδο εργαλείων. 2. Κινήστε το δρομέα προς ένα συγκεκριμένο σημείο. 3. Επιλέξτε Trace, Cursor, Freeze από το μενού επιλογών. 4. Κάντε κλικ στο κουμπί Mark Label στη ράβδο εργαλείων. Οι συντεταγμένες x και y θα επιδειχθούν κοντά στο σημείο, μαζί με μια γραμμή που δείχνει το συγκεκριμένο σημείο

62 ΜΕΤΑΚΙΝΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ 1. Επιλέξτε Trace, Cursor, Freeze. 2. Κάντε κλικ και κρατήστε τις επιλεγμένες τιμές συντεταγμένων τις οποίες θέλετε να μετακινήσετε, και σύρετε αυτές στη νέα θέση. 3. Κάντε διπλό κλικ στον πλαίσιο αλλαγής τιμών, και βάλτε τον κατάλληλο αριθμό. ΑΦΑΙΡΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΤΙΜΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ 1. Επιλέξτε Trace, Cursor, Freeze 2. Κάντε κλικ στις επιλεγμένες τιμές συντεταγμένων που θέλετε να αφαιρέσετε, και πιέζετε <Delete>. ΒΑΖΟΝΤΑΣ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΣ ΣΧΕΔΙΟΓΡΑΦΟΥΣ (PLOTS) Εάν αρχίζετε να προσθέτετε πάρα πολλούς σχεδιογράφους σε ένα γράφημα, το πιο πιθανό είναι να υπάρξει σύγχυση. Ένας τρόπος για να αποφευχθεί κάτι τέτοιο είναι να εισάγετε πολλαπλούς σχεδιογράφους μέσα στο παράθυρο του OrCAD PSpice A/D Demo. Αυτοί οι σχεδιογράφοι μπορούν είτε να μοιραστούν τον ίδιο άξονα x είτε να έχουν μεμονωμένους x-άξονες (επιτρέποντας σε σας να μεγεθύνετε σε ένα σχεδιογράφο τη φορά). Μπορείτε να έχετε μέχρι τέσσερις μεμονωμένους σχεδιογράφους (plots) σε ένα παράθυρο OrCAD PSpice A/D Demo. ΒΑΖΟΝΤΑΣ ΠΟΛΛΑΠΛΟΥΣ ΣΧΕΔΙΟΓΡΑΦΟΥΣ (PLOTS) ΣΕ ΕΝΑ ΠΑΡΑΘΥΡΟ ΤΟΥ PROBE 1. Επιλέξτε Plot, Add Plot to Window. 2. Επιλέξτε Trace, Add και επιλέξτε το γράφημα που θέλετε να προσθέσετε σε αυτό το σχεδιογράφο. 3. Κάντε κλικ οπουδήποτε στον επιθυμητό σχεδιογράφο για να τον επιλέξετε. Θα δείτε στα αριστερά του επιλεγμένου σχεδιογράφου να γράφει SEL>>. 4. Για να διαγράψετε ένα σχεδιογράφο, διαλέξτε τον και επιλέξτε Plot, Delete Plot. 5. Για να δημιουργήσετε έναν χωριστό x-άξονα για ένα νέο σχεδιογράφο, διαλέξτε αυτόν τον σχεδιογράφο και επιλέξτε Plot, Unsynchronize X-axis. Ο νέος σχεδιογράφος θα έχει τώρα έναν χωριστό x-άξονα, και θα υπάρξει ένας δρομέας που χωρίζει τις τους σχεδιογράφους. Μπορείτε να κυλήσετε οριζόντια στο νέο σχεδιογράφο

63 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗ ΠΗΓΗ VSIN Μπορείτε να αναλύσετε τη συχνότητα ενός κυκλώματος σε έναν κόλπο με τη χρησιμοποίηση μιας ημιτονοειδούς πηγής τάσης VSIN. Με την τοποθέτηση των δεικτών στα κατάλληλα σημεία στο κύκλωμα, και με το τρέξιμο μιας μεταβατικής ανάλυσης, μπορείτε να παρατηρήσετε τις αλλαγές εύρους και της φάσης για μια συγκεκριμένη συχνότητα. ΑΝΑΛΥΟΝΤΑΣ ΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΕΝΟΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΣΕ ΜΙΑ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ 1. Φτιάξτε ένα κύκλωμα με μια πηγή VSIN. 2. Κάντε διπλό κλικ στην πηγή VSIN. Το πλαίσιο διαλόγου του μέρους ανοίγει. 3. Εισάγετε τις ακόλουθες τιμές για αυτές τις τιμές στο πλαίσιο διαλόγου: VOFF - 0 VAMPL - Μέγιστο εύρος για το κύμα ημίτονου (5V είναι μια καλή τιμή να χρησιμοποιείται) FREQ - Επιλέξτε την τιμή που εσείς θέλετε να παρατηρήσετε (δεν χρειάζεται να συμπεριλάβετε τις μονάδες). 4. Τοποθετήστε τους δείκτες Voltage/Level στις κατάλληλες θέσεις στο κύκλωμα. Τοποθετείστε τουλάχιστον ένα δείκτη στην είσοδο και ένα στην έξοδο. Μπορεί να θελήσετε να χρησιμοποιήσετε φυσαλίδες οπότε να μπορείτε να ονομάσετε αυτά τα σημεία ως Vin και Vout. 5. Επιλέξτε Analysis Setup. Το πλαίσιο διαλόγου οργάνωσης της ανάλυσης ανοίγει. 6. Κάντε κλικ στο κουμπί Transient, και συμπληρώστε τις κατάλληλες τιμές για το βήμα εκτύπωσης (Print Step) και τον τελικό χρόνο (Final Time) στο πλαίσιο διαλόγου. Για την ανάλυση του εύρους και της φάσης, θα πρέπει να παρατηρήσετε τουλάχιστον 2-3 πλήρης κυματομορφές. Επομένως, επιλέξτε μια τιμή για τον τελικό χρόνο που είναι 2-4 φορές η περίοδος στην είσοδο (1 / Συχνότητα). 7. Επιλέξτε Analysis Simulate, ή κάντε κλικ στο κουμπί Simulate στη ράβδο εργαλείων και παρατηρήστε τη γραφική παράσταση στο παράθυρο γραφημάτων Probe. Πρέπει να είστε σε θέση να χρησιμοποιήσετε το δρομέα για να μετρήσετε την αλλαγή εύρους και την αλλαγή φάσης της εξόδου. Εάν χρησιμοποιήσετε φυσαλίδες BUBBLE, θα πρέπει να προσθέσετε εκείνα τα σημεία στη γραφική παράσταση

64 8. Για να επιλέξετε μια διαφορετική συχνότητα, επιστρέψτε στο παράθυρο του Schematic και κάντε δύο φορές κλικ πάνω στην πηγή τάσης VSIN. Αλλάξτε την τιμή της συχνότητας και τρέξτε την προσομοίωση ξανά. ΔΟΥΛΕΥΟΝΤΑΣ ΜΕ ΤΟΝ ΠΡΟΕΠΙΛΕΓΜΕΝΟ ΑΞΟΝΑ Εκτός από τη δυνατότητα να σχεδιαστούν οι προκαθορισμένες τιμές όπως είναι οι τάσεις και τα ρεύματα εισόδου και εξόδου, ο γραφικός μετεπεξεργαστής Probe σας επιτρέπει να σχεδιάσετε και υπολογιζόμενες τιμές ή κάποιες λειτουργίες. Έχετε επίσης τις λειτουργίες που είναι χρήσιμες για το σχεδιασμό Bode σχεδίων και επίσης λειτουργίες που αφορούν την εύρεση των μέσων (average ) και ενεργών (rms ) τιμών. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΑΞΟΝΑ 1. Στο παράθυρο ελέγχου του Probe, επιλέξτε Trace, Add. Το πλαίσιο διαλόγου εμφανίζεται. 2. Για να δημιουργήσετε μια απλή έκφραση (δηλ. Vout/Vin), κάντε κλικ στην πρώτη μεταβλητή στο παράθυρο αριστερά. Θα δείτε να εμφανίζετε στο πλαίσιο που βρίσκεται στο κατώτατο σημείο του πλαισίου διαλόγου και λέγεται Trace Expression. 3. Κάντε κλικ σε μια λειτουργία (Function) που βρίσκεται στο παράθυρο δεξιά του πλαισίου διαλόγου. Αυτή η λειτουργία θα εμφανιστεί μετά από την πρώτη μεταβλητή. 4. Συνεχίστε να προσθέτετε τις κατάλληλες μεταβλητές και τις λειτουργίες. Εάν χρησιμοποιείτε μια λειτουργία με παρένθεση (), σιγουρευτείτε ότι ο δρομέας είναι στη μέση της παρένθεσης πριν κάνετε κλικ σε μια μεταβλητή (δηλ. LOG10 (Vout))

65 Μερικές από τις εκφράσεις που εσείς μπορεί να χρειαστείτε είναι οι εξής : ΚΑΝΟΝΤΑΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΣΕ ΣΧΕΔΙΟΓΡΑΦΟ BODE Μπορείτε να εκτελέσετε έναν Bode σχεδιογράφο (εύρος και φάση) τάσης συχνότητας. Θα πρέπει να δημιουργήσετε δύο σχεδιογράφους. ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΣ ΤΟ ΕΥΡΟΣ ΤΑΣΗΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ 1. Φτιάξτε ένα κύκλωμα με μια ημιτονοειδής τάση VSIN. 2. Κάντε διπλό κλικ στην τάση VSIN. Το πλαίσιο διαλόγου της τάσης ανοίγει. 3. Εισάγετε τις ακόλουθες τιμές για αυτές τις παρακάτω μεταβλητές στο πλαίσιο διαλόγου: VOFF - 0 VAC - ίδια τιμή όπως το VAMPL VAMPL - μέγιστο εύρος για το κύμα ημιτόνου (5V είναι μια καλή τιμή να χρησιμοποιείτε) FREQ - επιλέξτε την τιμή που εσείς θέλετε να παρατηρήσετε (δεν χρειάζεται να συμπεριλάβετε τις μονάδες) 4. Επιλέξτε Analysis Setup. Εάν έχει επιλεγεί η μεταβατική ανάλυση Transient, και θέλετε να την απο επιλέξετε κάνετε ένα κλικ στο παράθυρο και έπειτα επιλέγετε την ανάλυση του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC Sweep). Διευκρινίστε την τιμή έναρξης της συχνότητας (Start Freq), την τελική τιμή της συχνότητας (End Freq), και το συνολικό βήμα των σημείων (Total Pts)

66 Μπορεί να πρέπει να πειραματιστείτε με αυτές τις τιμές, εάν δεν έχετε προσπαθήσει να υπολογίσετε τον Bode σχεδιογράφο θεωρητικά από το κύκλωμα. 5. Επιλέξτε Analysis Simulate. Εάν δεν έχετε απο επιλέξει τη μεταβατική ανάλυση Transient (όπως στο βήμα 4), θα πάρετε ένα μικρό πλαίσιο διαλόγου, που ονομάζεται τύπος ανάλυσης (Analysis Type). Κάντε κλικ στο κουμπί AC εναλλασσόμενου ρεύματος. Εάν έχετε απο επιλέξει τη μεταβατική ανάλυση Transient, αυτό το πλαίσιο δεν θα εμφανιστεί. Θα πάρετε ένα σχεδιογράφο με τη συχνότητα στον x-άξονα. Εάν επιλέξετε Plot, X Axis Settings, θα δείτε ότι η κλίμακα είναι λογαριθμική (log). 6. Στο παράθυρο του OrCAD PSpice A/D Demo, επιλέξτε Plot, Add Plot to Window. Το πλαίσιο διαλόγου του Add Traces ανοίγει. 7. Επιλέξτε το DB () από τις λειτουργίες (κάτω από το Function or Macro field) Ο δρομέας θα είναι στη μέση της παρένθεσης. 8. Επιλέξτε Vout από τις μεταβλητές, και έπειτα κινήστε το δρομέα μια θέση προς τα αριστερά. Θέλετε να έχετε το δρομέα μέσα στις παρενθέσεις. 9. Επιλέξτε «/» από τις λειτουργίες (κάτω από το Function or Macro field), και επιλέξτε έπειτα Vin από τις μεταβλητές. 10. Κάντε κλικ στο OK. Θα δείτε ένα σχεδιογράφο του db τάσης συχνότητας. Ανάλυση εναλλασσόμενου ρεύματος και πλαίσιο διαλόγου ανάλυσης θορύβου

67 ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΣ ΤΗ ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΜΕ ΤΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ 1. Επιλέξτε Plot, Add Plot to Window. Ένας δεύτερος σχεδιογράφος επιλέγεται στο παράθυρο OrCAD PSpice A/D Demo. 2. Στο παράθυρο OrCAD PSpice A/D Demo επιλέξτε Trace, Add Trace. Το πλαίσιο διαλόγου προσθήκης γραφημάτων ανοίγει. 3. Επιλέξτε P( ) από τις λειτουργίες. Ο δρομέας θα είναι στη μέση της παρένθεσης. 4. Επιλέξτε Vout από τον κατάλογο των μεταβλητών. 5. Εισάγετε το μείων (-), και επιλέξτε έπειτα P( ) πάλι. 6. Επιλέξτε Vin από τον κατάλογο των μεταβλητών. 7. Κάντε κλικ στο OK. Θα δείτε έναν σχεδιογράφο της γωνίας (d) σε σχέση με τη συχνότητα. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΜΙΑ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΠΗΓΗ VPWL Όταν θέλετε να δημιουργήσετε μια συνήθη πηγή τάσης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη γραμμική τάση VPWL. Αυτό θα επιτρέψει σε σας να καθορίσετε διαφορετικά επίπεδα τάσης μέχρι και 10 διαφορετικά χρονικά σημεία. Αυτή η πηγή μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη στη δημιουργία ενός γραμμικής κυματομορφής τάσης για να αναλύσει την ενεργό τιμή RMS, το μέσο όρο, το ολοκλήρωμα και τη διαφοροποίηση των τμηματικά γραμμικών κυματομορφών τάσης. ΤΟΠΟΘΕΤΩΝΤΑΣ ΜΙΑ ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΠΗΓΗ VPWL 1. Φτιάξτε ένα κύκλωμα με μια γραμμική πηγή VPWL. 2. Κάντε διπλό κλικ στην πηγή VPWL. Το πλαίσιο διαλόγου αναζήτησης μερών ανοίγει. 3. Εισάγετε τις τιμές για την τάση, και το χρόνο όπου θα εμφανίζεται η τάση. 4. Για να δείτε την κυματομορφή, τοποθετήστε έναν αντιστάτη κατά μήκος της πηγής (χρησιμοποιήστε την προκαθορισμένη τιμή) και μια γείωση AGND. Τοποθετήστε έναν δείκτη τάσης στην κορυφή του αντιστάτη, και τρέξτε μια μεταβατική ανάλυση (transient). Σιγουρευτείτε ότι ο τελικός χρόνος έχει τεθεί έτσι ώστε να μπορείτε να δείτε ολόκληρη την κυματομορφή

68 Για να δημιουργήσετε περισσότερες κυματομορφές, μπορεί να θέλετε να αρχίσετε από το 0, το οποίο σημαίνει ότι το V1 και το T1 πρέπει να είναι 0. Εάν θέλετε να δημιουργήσετε ένα τετραγωνικό κύμα, τότε πρέπει T1=T ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ θα δείτε: Πώς χρησιμοποιείται ο λειτουργικός ενισχυτής 741 op amp. ΔΟΥΛΕΥΟΝΤΑΣ ΜΕ OP AMPS Για να προσομοιώσετε ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει λειτουργικούς ενισχυτές, το Schematics παρέχει 741 op amp. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ 741 OP AMP 1. Κάντε κλικ στο κουμπί Get New Part από τη ράβδο εργαλείων. Το πλαίσιο διαλόγου αναζήτησης μερών ανοίγει. 2. Δώστε το γράμμα u στον πλαίσιο αναζήτησης μέρους. Ο κατάλογος θα πάει στα μέρη εκείνα που αρχίζουν με το γράμμα u (υπάρχει μόνο ένα μέρος το ua741). 3. Τοποθετήστε το μέρος αυτό στη σελίδα σχεδίου. 4. Σιγουρευτείτε ότι συνδέσατε την πηγή τάσης VDC και στις δύο καρφίτσες 4 και 7. Θέστε την τιμή της τάσης VDC που συνδέεται με την καρφίτσα 4 στα - 15V, και τιμή τάσης VDC που συνδέεται με την καρφίτσα 7 στα +15V. Εάν τοποθετήσετε και τις δύο πηγές τάσης VDC με τη θετική πλευρά που βλέπουν τις καρφίτσες, πρέπει να βάλετε τις τιμές +15V ή - 15V σωστά. Σιγουρευτείτε για να συνδέσετε και τις δύο πηγές τάσης με το γείωση. 5. Χρησιμοποιήστε μια πηγή τάσης VSIN είτε στις καρφίτσες 2 και /ή 3. Σιγουρευτείτε για να συνδέσετε την πηγή τάσης με τη γείωση. 6. Βάλτε πρόσθετα μέρη όπου απαιτείται. Το μέρος που διασχίζει η έξοδος (καρφίτσα 6) πρέπει επίσης να συνδεθεί με τη γείωση. 7. Οι καρφίτσες 1 και 5 χρησιμοποιούνται κανονικά για τις μηδενικές ρυθμίσεις offset, και συνήθως αφήνονται να ως πλεονάζουσες

69 2.3.6 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΟΔΩΝ θα δείτε: Πώς να εργαστείτε με τις διόδους Πώς να οργανώσετε μια συνεχή ανάλυση DC. Πώς να αλλάξετε τη μεταβλητή του x άξονα. ΔΟΥΛΕΥΟΝΤΑΣ ΜΕ ΤΙΣ ΔΙΟΔΟΥΣ Για να προσομοιώσετε ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει διόδους, το Schematics παρέχει 5 διόδους. Για να χρησιμοποιήσετε παράδειγμα στην προσομοίωση τη δίοδο DIN4148 κάνετε τα ακόλουθα. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΗ ΔΙΟΔΟ DIN Χρησιμοποιήστε το κουμπί Get New Part από τη ράβδο εργαλείων για να ανοίξετε το πλαίσιο διαλόγου αναζήτησης μερών. 2. Βάλτε το γράμμα d στο πλαίσιο αναζήτησης μερών. Ο κατάλογος θα πάει στα μέρη εκείνα που αρχίζουν με το γράμμα d (θα δείτε διάφορες διόδους). 3. Επιλέξτε το DIN4148, και τοποθετήστε τη δίοδο στη σελίδα σχεδίων. Μπορεί να πρέπει να μετακινήσετε τις ιδιότητες ετικετών, δεδομένου ότι θα είναι στην κορυφή της διόδου. 4. Προσθέστε άλλα μέρη για να ολοκληρώσετε το κύκλωμα. ΣΥΝΕΧΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ (DC) Θα υπάρξουν περιπτώσεις, ειδικά στη χάραξη μιας καμπύλης διόδων, όπου θέλετε να κάνετε ανάλυσης συνεχούς τάσης. ΔΙΑΜΟΡΦΩΝΟΝΤΑΣ ΜΙΑ ΣΥΝΕΧΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ 1. Αφότου έχει σχεδιαστεί το κύκλωμα, και έχει χρησιμοποιηθεί μια πηγή τάσης VDC, κάντε κλικ στο κουμπί Setup Analysis στη ράβδο εργαλείων. Το πλαίσιο διαλόγου της ανάλυσης της τάσης ανοίγει. Δεν είναι απαραίτητο να ορίσετε μια τιμή σε αυτό το μέρος (η προκαθορισμένη τιμή είναι 0V) δεδομένου ότι πρόκειται να αναλυθεί. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί DC Sweep. Το πλαίσιο διαλόγου συνεχής τάσης ανοίγει. 3. Κρατήστε τις μεταβλητές ανάλυσης όπως τον τύπο καθώς και την πηγή τάσης (τις προκαθορισμένες τιμές τους) και βάλτε το όνομα (που θα είναι πιθανώς το V1 ή το V ακολουθούμενο από έναν αριθμό)και βάλτε μια τιμή έναρξης, μια τιμή τελική και την αύξηση

70 4. Κάντε κλικ στο OK και έπειτα στο Close. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΤΟΥ ΑΞΟΝΑ X Όταν εκτελείτε αρχικά μια ανάλυση συνεχούς ρεύματος (DC), ο άξονας x θα έχει ως ετικέτα V_V1 (ή όπως καλείται η πηγή συνεχούς ρεύματος). Εάν θέλετε να έχετε μια άλλη ετικέτα (δηλ. Vdiode), πρέπει να αλλάξετε αυτή τη μεταβλητή. ΑΛΛΑΖΟΝΤΑΣ ΤΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΤΟΥ ΑΞΟΝΑ X 1. Στο παράθυρο του Probe, επιλέξτε Plot, X Axis Settings. Το πλαίσιο διαλόγου τοποθετήσεων x αξόνων ανοίγει. Μπορείτε επίσης να κάνετε διπλό κλικ οπουδήποτε στους αριθμούς του άξονα x. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί Axis Variable. Το πλαίσιο διαλόγου τοποθετήσεων x αξόνων ανοίγει. 3. Επιλέξτε την κατάλληλη μεταβλητή από τον κατάλογο, και κάντε κλικ στο OK

71 2.4 ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ORCAD PSPICE ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΕ ΔΙΟΔΟΥΣ ΚΑΙ ΦΙΛΤΡΟ ΕΞΟΔΟΥ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας τριφασικός μη ελεγχόμενος ανορθωτής γέφυρας με διόδους σαν ανορθωτικά στοιχεία, ωμικό φορτίο και φίλτρο (επαγωγή εξομάλυνσης σε σειρά και πυκνωτής παράλληλα στο φορτίο). Το ισοδύναμο κύκλωμα του 3-φασικού ανορθωτή διόδων με φίλτρο εξόδου είναι: ΣΧΗΜΑ 2.3 Κύκλωμα 3-φασικού ανορθωτή γέφυρας με διόδους και φίλτρο εξόδου Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** CIRCUIT DESCRIPTION *************************************************************************** *** * Schematics Version Web Update

72 * Sat Apr 19 09:16: ** Analysis setup **.tran/op 0.1m 80ms 0 10m.OPTIONS ABSTOL=1n.OPTIONS ITL5= OPTIONS RELTOL=0.01.OPTIONS VNTOL=0.01.OP * From [PSPICE NETLIST> section of pspiceev.ini:.lib "nom.lib".inc "3PHASE DIODE BRIDGE2.net" **** INCLUDING "3PHASE DIODE BRIDGE2.net" **** * Schematics Netlist * L_L mH IC=2 L_L mH IC=2 R_R m R_R m R_R m C_Cd u IC=160V R_RL L_Ld mH IC=2 V_V SIN 0 170V L_L mH IC=2 V_V SIN 0 170V V_V SIN 0 170V R_Rd m D_D D1N4148 D_D D1N4148 D_D D1N4148 D_D D1N4148 D_D D1N4148 D_D D1N4148 **** RESUMING "3PHASE DIODE BRIDGE2.cir" ****.INC "3PHASE DIODE BRIDGE2.als" **** INCLUDING "3PHASE DIODE BRIDGE2.als" **** * Schematics Aliases *.ALIASES

73 L_L2 L2(1=2 2=5 ) L_L3 L3(1=3 2=6 ) R_R1 R1(1=4 2=7 ) R_R2 R2(1=5 2=8 ) R_R3 R3(1=6 2=9 ) C_Cd Cd(1=13 2=12 ) R_RL RL(1=13 2=12 ) L_Ld Ld(1=10 2=11 ) V_V3 V3(+=3 -=0 ) L_L1 L1(1=1 2=4 ) V_V1 V1(+=1 -=0 ) V_V2 V2(+=2 -=0 ) R_Rd Rd(1=11 2=12 ) D_D6 D6(1=13 2=8 ) D_D3 D3(1=8 2=10 ) D_D1 D1(1=7 2=10 ) D_D5 D5(1=9 2=10 ) D_D4 D4(1=13 2=7 ) D_D2 D2(1=13 2=9 ) (2=2) (5=5) (3=3) (6=6) (7=7) (4=4) (8=8) (9=9) (13=13) (12=12) (10=10) (11=11) (1=1).ENDALIASES **** RESUMING "3PHASE DIODE BRIDGE2.cir" ****.probe.end **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** Diode MODEL PARAMETERS *************************************************************************** ***

74 D1N4148 IS E-12 ISR E-12 IKF BV E+03 IBV.01 RS.1 TT E-09 CJO E-12 VJ.7 M.3333 **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 2.000E+09 ( 5) 2.000E+09 ( 6) 2.000E+09 ( 7) 2.000E+09 ( 8) 2.000E+09 ( 9) 2.000E+09 ( 10) 2.000E+09 ( 11) 2.000E+09 ( 12) 2.000E+09 ( 13) 2.000E+09 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V3 V_V1 V_V E E E-04 TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS

75 **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** DIODES NAME D_D6 D_D3 D_D1 D_D5 D_D4 MODEL D1N4148 D1N4148 D1N4148 D1N4148 D1N4148 ID 6.67E E E E E-01 VD 7.22E E E E E-01 REQ 7.72E E E E E-02 CAP 1.49E E E E E-07 NAME D_D2 MODEL D1N4148 ID 6.67E-01 VD 7.22E-01 REQ 7.72E-02 CAP 1.49E-07 **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 2.000E+09 ( 5) 2.000E+09 ( 6) 2.000E+09 ( 7) 2.000E+09 ( 8) 2.000E+09 ( 9) 2.000E+09 ( 10) 2.000E+09 ( 11) 2.000E+09 ( 12) 2.000E+09 ( 13) 2.000E

76 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V3 V_V1 V_V E E E-05 TOTAL POWER DISSIPATION 4.34E-05 WATTS **** 04/19/08 09:25:45 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\3PHASE DIODE BRIDGE2.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** DIODES NAME D_D6 D_D3 D_D1 D_D5 D_D4 MODEL D1N4148 D1N4148 D1N4148 D1N4148 D1N4148 ID 6.67E E E E E-01 VD 7.22E E E E E-01 REQ 7.73E E E E E-02 CAP 1.49E E E E E-07 NAME D_D2 MODEL D1N4148 ID 6.67E-01 VD 7.22E-01 REQ 7.73E-02 CAP 1.49E-07 JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME

77 2.4.2 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΜΕ ΩΜΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας μονοφασικός ρυθμιστής με θυρίστορς και ωμικό φορτίο. Το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο είναι : ΣΧΗΜΑ 2.4 Κύκλωμα μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** CIRCUIT DESCRIPTION *************************************************************************** *** * Schematics Version Web Update 1 * Mon Mar 03 14:35:

78 ** Analysis setup **.tran/op 0ns 0.02s.OP * From [PSPICE NETLIST> section of pspiceev.ini:.lib "nom.lib".inc "Monofasikos Rythmistys.net" **** INCLUDING "Monofasikos Rythmistys.net" **** * Schematics Netlist * V_V1 IN 0 +SIN 0V 220V 50Hz X_X2 OUT 2 IN 2N1595 V_VG2 2 IN +PULSE 0V 10V 0.015s 1ns 1ns 0.001s 0.02s R_R1 0 OUT 100 X_X1 IN 1 OUT 2N1595 V_VG1 1 OUT +PULSE 0V 10V 0.005s 1ns 1ns 0.001s 0.02s **** RESUMING "Monofasikos Rythmistys.cir" ****.INC "Monofasikos Rythmistys.als" **** INCLUDING "Monofasikos Rythmistys.als" **** * Schematics Aliases *.ALIASES V_V1 V1(+=IN -=0 ) X_X2 X2(A=OUT G=2 K=IN ) V_VG2 VG2(+=2 -=IN ) R_R1 R1(1=0 2=OUT ) X_X1 X1(A=IN G=1 K=OUT ) V_VG1 VG1(+=1 -=OUT ) (IN=IN) (OUT=OUT) (2=2) (1=1).ENDALIASES **** RESUMING "Monofasikos Rythmistys.cir" ****.probe.end

79 **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** Diode MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** X_X2.X1.Dgk X_X2.X1.Dseries X_X2.X1.Delay X_X2.X1.Dkarev IS E E E E-12 RS CJO E E E-12 X_X2.X1.Dakfwd X_X2.X1.Dbreak X_X1.X1.Dgk X_X1.X1.Dseries IS E E E E-15 BV 55 IBV E-09 RS.5 5 CJO E E E-12 X_X1.X1.Delay X_X1.X1.Dkarev X_X1.X1.Dakfwd X_X1.X1.Dbreak IS E E E E-15 BV 55 IBV E-09 RS CJO E E E E-12 **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** Voltage Controlled Switch MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** X_X2.X1.Vswitch X_X1.X1.Vswitch RON.4.4 ROFF E E+03 VON 5 5 VOFF

80 **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( IN) ( OUT) (X_X1.X1.Itot) (X_X1.X1.prod) (X_X2.X1.Itot) (X_X2.X1.prod) (X_X1.X1.dlay1) 144.0E-27 (X_X1.X1.dlay2)-639.2E-27 (X_X1.X1.dvdt0) (X_X1.X1.dvdt1) (X_X1.X1.dvdt2) (X_X1.X1.gate1) (X_X1.X1.gate2) (X_X1.X1.gate4) (X_X2.X1.dlay1) 144.0E-27 (X_X2.X1.dlay2)-639.2E-27 (X_X2.X1.dvdt0) (X_X2.X1.dvdt1) (X_X2.X1.dvdt2) (X_X2.X1.gate1) (X_X2.X1.gate2) (X_X2.X1.gate4) (X_X1.X1.anode0) (X_X1.X1.anode2) (X_X1.X1.break1)-123.5E-18 (X_X1.X1.contot) (X_X2.X1.anode0) (X_X2.X1.anode2) (X_X2.X1.break1)-123.4E-18 (X_X2.X1.contot) (X_X1.X1.condvdt) (X_X1.X1.congate) (X_X1.X1.conmain) (X_X1.X1.control) 1.778E-18 (X_X2.X1.condvdt) (X_X2.X1.congate) (X_X2.X1.conmain) (X_X2.X1.control) 1.778E

81 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V E+00 V_VG E+00 V_VG E+00 X_X2.X1.VIak 0.000E+00 X_X2.X1.VdVdt 0.000E+00 X_X2.X1.VIgf 0.000E+00 X_X1.X1.VIak 0.000E+00 X_X1.X1.VdVdt 0.000E+00 X_X1.X1.VIgf 0.000E+00 TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES NAME X_X2.X1.Emon X_X2.X1.EdVdt V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.Egate1 X_X2.X1.Egon1 V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.EItot X_X2.X1.Eprod V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.Elin X_X2.X1.Eonoff V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E-30 NAME X_X1.X1.Emon X_X1.X1.EdVdt V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.Egate1 X_X1.X1.Egon1 V-SOURCE 0.000E E

82 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.EItot X_X1.X1.Eprod V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.Elin X_X1.X1.Eonoff V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E-30 **** DIODES NAME X_X2.X1.Dak1 X_X2.X1.Dka MODEL X_X2.X1.Dakfwd X_X2.X1.Dkarev ID 0.00E E+00 VD 0.00E E+00 REQ 6.46E E+08 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dgkf X_X2.X1.Dton MODEL X_X2.X1.Dgk X_X2.X1.Delay ID 0.00E E-28 VD 0.00E E-18 REQ 9.96E E+10 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dtoff X_X2.X1.Dbreak MODEL X_X2.X1.Delay X_X2.X1.Dbreak ID 1.78E E-28 VD 1.78E E-16 REQ 2.52E E+11 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dbreak2 X_X1.X1.Dak1 MODEL X_X2.X1.Dseries X_X1.X1.Dakfwd ID 1.70E E+00 VD 1.23E E+00 REQ 7.21E E+08 CAP 0.00E E-12 NAME X_X1.X1.Dka X_X1.X1.Dgkf MODEL X_X1.X1.Dkarev X_X1.X1.Dgk ID 0.00E E+00 VD 0.00E E+00 REQ 2.59E E+11 CAP 5.00E E-11 NAME X_X1.X1.Dton X_X1.X1.Dtoff

83 MODEL X_X1.X1.Delay X_X1.X1.Delay ID -1.13E E-30 VD -1.78E E-18 REQ 2.52E E+10 CAP 5.00E E-12 NAME X_X1.X1.Dbreak X_X1.X1.Dbreak2 MODEL X_X1.X1.Dbreak X_X1.X1.Dseries ID 1.72E E-28 VD 1.23E E-16 REQ 7.21E E+11 CAP 5.00E E+00 **** VOLTAGE CONTROLLED SWITCHES NAME X_X2.X1.Scr X_X1.X1.Scr MODEL X_X2.X1.Vswitch X_X1.X1.Vswitch I LOAD 0.00E E+00 V LOAD 0.00E E+00 R LOAD 4.55E E+05 V CTRL 1.78E E-18 **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( IN) ( OUT) (X_X1.X1.Itot) (X_X1.X1.prod) (X_X2.X1.Itot) (X_X2.X1.prod) (X_X1.X1.dlay1) 144.0E-27 (X_X1.X1.dlay2)-639.2E-27 (X_X1.X1.dvdt0) (X_X1.X1.dvdt1) (X_X1.X1.dvdt2) (X_X1.X1.gate1) (X_X1.X1.gate2) (X_X1.X1.gate4)

84 (X_X2.X1.dlay1) 144.0E-27 (X_X2.X1.dlay2)-639.2E-27 (X_X2.X1.dvdt0) (X_X2.X1.dvdt1) (X_X2.X1.dvdt2) (X_X2.X1.gate1) (X_X2.X1.gate2) (X_X2.X1.gate4) (X_X1.X1.anode0) (X_X1.X1.anode2) (X_X1.X1.break1)-123.5E-18 (X_X1.X1.contot) (X_X2.X1.anode0) (X_X2.X1.anode2) (X_X2.X1.break1)-123.4E-18 (X_X2.X1.contot) (X_X1.X1.condvdt) (X_X1.X1.congate) (X_X1.X1.conmain) (X_X1.X1.control) 1.778E-18 (X_X2.X1.condvdt) (X_X2.X1.congate) (X_X2.X1.conmain) (X_X2.X1.control) 1.778E-18 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_V E+00 V_VG E+00 V_VG E+00 X_X2.X1.VIak 0.000E+00 X_X2.X1.VdVdt 0.000E+00 X_X2.X1.VIgf 0.000E+00 X_X1.X1.VIak 0.000E+00 X_X1.X1.VdVdt 0.000E+00 X_X1.X1.VIgf 0.000E+00 TOTAL POWER DISSIPATION 0.00E+00 WATTS

85 **** 03/03/08 14:44:06 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Rythmistys.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES NAME X_X2.X1.Emon X_X2.X1.EdVdt V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.Egate1 X_X2.X1.Egon1 V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.EItot X_X2.X1.Eprod V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X2.X1.Elin X_X2.X1.Eonoff V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E-30 NAME X_X1.X1.Emon X_X1.X1.EdVdt V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.Egate1 X_X1.X1.Egon1 V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.EItot X_X1.X1.Eprod V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E+00 NAME X_X1.X1.Elin X_X1.X1.Eonoff V-SOURCE 0.000E E+00 I-SOURCE 0.000E E

86 **** DIODES NAME X_X2.X1.Dak1 X_X2.X1.Dka MODEL X_X2.X1.Dakfwd X_X2.X1.Dkarev ID 0.00E E+00 VD 0.00E E+00 REQ 6.46E E+08 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dgkf X_X2.X1.Dton MODEL X_X2.X1.Dgk X_X2.X1.Delay ID 0.00E E-28 VD 0.00E E-18 REQ 9.96E E+10 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dtoff X_X2.X1.Dbreak MODEL X_X2.X1.Delay X_X2.X1.Dbreak ID 1.78E E-28 VD 1.78E E-16 REQ 2.52E E+11 CAP 5.00E E-12 NAME X_X2.X1.Dbreak2 X_X1.X1.Dak1 MODEL X_X2.X1.Dseries X_X1.X1.Dakfwd ID 1.70E E+00 VD 1.23E E+00 REQ 7.21E E+08 CAP 0.00E E-12 NAME X_X1.X1.Dka X_X1.X1.Dgkf MODEL X_X1.X1.Dkarev X_X1.X1.Dgk ID 0.00E E+00 VD 0.00E E+00 REQ 2.59E E+11 CAP 5.00E E-11 NAME X_X1.X1.Dton X_X1.X1.Dtoff MODEL X_X1.X1.Delay X_X1.X1.Delay ID -1.13E E-30 VD -1.78E E-18 REQ 2.52E E+10 CAP 5.00E E-12 NAME X_X1.X1.Dbreak X_X1.X1.Dbreak2 MODEL X_X1.X1.Dbreak X_X1.X1.Dseries ID 1.72E E-28 VD 1.23E E-16 REQ 7.21E E+11 CAP 5.00E E

87 **** VOLTAGE CONTROLLED SWITCHES NAME X_X2.X1.Scr X_X1.X1.Scr MODEL X_X2.X1.Vswitch X_X1.X1.Vswitch I LOAD 0.00E E+00 V LOAD 0.00E E+00 R LOAD 4.55E E+05 V CTRL 1.78E E-18 JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME

88 2.4.3 ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας ρυθμιστης Buck του οποίου το κύκλωμα φαινεται παρακάτω. Είναι ένας δημοφιλής ρυθμιστής που χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ ισχύος σαν διακοπτικό στοιχείο και λειτουργεί σαν κατατμητής υποβιβασμού τάσης 6. Το ισοδύναμο κύκλωμα του κατατμητή υποβιβασμού τάσης είναι: ΣΧΗΜΑ 2.5 Κύκλωμα του Ρυθμιστή Buck. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** CIRCUIT DESCRIPTION 6 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

89 * Schematics Version Web Update 1 * Fri May 02 21:54: ** Analysis setup **.tran 1us 1.6ms 1.5ms 1us SKIPBP.four 20KHZ 9 I(V_VY).OPTIONS ABSTOL=1.00n.OPTIONS ITL5=50000.OPTIONS RELTOL=0.001.OPTIONS VNTOL=0.1.OP.STMLIB "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.stl" * From [PSPICE NETLIST> section of pspiceev.ini:.lib "nom.lib".inc "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.net" **** INCLUDING "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.net" **** * Schematics Netlist * Q_Q Q2N2222 V_VY 1 2 0V V_VX 5 0 0V D_Dm 0 3 D1N4002 V_Vs V C_Ce uF IC=60V L_Le uH L_L uH R_R V_Vg 7 3 +PULSE 0V ns 0.1ns 27.28us 50us R_Rb **** RESUMING "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.cir" ****.INC "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.als" **** INCLUDING "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.als" **** * Schematics Aliases *.ALIASES Q_Q1 Q1(c=2 b=6 e=3 ) V_VY VY(+=1 -=2 ) V_VX VX(+=5 -=0 ) D_Dm Dm(1=0 2=3 ) V_Vs Vs(+=1 -=0 ) C_Ce Ce(1=0 2=4 ) L_Le Le(1=3 2=4 ) L_L L(1=4 2=8 ) R_R R(1=5 2=8 )

90 V_Vg Vg(+=7 -=3 ) R_Rb Rb(1=7 2=6 ) (6=6) (2=2) (3=3) (1=1) (5=5) (4=4) (8=8) (7=7).ENDALIASES **** RESUMING "Katatmyths Ypovivasmou Tashs.cir" ****.probe.end **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** Diode MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** D1N4002 IS E-15 N ISR E-12 IKF BV E+03 IBV 10 RS.05 CJO E-12 VJ.7 M

91 **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** BJT MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** Q2N2222 NPN IS E-15 BF NF 1 VAF IKF.2847 ISE E-15 NE BR.7371 NR 1 RB 10 RC 1 CJE E-12 MJE.377 CJC E-12 VJC.7 MJC.3416 TF E-12 XTF 3 VTF 1.7 ITF.6 TR E-09 XTB 1.5 CN 2.42 D

92 **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( 3) 1.268E-09 ( 4) 1.268E-09 ( 5) ( 6) 3.507E-09 ( 7) 1.268E-09 ( 8) 1.268E-09 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_VY V_VX V_Vs V_Vg 4.227E E E E-10 TOTAL POWER DISSIPATION 4.65E-08 WATTS **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** DIODES NAME D_Dm MODEL D1N4002 ID -2.45E-18 VD -1.27E-09 REQ 5.17E+08 CAP 5.00E

93 **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS NAME Q_Q1 MODEL Q2N2222 IB -1.49E-10 IC 4.23E-10 VBE 2.24E-09 VBC -1.10E+02 VCE 1.10E+02 BETADC -2.83E+00 GM -8.39E-13 RPI 2.34E+12 RX 1.00E+01 RO 2.52E+11 CBE 4.49E-12 CBC 6.45E-13 CJS 0.00E+00 BETAAC -1.96E+00 CBX/CBX2 0.00E+00 FT/FT2-2.60E-02 **** 05/03/08 16:33:44 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Katatmyths Ypovivasmou Tashs.sch **** FOURIER ANALYSIS TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE I(V_VY) DC COMPONENT = E+00 HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+00 TOTAL HARMONIC DISTORTION = E+01 PERCENT JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME

94 2.4.4 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας μονοφασικός αντιστροφέας γέφυρας που χρησιμοποιεί σήμα ελέγχου παλμού με διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM) για να παράγει την τάση εξόδου και του οποίου το κύκλωμα φαίνεται παρακάτω 7. Το ισοδύναμο κύκλωμα του αντιστροφέα γέφυρας είναι: ΣΧΗΜΑ 2.6 Κύκλωμα του μονοφασικού αντιστροφέα γέφυρας με διαμόρφωση πλάτους παλμού. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : 7 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

95 **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** CIRCUIT DESCRIPTION *************************************************************************** *** * Schematics Version Web Update 1 * Sat Apr 19 13:07: ** Analysis setup **.tran/op 10us 16.67ms 0 10us.four 60HZ 9 V([3>,[6>).OPTIONS ABSTOL=1.00n.OPTIONS DIGFREQ=10GHz.OPTIONS ITL5= OPTIONS RELTOL=0.01.OPTIONS VNTOL=0.1.OPTIONS WIDTH=80.OP * From [PSPICE NETLIST> section of pspiceev.ini:.lib "nom.lib".inc "Monofasikos Antistrofeas.net" **** INCLUDING "Monofasikos Antistrofeas.net" **** * Schematics Netlist * R_Rg R_Rg D_D1 3 2 D1N914 R_R D_D4 0 3 D1N914 Q_Q Q2N2222 Q_Q Q2N2222 V_Vs V V_VY 1 2 0V R_Rin Meg R_RF K C_C PF R_RC Meg R_RC Meg R_Rr Meg V_Vc PULSE 0V -30V 0 1NS 1NS US US V_Vc PULSE 0-30V US 1NS 1NS US US V_Vr PULSE 50V 0V US US 1NS US

96 V_Vg PULSE 0V 5V 0.01us 0.01us 0.01us 5us 20us V_Vg PULSE 0V 5V 0.01us 0.01us 0.01us 5us 20us V_VX 3 4 0V R_Rg R_Rg V_Vg PULSE 0V 5V 0.01us 0.01us 0.01us 5us 20us D_D2 0 b D1N914 D_D3 b 2 D1N914 Q_Q2 b 9 0 Q2N2222 Q_Q b Q2N2222 V_Vg3 12 b +PULSE 0V 5V 0.01us 0.01us 0.01us 5us 20us L_L 5 b 10mH E_E E+5 R_R V_Vr PULSE 50V 0V US US 1NS US R_R K R_R K V_Vc PULSE 0V -30V 0 1NS 1NS US US **** RESUMING "Monofasikos Antistrofeas.cir" ****.INC "Monofasikos Antistrofeas.als" **** INCLUDING "Monofasikos Antistrofeas.als" **** * Schematics Aliases *.ALIASES R_Rg4 Rg4(1=14 2=13 ) R_Rg1 Rg1(1=8 2=7 ) D_D1 D1(1=3 2=2 ) R_R0 R0(1=6 2=3 ) D_D4 D4(1=0 2=3 ) Q_Q4 Q4(c=3 b=13 e=0 ) Q_Q1 Q1(c=2 b=7 e=3 ) V_Vs Vs(+=1 -=0 ) V_VY VY(+=1 -=2 ) R_Rin Rin(1=0 2=20 ) R_RF RF(1=20 2=3 ) C_C0 C0(1=4 2=3 ) R_RC1 RC1(1=0 2=15 ) R_RC3 RC3(1=0 2=16 ) R_Rr Rr(1=0 2=17 ) V_Vc1 Vc1(+=15 -=0 ) V_Vc3 Vc3(+=16 -=0 ) V_Vr1 Vr1(+=17 -=0 ) V_Vg1 Vg1(+=8 -=3 )

97 V_Vg4 Vg4(+=14 -=0 ) V_VX VX(+=3 -=4 ) R_Rg3 Rg3(1=12 2=11 ) R_Rg2 Rg2(1=10 2=9 ) V_Vg2 Vg2(+=10 -=0 ) D_D2 D2(1=0 2=b ) D_D3 D3(1=b 2=2 ) Q_Q2 Q2(c=b b=9 e=0 ) Q_Q3 Q3(c=2 b=11 e=b ) V_Vg3 Vg3(+=12 -=b ) L_L L(1=5 2=b ) E_E10 E10(3=4 4=6 1=0 2=5 ) R_R R(1=4 2=5 ) V_Vr Vr(+=18 -=0 ) R_R1 R1(1=18 2=20 ) R_R2 R2(1=19 2=20 ) V_Vc Vc(+=19 -=0 ) (13=13) (14=14) (7=7) (8=8) (3=3) (2=2) (6=6) (1=1) (20=20) (4=4) (15=15) (16=16) (17=17) (11=11) (12=12) (9=9) (10=10) (b=b) (5=5) (18=18) (19=19).ENDALIASES **** RESUMING "Monofasikos Antistrofeas.cir" ****.probe.end **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch

98 **** Diode MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** D1N914 IS E-15 ISR E-12 BV E+03 IBV.01 RS.1 CJO E-12 VJ.7 M.3333 **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** BJT MODEL PARAMETERS *************************************************************************** *** Q2N2222 NPN IS E-15 BF NF 1 VAF IKF.2847 ISE E-15 NE BR.7371 NR 1 RB 10 RC 1 CJE E-12 MJE.377 CJC E-12 VJC.7 MJC.3416 TF E-12 XTF 3 VTF 1.7 ITF.6 TR E-09 XTB 1.5 CN 2.42 D.87 **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C

99 *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) 4.999E+06 ( 7) ( 8) ( 9) 3.392E-09 ( b) ( 10) ( 11) ( 12) ( 13) 3.392E-09 ( 14) ( 15) ( 16) ( 17) ( 18) ( 19) ( 20) VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_Vs V_VY V_Vc1 V_Vc3 V_Vr1 V_Vg1 V_Vg4 V_VX V_Vg2 V_Vg3 V_Vr V_Vc E E E E E E E E E E E E-02 TOTAL POWER DISSIPATION 1.25E+00 WATTS **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** **** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES NAME E_E10 V-SOURCE E+06 I-SOURCE 6.665E+04 **** DIODES NAME D_D1 D_D4 D_D2 D_D3 MODEL D1N914 D1N914 D1N914 D1N

100 ID VD REQ CAP -4.76E E E E E E E E E E E E E E E E-13 **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS NAME Q_Q4 Q_Q1 Q_Q2 Q_Q3 MODEL Q2N2222 Q2N2222 Q2N2222 Q2N2222 IB -3.39E E E E-10 IC 6.74E E E E-10 VBE 3.39E E E E-04 VBC -2.50E E E E+01 VCE 2.50E E E E+01 BETADC -1.99E E E E+00 GM 1.06E E E E-13 RPI 2.34E E E E+12 RX 1.00E E E E+01 RO 5.97E E E E+11 CBE 4.49E E E E-12 CBC 1.06E E E E-13 CJS 0.00E E E E+00 BETAAC 2.47E E E E+00 CBX/CBX2 0.00E E E E+00 FT/FT2 3.02E E E E-02 **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) 4.999E+06 ( 7) ( 8) ( 9) 3.392E-09 ( b) ( 10) ( 11) ( 12) ( 13) 3.392E-09 ( 14) ( 15) ( 16) ( 17) ( 18) ( 19) ( 20) VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_Vs E

101 V_VY V_Vc1 V_Vc3 V_Vr1 V_Vg1 V_Vg4 V_VX V_Vg2 V_Vg3 V_Vr V_Vc 1.458E E E E E E E E E E E-02 TOTAL POWER DISSIPATION 1.25E+00 WATTS **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** **** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES NAME E_E10 V-SOURCE E+06 I-SOURCE 6.665E+04 **** DIODES NAME D_D1 D_D4 D_D2 D_D3 MODEL D1N914 D1N914 D1N914 D1N914 ID -4.76E E E E-10 VD -7.50E E E E+01 REQ 6.81E E E E+11 CAP 8.40E E E E-13 **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS NAME Q_Q4 Q_Q1 Q_Q2 Q_Q3 MODEL Q2N2222 Q2N2222 Q2N2222 Q2N2222 IB -3.39E E E E-10 IC 6.74E E E E-10 VBE 3.39E E E E-04 VBC -2.50E E E E+01 VCE 2.50E E E E+01 BETADC -1.99E E E E+00 GM 1.06E E E E-13 RPI 2.34E E E E+12 RX 1.00E E E E+01 RO 5.97E E E E+11 CBE 4.49E E E E-12 CBC 1.06E E E E

102 CJS 0.00E E E E+00 BETAAC 2.47E E E E+00 CBX/CBX2 0.00E E E E+00 FT/FT2 3.02E E E E-02 **** 05/03/08 17:52:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) ************** * C:\PTYXIAKH 08\METAFRASEIS _ DEMO\ORCAD Pspice 9.1\EXERCISE\Monofasikos Antistrofeas.sch **** FOURIER ANALYSIS TEMPERATURE = DEG C *************************************************************************** *** FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(3,6) DC COMPONENT = E+06 HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+03 TOTAL HARMONIC DISTORTION = E+01 PERCENT JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME

103 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ TOP SPICE ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το TopSPICE είναι ένας προσομοιωτής κυκλωμάτων ικανός να προσομοιώνει μοντέλα κυκλωμάτων. Με το TopSPICE μπορείτε να ελέγξετε και να βελτιστοποιήσετε το σχέδιό σας από το σύστημα στο επίπεδο των τρανζίστορ, με τη χρησιμοποίηση του ενσωματωμένου προσομοιωτή λογικής, για να εξομοιωθούν τα ψηφιακά τμήματα του κυκλώματός σας, αντί των αναλογικών αντιτίμων, οι ανάμικτοι χρόνοι προσομοίωσης μπορούν να μειωθούν από τα μεγέθη. Το TopSPICE/Win32 προσφέρει ένα πλήρως ενσωματωμένο περιβάλλον που συλλαμβάνει, που προσομοιώνει, και που αναλύει τα σχέδια κυκλωμάτων σας. Η εύκαμπτη αρχιτεκτονική της επιτρέπει στο σχεδιαστή για να ενσωματώσει όλα τα εργαλεία σχεδίου, συμπεριλαμβανομένων των εργαλείων τρίτων και των πρότυπων βιβλιοθηκών, σε ένα πλήρες σύστημα CAD. Το TopSPICE είναι επίσης μοναδικό δεδομένου ότι σας προσφέρει την επιλογή σχεδίου από τα σχηματικά σχέδια, τα αρχεία netlist (κείμενο) του SPICE ή το συνδυασμό της σχηματικής αναπαράστασης και του netlist, ή το διακόπτη μεταξύ τους. Όλες οι λειτουργίες σχεδίου και προσομοίωσης είναι διαθέσιμες είτε από τις σχηματικές αναπαραστάσεις (schematic) είτε από τον συντάκτη (editor front-ends ) του netlist. Το λογισμικό του TopSPICE/ Win32 αποτελείται από τα ακόλουθα ενσωματωμένα συστατικά προγράμματα: Σχηματικός Συντάκτης (Schematic Editor), Συντάκτης Αρχείων Κυκλωμάτων (Circuit File Editor), Προσομοιωτής (Simulator), Μηχανή Αναζήτησης Αρχείων Παραγωγής (Output File Browser), Θέση - Επεξεργαστής TopView (TopView post - processor), και εκτενής βιβλιοθήκη των προτύπων συσκευών με το Πρότυπο Εργαλείο Βάσεων Δεδομένων Βιβλιοθηκών (Model Libraries Database ). 3.2 ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ TOP SPICE Για να εγκαταστήσετε το Top Spice στον υπολογιστή σας χρησιμοποιείστε το CD- ROM με το λογισμικό εγκατάστασης. Τα βήματα τα οποία ακολουθείτε είναι τα εξής : Βάζουμε το CD στο CD-ROM. Πολλοί υπολογιστές το διαβάζουν αυτόματα, αν δεν το διαβάσει αυτόματα ακολουθείτε τη διαδικασία. Ο Υπολογιστής μου -> Μονάδα CD: Άνοιγμα 8 Από την ιστοσελίδα στο internet : «Online Manuals / User s Guide» ελεύθερη μετάφραση δική μας

104 και βλέπετε το παραπάνω παράθυρο. Κάντε διπλό κλικ στο αρχείο tw71demo.exe και σας εμφανίζει το εξής παράθυρο: Το οποίο είναι μια προειδοποίηση ασφάλειας για το αν θέλετε να εκτελεστεί το πρόγραμμα. Πατάτε το κουμπί Εκτέλεση και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο

105 Στο σημείο αυτό πατάτε Next> για να ξεκινήσει η διαδικασία. Εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο. Στο παρακάτω παράθυρο αφού διαβάσετε την άδεια χρήσης της εφαρμογής επιλέγετε το I accept the agreement και αυτόματα ενεργοποιείται το κουμπί Next>

106 Αφού πατήσετε και το Next> βλέπετε το παρακάτω παράθυρο. Όπου καθορίζετε τον φάκελο αποθήκευσης του προγράμματος. Συνήθως χρησιμοποιείται ο προεπιλεγμένος C:\Program Files\TopSPICE Demo, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο:

107 Το παραπάνω παράθυρο καθορίζει το όνομα της εφαρμογής στο μενού έναρξη- >προγράμματα το οποίο αφήνετε ως έχει, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο: Στο παραπάνω παράθυρο αν πατήσετε την πρώτη επιλογή θα δημιουργηθεί ένα εικονίδιο της εφαρμογής στην επιφάνεια εργασίας, και το αμέσως επόμενο ενεργοποιεί τα αρχεία.sch και.cir να ανοίγουν με αυτή την εφαρμογή. Αφού τα επιλέξετε πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο:

108 Το παραπάνω παράθυρο είναι μία σύνοψη των όσων έχετε καθορίσει για την εγκατάσταση. Πατάτε Install για να ξεκινήσει η εγκατάσταση. Το παραπάνω παράθυρο δείχνει την διαδικασία αντιγραφής των αρχείων της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Αφού τελειώσει η αντιγραφή βλέπετε το παρακάτω παράθυρο:

109 Το παραπάνω παράθυρο εμφανίζει την επιτυχή εγκατάσταση της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Η επιλογή που είναι προεπιλεγμένη θα κάνει εμφάνιση ενός κειμένου που θα επιβεβαιώνει την εγκατάσταση και θα δίνει πληροφορίες για το πρόγραμμα. Πατώντας το κουμπί Finish (Τέλος), εμφανίζεται το κείμενο που αναφέρθηκε προηγουμένως

110 3.3 ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ TopSpice 9 Συντάκτης Σχηματικών Αναπαραστάσεων (Schematic Editor) Ο συντάκτης front-end των σχηματικών αναπαραστάσεων του TopSPICE (TopSPICE Schematic Editor front-end) παρέχει έναν εύκολο τρόπο να δημιουργηθούν και να εκδοθούν τα σχέδια κυκλωμάτων, να τρέξουν οι προσομοιώσεις και να αναλυθούν τα αποτελέσματα. Συντάκτης Αρχείων Κυκλωμάτων (Circuit File Editor) Ο συντάκτης αρχείων κυκλωμάτων (Circuit File Editor ) είναι ο επόμενος συντάκτης front-end για το TopSPICE. Επιτρέπει σε σας να δημιουργήσει, να εκδώσει και να προσομοιώσει τα netlists του SPICE. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εκδώσει την εντολή και τα πρότυπα αρχεία, ή οποιοδήποτε άλλο αρχείο κειμένου. Προσομοιωτής Κυκλωμάτων (TopSPICE/Win32 Simulator) Αυτή είναι η έκδοση των Windows των 32-bit του προσομοιωτή κυκλωμάτων TopSPICE που προσφέρει πολλά προηγμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα. Διαλογικό Γραφικό (Topview Graphical Post-Processor) Το TopView είναι το διαλογικό γραφικό του SPICE, πρόγραμμα θέση - επεξεργαστής, για να σχεδιαστούν και να αναλυθούν τα δεδομένα εξόδου προσομοίωσης του SPICE. Μηχανή Αναζήτησης Αρχείων Εξόδου (Output File Browser) Η μηχανή αναζήτησης αρχείων του TopSPICE (Output File Browser) επιτρέπει στο χρήστη να αναζητήσει το αρχείο κειμένων εξόδου προσομοίωσης, που περιέχει τις πληροφορίες για το κύκλωμα, τις συσκευές, τα πρότυπα, το σημείο λειτουργίας, τα ταξινομημένα σε πίνακες στοιχεία, τις στατιστικές προσομοίωσης, το λάθος και τα μηνύματα προειδοποίησης, κ.λ.π. Εάν υπάρχουν μηνύματα λάθους προσομοίωσης, η μηχανή αναζήτησης αρχείων πηδά αυτόματα και επιδεικνύει το πρώτο μήνυμα λάθους. Βιβλιοθήκες Μοντέλων (Model Libraries and Database) Το πακέτο λογισμικού του TopSPICE/Win32 έρχεται με ένα εκτενές σύνολο πρότυπων βιβλιοθηκών με πάνω από μέρη. Περιλαμβάνουν τις ιδιαίτερες συσκευές (δίοδοι, τρανζίστορ, ημιαγωγοί δύναμης, κ.λ.π.), τις αναλογικές λειτουργίες, τις οπτικοηλεκτρονικές συσκευές, τα μαγνητικά μέρη, τις ψηφιακές οικογένειες λογικής και τις πρότυπες βιβλιοθήκες προμηθευτών. Η εγγενής προσομοίωση Mixed-Mode Το TopSPICE εφαρμόζει μια πλήρως ενσωματωμένη ανάμικτη (mixed-mode ) τεχνολογία προσομοίωσης. Η αναλογική ηλεκτρική προσομοίωση και οι αλγόριθμοι προσομοίωσης λογικής συγχωνεύονται σε μια ενοποιημένη αρχιτεκτονική προσομοιωτών. Ο προσομοιωτής λογικής που εφαρμόζεται σε TopSPICE είναι ένα γεγονός που οδηγείται πλήρως. Το ψηφιακό τμήμα του κυκλώματος αξιολογείται μόνο όταν πραγματοποιείται ένα γεγονός λογικής κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης. Το TopSPICE εφαρμόζει επίσης ένα 9 Από την ιστοσελίδα στο internet : «Online Manuals / User s Guide» ελεύθερη μετάφραση δική μας

111 κοινό με το SPICE, όπως τη σύνταξη εισαγωγής και για τα αναλογικά και ψηφιακά τμήματα, για να πάρει εκείνους τους σχεδιαστές εξοικειωμένους με το SPICE γρήγορα εν πλω. Αναλογική Συμπεριφοριστική Διαμόρφωση Η ικανότητα αναλογικής συμπεριφοριστικής διαμόρφωσης, επιτρέπει στο σχεδιαστή να περιγράψει τα ηλεκτρονικά συστατικά και τους λειτουργικούς φραγμούς κυκλωμάτων χρησιμοποιώντας τις λειτουργίες μεταφοράς. Αυτή η προσέγγιση «μαύρων κιβωτίων» είναι ένα πολύ ισχυρό εργαλείο για τις σύνθετες συσκευές διαμόρφωσης, την επιτάχυνση της προσομοίωσης των μεγάλων συστημάτων και την ανάπτυξη μιας από επάνω προς τα κάτω μεθοδολογίας σχεδίου. Η αναλογική συμπεριφοριστική διαμόρφωση αφήνει επίσης τους χρήστες του TopSPICE να περιλάβουν εύκολα τις αυθαίρετες υψηλού επιπέδου αναλογικές λειτουργίες και να διαμορφώσουν τα μη ηλεκτρικά συστατικά. Οι ακόλουθες επιλογές για να μεταφέρουν τις λειτουργίες, είναι διαθέσιμες στο TopSPICE: 1. Καθορισμένες από το χρήστη εξισώσεις και παράμετροι. Οι εξισώσεις μπορούν να είναι αυθαίρετες λειτουργίες της τάσης, του χρόνου και της θερμοκρασίας. 2. Πολλές ενσωματωμένες λειτουργίες math (μαθηματικές). 3. Πίνακες "ματιάς". 4. Μετατροπές Laplace (αυθαίρετες εξισώσεις του σύνθετου μεταβλητού s). 5. Πίνακες απάντησης συχνότητας και s-παραμέτρου για τη διαμόρφωση συσκευών υψηλής συχνότητας. 6. Λογικές και συγγενικές εκφράσεις Ξεκινώντας το TopSPICE Ο συνιστώμενος τρόπος για να αρχίσει το TopSPICE είναι να ανοίξει η εικόνα «Launch TopSPICE» από το φάκελο ομάδας προγραμμάτων «TopSPICE Win32» ή από το Windows Desktop. Παραδείγματος χάριν, επιλέξτε Start>Programs>TopSPICE Win32> Launch TopSPICE. Εάν εγκαταστήσατε το TopSPICE σε έναν διαφορετικό φάκελο, επιλέξτε εκείνο το φάκελο από το μενού Start >Programs. Μπορείτε επίσης να επιλέξετε να αρχίσετε άμεσα τον Schematic Editor ή το πρόγραμμα Circuit File Editor, με το άνοιγμα των αντίστοιχων εικόνων τους στο φάκελο «TopSPICE Win32», εάν αυτό είναι καταλληλότερο. Οι επιλογές οθόνης Launch TopSPICE απλοποιούν το στόχο για άνοιγμα ενός νέου ή ενός προηγούμενα σωζόμενου προγράμματος σχεδίου κυκλωμάτων. Νέο Κύκλωμα (New Circuit) Χρησιμοποιήστε το κουμπί New Circuit για να αρχίσει ένα νέο πρόγραμμα κυκλωμάτων. Ανάλογα με την προτίμηση που θέτει το Open As (ανοίγοντας ως) θα αρχίσει το αρχείο σχηματικών αναπαραστάσεων (Schematic) ή κυκλωμάτων (κείμενο) με μια κενή περιοχή εργασίας. Εξ ορισμού, τα αρχεία προγράμματος κυκλωμάτων σας σώζονται στο TopSPICE στο \Circuits - όπου μπορείτε να επιλέξετε να ανοίξετε έναν διαφορετικό φάκελο όταν διευκρινίσετε το όνομα του αρχείου σας

112 Launch TopSPICE/Win 32 πρόγραμμα διαλόγου Άνοιγμα Τελευταίας Εργασίας (Open Last Project) Χρησιμοποιήστε το κουμπί Open Last Project για να επαναλάβετε κάποια εργασία στο τελευταίο πρόγραμμα κυκλωμάτων. Το παράθυρο «Last Project» παρουσιάζει το τελευταίο όνομα και τίτλο του αρχείου προγράμματος. Μπορείτε επίσης να επιλέξετε να ανοίξετε οποιαδήποτε από τα πιο πρόσφατα προγράμματα που απαριθμούνται κάνοντας κλικ στο επιθυμητό όνομα αρχείου. Άνοιγμα των επιλογών (Open As Options) Το TopSPICE προσφέρει την ευκολία να εργάζεστε με ένα σχηματικό σχέδιο ή ένα netlist SPICE άμεσα ανάλογα με τις ανάγκες ή την προτίμησή σας. Η επιλογή Open As Schematic προωθεί το Σχηματικό Συντάκτη TopSPICE (TopSPICE Schematic Editor). Η επιλογή Open As Circuit (text) file είναι πριν πατήσουμε το κουμπί New Circuit ή το κουμπί Open Last Project. Άνοιγμα Αποθηκευμένης Σχηματικής Αναπαράστασης (Open Saved Schematic) Χρησιμοποιήστε αυτό το κουμπί για να ψάξει βιαστικά και να ανοίξει οποιοδήποτε προηγούμενο σωζόμενο κύκλωμα (.SCH) στο TopSPICE. Εξ' ορισμού, ανοίγει τον τελευταίο φάκελο που εργαστήκατε, ενδεχομένως, ή τον υποφάκελο \Circuits. Άνοιγμα Αποθηκευμένου Αρχείου Κειμένου (Open Saved SPICE (text)file) Χρησιμοποιείστε αυτό το κουμπί για να ψάξει βιαστικά και να ανοίξει οποιαδήποτε προηγούμενα σωζόμενα αρχεία κυκλωμάτων netlist SPICE(.CIR). Εξ ορισμού, ανοίγει τον τελευταίο φάκελο που εργαζόσασταν, ενδεχομένως, ή τον υποφάκελο «\Circuits»

113 Λειτουργίες Αριθμού Ο αριθμός που απαιτείται από τον προσομοιωτή μπορεί να είναι ένας ακέραιος αριθμός (π.χ : 12, - 44), ένας αριθμός κινητής υποδιαστολής (π.χ: ), είτε ένας ακέραιος αριθμός ή αριθμός κινητής υποδιαστολής που ακολουθείται από έναν ακέραιο αριθμό, κ.ο.κ. «Επιστημονικό Σχήμα FORTRAN» (π.χ : 1E-12, 2.54E3), ή είτε ένας ακέραιος αριθμός ή ένας αριθμός κινητής υποδιαστολής που ακολουθείται από έναν από τους ακόλουθους παράγοντες κλίμακας: Κλίμακα Τιμή f p 10 n 10 u 10 6 m 10 mil 25.4x10 K 10 MEG 10 G 10 T % 0.01 Σημείωση: επειδή η σύνταξη στο SPICE είναι μη διακρίνουσα όσον αφορά τα κεφαλαία και μικρά, το «Μ» είναι το ίδιο με το «m» (10-3 ) όχι «MEG». Τα γράμματα αμέσως μετά από έναν αριθμό που δεν είναι παράγοντες κλίμακας αγνοούνται, και τα γράμματα αμέσως μετά από έναν παράγοντα κλίμακας αγνοούνται. Ως εκ τούτου, 10, 10V, 10Volts, και 10A όλα αντιπροσωπεύουν τον ίδιο αριθμό, και το m, ma, msec, και mf όλα αντιπροσωπεύουν τον ίδιο παράγοντα κλίμακας. Πρέπει να επιλέξετε το καταλληλότερο αριθμό. Παραδείγματος χάριν, 1000, , 1000Hz, 1E3, 1.0E3, 1KHz, και 1K όλα αντιπροσωπεύουν τον ίδιο αριθμό. Εντούτοις, εάν ένας αριθμός περιέχει οποιονδήποτε από τους ακόλουθους χαρακτήρες: + - */^ & < > ~, μετά από μια κλίμακα, ένα μήνυμα προειδοποίησης παράγεται. Αυτό γίνεται για να φανερώσει την πιθανή ανακριβή χρήση των εκφράσεων. Σημείωση: όπως αναφέρεται ανωτέρω το γράμμα «f» ή «F» είναι μια κλίμακα του Ως εκ τούτου, κατά τη διευκρίνιση του πυκνωτή η τιμή «2F» είναι 2x10-15 farads και όχι 2 farads. Πώς να δημιουργήσετε μια σχηματική αναπαράσταση 1. Από το εικονίδιο «Launch TopSPICE», επίλέξτε Open As Schematic εάν δεν είναι ήδη επιλεγμένο. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί New Circuit. Εισάγετε το όνομα του προγράμματός σας. 3. Ο Σχηματικός Συντάκτης (Schematic Editor) επικαλείται με ένα κενό φύλλο με όνομα προγράμματος «untitled». Επιλέξτε File Save as, και διευκρινίστε το επιθυμητό όνομα για το αρχείο του προγράμματός σας. 4. Επιλέξτε Edit Title για να προσθέσετε έναν τίτλο για το κύκλωμά σας και όποια άλλη περιγραφική πληροφόρηση. 5. Σχεδιάστε τη σχηματική αναπαράσταση χρησιμοποιώντας το μενού επιλογών Insert

114 Επιλέγοντας τα σύμβολα Τα ονόματα συμβόλων μερών στο TopSPICE δεν είναι αυθαίρετα. Το πρώτο γράμμα στο όνομα συμβόλου δείχνει τον τύπο του στοιχείου του SPICE που αντιπροσωπεύει. Παραδείγματος χάριν, οποιοδήποτε όνομα που αρχίζει από το γράμμα Q περιγράφει μια διπολική κρυσταλλολυχνία (τρανζίστορ). Οι μόνες εξαιρέσεις είναι τα ονόματα συμβόλων γείωσης και παροχής ηλεκτρικού ρεύματος. Το όνομα μπορεί να περιλαμβάνει μια περιγραφή, η οποία προηγείται από το χαρακτήρα άνω τελεία. Τοποθετώντας τα μέρη Για να τοποθετήσετε ένα νέο μέρος στη σχηματική αναπαράσταση, επιλέξτε από το μενού επιλογών το Insert Part. Έχετε την επιλογή να τοποθετήσετε ένα "γενικό" σύμβολο, ένα μέρος από τις πρότυπες βιβλιοθήκες του TopSPICE ή ένα σύμβολο στοιχείων λογικής. Για παράδειγμα για να τοποθετήσετε ένα γενικό μέρος όπως μια αντίσταση, επιλέξτε Insert Part Symbol. Ένα πλαίσιο διαλόγου επιλογής μερών εμφανίζεται που παρουσιάζει ένα προηγούμενο τοποθετημένο μέρος (ενδεχομένως) στο πεδίο εισαγωγής και τον κατάλογο συμβόλων μερών διαθέσιμων στην τρέχουσα βιβλιοθήκη συμβόλων. Για να διευκρινίσετε ένα νέο μέρος, ή επιλέξτε το από τον κατάλογο χρησιμοποιώντας το ποντίκι ή το πληκτρολόγιο, ή δακτυλογραφήστε το νέο όνομα συμβόλου του μέρους. Για να επιλέξετε το προηγούμενο μέρος, κάντε κλικ στο OK. Το επιλεγμένο σύμβολο επιδεικνύεται στην οθόνη με χρώμα κόκκινο. Κινήστε το σύμβολο προς την επιθυμητή θέση χρησιμοποιώντας το ποντίκι. Για να τοποθετήσετε το μέρος, κάντε ένα κλικ ή πατήστε το Enter. Για να κάνετε ακύρωση, κάνετε δεξί κλικ ή επιλέγετε το Esc. Διευκρίνιση των ιδιοτήτων των μερών Τα περισσότερα μέρη απαιτούν να διευκρινίζετε το ακόλουθο σύνολο ιδιοτήτων: το όνομα αναφοράς, την τιμή ή πρότυπο όνομα, και προαιρετικές παραμέτρους. Για να διευκρινίσετε τις ιδιότητες μερών, επιλέξτε Edit Attributes ενώ τοποθετείτε το μέρος ή κατόπιν. Το TopSPICE Schematic αυξάνει το όνομα αναφοράς αυτόματα σε όσα μέρη προστίθενται στη σχηματική αναπαράσταση. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε τις ιδιότητες με διπλό κλικ σε ένα μέρος στη σχηματική αναπαράσταση. Περιστροφή, Αντανάκλαση και Κτύπος Μπορείτε να αλλάξετε την άποψη των περισσότερων συμβόλων με την εκτέλεση των ακόλουθων διαδικασιών: περιστροφή, αντανάκλαση και κτύπος. Η περιστροφή, η αντανάκλαση και ο κτύπος είναι εντολές που μπορούν να συνδυαστούν με οποιαδήποτε ακολουθία για να λάβει τον επιθυμητό προσανατολισμό και άποψη το κάθε σύμβολο. Εάν εκτελέσετε περισσότερες από οκτώ περιστροφές, αντανακλάσεις ή κτυπήματα το σύμβολο επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση. Κάποια σύμβολα μπορεί να μην υποστηρίζουν τη λειτουργία περιστροφής. Συνδέοντας με καλώδια το κύκλωμα Τα καλώδια και οι συνδέσεις χρησιμοποιούνται για να συνδέονται τα μέρη μαζί και να δείχνουν ηλεκτρικές συνδέσεις. Για να σχεδιάσετε ένα καλώδιο, επιλέξτε Insert Wire από το μενού επιλογών. Κινήστε το δρομέα προς την αρχική θέση καλωδίων, και κάντε κλικ ή πατήστε το πλήκτρο Enter. Τώρα κινήστε το άλλο τέλος του καλωδίου προς την επιθυμητή θέση, και κάντε ένα κλικ για να ολοκληρώσετε την καλωδίωση

115 Κατά την καλωδίωση, το καλώδιο θα διαμορφώσει μια σωστή γωνία στο σημείο όπου κινείτε το δρομέα μακριά από μια κάθετη ή οριζόντια γραμμή. Ως εκ τούτου, μπορείτε να σύρετε ένα ευθύ καλώδιο ή να κάμψετε το καλώδιο. Εάν θέλετε να αλλάξετε την κατεύθυνση του σχεδιασμού του καλωδίου ο δρομέας πρέπει να κινηθεί πίσω στην αφετηρία, και έπειτα να κινηθεί στην επιθυμητή νέα κατεύθυνση. Για να ακυρώσετε τη λειτουργία καλωδίωσης, πιέστε το δεξί κουμπί του ποντικιού ή το πλήκτρο Esc. Ένα καλώδιο σωστής γωνίας σώζεται ως δύο τμήματα καλωδίων. Ως εκ τούτου, η επεξεργασία της καλωδίωσης γίνεται με αποκοπή και αντιγραφή για κάθε τμήμα χωριστά. Το σύμβολο της σύνδεσης δείχνει μια ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ των καλωδίων ή μεταξύ ενός καλωδίου και ενός σημείου του μέρους. Για να σύρετε μια σύνδεση, επιλέξτε Insert Junction από το μενού επιλογών και κινήστε το δρομέα προς το επιθυμητό σημείο συνδέσεων. Κάντε ένα κλικ ή πιέστε το πλήκτρο Enter. Μια σύνδεση πρέπει να τοποθετηθεί με το χέρι για να δείξει τις συνδέσεις μεταξύ δύο καλωδίων που διασχίζουν κάθετα. Για όλες τις άλλες συνδέσεις το σύμβολο συνδέσεων είναι προαιρετικό ή τοποθετείται αυτόματα εάν το χαρακτηριστικό γνώρισμα «auto-junction» που σημαίνει αυτόματος συνδέσεων επιτρέπεται. Ηλεκτρικές Ενώσεις Το TopSPICE Schematic χρησιμοποιεί ένα σύνολο κανόνων για να καθοριστεί εάν τα καλώδια και τα σημεία των μερών φτιάχνουν μια ηλεκτρική σύνδεση κατά την παραγωγή του netlist SPICE για τη σχηματική αναπαράσταση. Οι ηλεκτρικές συνδέσεις μπορούν να γίνουν από τις φυσικές (συνδεμένες με καλώδιο) συνδέσεις ή με τη χρησιμοποίηση των ετικετών κόμβων και των ονομάτων των σημείων (επονομαζόμενων συνδέσεων). Ο βασικός κανόνας για μια φυσική σύνδεση είναι ότι το τέλος ενός καλωδίου, ή το συνδεόμενο τέλος ενός σημείου ενός μέρους (που υποδεικνύεται από ένα μικρό τετράγωνο), πρέπει να έρθει σε επαφή με ένα άλλο καλώδιο οπουδήποτε, ή με το συνδεόμενο τέλος του σημείου, να κάνει την ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ αυτών των δύο. Εάν η λειτουργία «αυτόματος-συνδέσεων» επιτρέπεται, τα σημεία συνδέσεων τοποθετούνται αυτόματα όπως απαιτείται. Εντούτοις, οι συνδέσεις είναι προαιρετικές για αυτές τις συνδέσεις. Για να συνδέσετε δύο καλώδια που διασχίζουν κάθετα πρέπει να τοποθετήσετε ένα σημείο συνδέσεων με το χέρι. Σημείωση: το σημείο ενός μέρους μπορεί μόνο να συνδεθεί με το συνδεόμενο τέλος του. Η εναλλακτική λύση των συνδεμένων με καλώδιο συνδέσεων είναι να χρησιμοποιηθούν οι επονομαζόμενες συνδέσεις, οι οποίες αποτελούνται από καλώδια και σημεία με τα ίδια ονόματα ετικετών. Οι ετικέτες κόμβων και οι αριθμοί κόμβων Οι ετικέτες κόμβων εξυπηρετούν τρεις σκοπούς: για να τεκμηριώσει τα σημαντικά σημεία στο κύκλωμα, να παράσχει ένα όνομα έτσι ώστε ένας κόμβος να μπορεί να παραπεμφθεί κάπου αλλού, για να συνδέσουν τους κόμβους με τα ίδια ονόματα χωρίς την ανάγκη των συνδέσεων καλωδίων, οι οποίες είναι μερικές φορές μη πρακτικές. Για να ορίσετε μια ετικέτα κόμβων σε ένα καλώδιο ή ένα σημείο, επιλέξτε Insert Label Node από το μενού επιλογών και εισάγετε το κείμενο ετικετών στην υπαγόρευση. Κινήστε την ετικέτα προς ένα σημείο κοντά στο καλώδιο ή στο σημείο που θέλετε να ονομάσετε. Η ετικέτα πρέπει να είναι μέσα σε μια μονάδα πλέγματος ενός καλωδίου ή ενός σημείου που

116 ορίζεται σε αυτό. Για να τοποθετήσετε την ετικέτα, κάντε κλικ ή πιέστε το πλήκτρο Enter. Εάν η ετικέτα τοποθετήθηκε κατάλληλα δίπλα σε ένα καλώδιο ή ενός σημείου θα επιδειχθεί χρησιμοποιώντας το ίδιο χρώμα με το καλώδιο που δείχνει ότι είναι μια ετικέτα κόμβων. Με δεξί κλικ ή αν πιέσετε το πλήκτρο Esc ακυρώνετε τη λειτουργία σχεδίων ετικετών. Το TopSPICE Schematic ορίζει αυτόματα τους αριθμούς κόμβων στους κόμβους χωρίς να ορίσει ετικέτες ο χρήστης. Ο προεπιλεγμένος αρχικός αριθμός κόμβων είναι το 1 και ο αριθμός κόμβων αυξάνεται κατά έναν για τους επόμενους κόμβους. Για να επιδείξετε αυτούς τους αριθμούς κόμβων, επιλέξτε View Node Numbers από το μενού επιλογών. Τα ονόματα κόμβων για τη γείωση, οι τάσεις και τα σημεία I/O είναι ειδικές περιπτώσεις. Ο κόμβος της γείωσης ονομάζεται πάντα «0» ανεξάρτητα από οποιαδήποτε οριζόμενη από το χρήστη ετικέτα. Ένας κόμβος γείωσης είναι οποιαδήποτε καλώδιο ή σημείο που συνδέεται με το σύμβολο γείωσης (0 ή GND). Οι τάσεις αντιπροσωπεύονται από τα σύμβολα V+ (ή POWER+) και τα V- (ή POWER-). Για οποιοδήποτε καλώδιο ή σημείο που συνδέεται με ένα άλλο σημείο συμβόλου τάσης ορίζεται ένα όνομα κόμβου, το οποίο είναι ίδιο με το όνομα της τάσης (ιδιότητα αναφοράς). Παραδείγματος χάριν, εάν στην τάση δίνεται το όνομα VCC ο κόμβος θα ονομαστεί επίσης VCC. Ως εκ τούτου, όλοι οι κόμβοι τάσεων με τον ίδιο κόμβο είναι συνδεμένοι μαζί όπως πρέπει να είναι. Για οποιοδήποτε καλώδιο ή σημείο που συνδέεται με ένα σημείο συμβόλου I/O ορίζεται το I/O ως ετικέτα κόμβων. Προσομοιώνοντας το κύκλωμα Οι περισσότερες εντολές ανάλυσης προσομοίωσης μπορούν να διευκρινιστούν επιλέγοντας το Simulation Setup. 1. Μετά αφού ολοκληρωθεί το σχέδιο του κυκλώματος, επιλέξτε Simulation Setup για να διευκρινίσετε τις επιθυμητές αναλύσεις της προσομοίωσης και για τα αποτελέσματα που θα σχεδιάζονται. 2. Επιλέξτε Simulation Run Simulation για να τρέξει η προσομοίωση του κυκλώματος και να σχεδιαστούν τα αποτελέσματα. 3. Εάν η προσομοίωση δεν προχωρά λόγω λάθους, μπορείτε να κοιτάξετε βιαστικά το αρχείο εξόδου επιλέγοντας Simulation Browse Output File για μηνύματα λάθους. Τα περισσότερα μηνύματα λάθους είναι αυτεξήγητα. Αφού κάνετε τις απαραίτητες αλλαγές τρέξτε την προσομοίωση ξανά. Σχεδιασμός και ανάλυση κυματομορφών Ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) και το πρόγραμμα σχεδιασμού επικαλούνται αυτόματα όταν ολοκληρώνεται επιτυχώς ένα τρέξιμο προσομοίωσης. Κατόπιν ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) εκτελεί οποιεσδήποτε διευκρινισμένες εντολές μετεπεξεργασίας και σχεδιασμού στα δεδομένα εξόδου προσομοίωσης. Κανονικά ο χρήστης πρέπει να βγει από τον ο μετεπεξεργαστή του διαλογικού γραφικού (TopView) όταν τελειώνει την γραφική αναπαράσταση και πριν τρέξει μια άλλη προσομοίωση. Ωστόσο εάν η αυτόματη επιλογή κλεισίματος επιτρέπεται, ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) κλείνει αυτόματα το παράθυρο σχεδιασμού και βγαίνει από το πρόγραμμα όταν τελειώσει το επόμενο τρέξιμο προσομοίωσης και είναι έτοιμο να σχεδιάσει πάλι. Αυτό αποτρέπει την ανάγκη του κλεισίματος χειροκίνητα του παραθύρου σχεδιασμού κατά την εκτέλεση πολλαπλών τρεξιμάτων εξομοίωσης

117 Αυτόματος Σχεδιασμός (Auto Plotting) Όταν ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) αρχικά επικαλείται, θα προσπαθήσει τον αυτόματο σχεδιασμό των αποτελεσμάτων εξομοίωσης. Ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) μπορεί να εκτελέσει εντολές αυτόματου σχεδιασμού(#autoplot) που διευκρινίζονται από το χρήστη ή δεδομένα εκτύπωσης(.print). Εάν υπάρχουν περισσότεροι του ενός πιθανοί αυτόματοι σχεδιασμοί ένα μενού επιλογών επιδεικνύεται που επιτρέπει στον χρήστη να επιλέξει τον επιθυμητό σχεδιασμό. Για να επιδείξετε ένα νέο σχεδιασμό, επιλέξτε Plot Autoplot. Έλεγχος Σχεδιασμού Η εντολή Plot Probe επιτρέπει στον χρήστη να επιλέξει και να σχεδιάσει οποιεσδήποτε μεταβλητές δεδομένων εξόδου προσομοίωσης που είναι διαθέσιμες. Ο έλεγχος σχεδιασμού επικαλείται αυτόματα εάν δεν υπάρχει τίποτα για αυτόματο σχεδιασμό. Πολλαπλοί Σχεδιασμοί Μια γραφική παράσταση του μετεπεξεργαστή του διαλογικού γραφικού (TopView) μπορεί να συμπεριλάβει μέχρι οκτώ ξεχωριστούς σχεδιασμούς. Όλοι οι σχεδιασμοί μοιράζονται τον ίδιο άξονα Χ. Ο μετεπεξεργαστής του διαλογικού γραφικού (TopView) προσπαθεί να βάλει διαφορετικό τύπο μεταβλητών στους διαφορετικούς σχεδιασμούς. Για παράδειγμα, οι τάσεις και τα ρεύματα σχεδιάζονται αυτόματα σε δύο χωριστούς σχεδιασμούς. Μπορείτε να προσθέσετε η να αφαιρέσετε σχεδιασμούς ή να μετακινήσετε τα ίχνη προς τους διαφορετικούς σχεδιασμούς αλλάζοντας τον αριθμό των σχεδιασμών ως εξής: 1. Επιλέξτε Traces Options από το μενού επιλογών. 2. Επιλέξτε το επιθυμητό ίχνος από τον κατάλογο. 3. Επιλέξτε τον επιθυμητό αριθμό σχεδιασμών για το ίχνος. Μετρήσεις Δρομέων Δύο δρομείς σχεδιασμού είναι διαθέσιμοι. Για να τοποθετήσετε τον δρομέα ένα σε ένα ίχνος επιλέξτε την εντολή Cursors Cursor 1 active/select. Ένα παράθυρο δρομέα εμφανίζεται επιδεικνύοντας το όνομα των τιμών ίχνους και το πεδίο εισαγωγής τιμών για τον δρομέα. Έπειτα χρησιμοποιήστε τα πάνω και κάτω βέλη για να μετακινήσετε τον δρομέα προς το επιθυμητό ίχνος. Για να τοποθετήσετε τον δρομέα δύο σε ένα ίχνος επιλέξτε την εντολή Cursors Cursor 2 active/select. Για να μετακινήσετε το δρομέα πέρα από το ίχνος μπορείτε οπουδήποτε μέσα στο σχέδιο στην επιθυμητή τιμή X ή χρησιμοποιήστε τα αριστερά και δεξιά βέλη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα κουμπιά Αρχή (Home) και Τέλος (End) για να πάτε γρήγορα στην αρχή η στο τέλος του ίχνους. Για να πάτε γρήγορα ένα βήμα κατά μήκος του ίχνους πιέστε (Tab). Όρια των αξόνων Σχεδιασμού και οι Επιλογές Υπάρχουν δύο τρόποι για να τεθούν τα όρια των αξόνων στο σχέδιο. Για να μεγεθύνετε γρήγορα μέσα σε ένα τμήμα του σχεδίου χρησιμοποιήστε την εντολή View Zoom. Για να αλλάξουν τα όρια του άξονα επιλέξτε την εντολή Axis Limits. Μετά από την μεγέθυνση ή θέτοντας τα όρια χειροκίνητα, ο χρήστης μπορεί κυλήσει τον άξονα X του σχεδίου από τα αριστερά προς τα δεξιά και τον άξονα Y πάνω κάτω χρησιμοποιώντας τα κουμπιά του δρομέα. Ο χρήστης μπορεί να προσθέσει, να επεξεργαστεί ή να διαγράψει τους τίτλους του άξονα του σχεδίου χρησιμοποιώντας την εντολή Labels Axis.Αρκετές επιλογές του άξονα του σχεδίου

118 μπορούν να αλλάξουν χρησιμοποιώντας την εντολή Axis Options. Όπως είναι η γραμμική ή λογαριθμική κλίμακα, το όνομα μονάδων και ο παράγοντας κλίμακας. Προσομοιωτής του Spice Ο προσομοιωτής του TopSpice είναι μια ενισχυμένη έκδοση του τυποποιημένου προγράμματος προσομοιωτών κυκλωμάτων του Spice. Ο προσομοιωτής είναι μια ξεχωριστή εφαρμογή των Windows που μπορεί να τρέξει είτε χρησιμοποιώντας τον Επεξεργαστή Σχηματικών Αναπαραστάσεων (Schematic Editor) και τον επεξεργαστή αρχείων κυκλωμάτων ή άμεσα από τις γραμμές εντολών. Η μόνη διεπαφή μεταξύ των προηγούμενων εφαρμογών χρηστών και του προσομοιωτή είναι τα αρχεία εισόδου και εξόδου. Αρχείο Εισόδου του Προσομοιωτή Τα αρχεία εισόδου του προσομοιωτή του TopSpice είναι αρχεία κειμένου (ASCII). Αρχείο Εξόδου του Προσομοιωτή Οι περισσότερες προσομοιώσεις στο TopSpice δημιουργούν δύο αρχεία εξόδου: ένα αρχείο εξόδου λίστας (.OUT) και ένα δυαδικό αρχείο δεδομένων (.SAV). Επεξεργαστής Αρχείου Κυκλωμάτων Το πρόγραμμα του επεξεργαστή αρχείου κυκλωμάτων του TopSpice είναι ο επεξεργαστής του αρχείου κειμένου του Spice για τον προσομοιωτή TopSpice. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει και να επεξεργαστεί τις λίστες δεδομένων του Spice, αρχεία εντολών ή μοντέλων, ή οποιοδήποτε άλλο αρχείο κειμένου. Λειτουργεί σαν οποιοδήποτε επεξεργαστή τωνwindows, αλλά με πρόσθετα χαρακτηριστικά γνωρίσματα και τον κάνει κατάλληλο να εκτελέσει όλες τις λειτουργίες του σχεδίου: Επιλογές ανάλυσης ενσωματώνονται στην οργάνωση της προσομοίωσης, τρέχουν και σχεδιάζουν τις λειτουργίες. Τονισμός χρωμάτων Οθόνη επιλογών προσομοίωσης Βιβλιοθήκη μοντέλων Γραμμή αργαλειών τρεξίματος προγράμματος με ένα μόνο κλικ του ποντικιού Λειτουργία σημείωσης Απεριόριστα μεγέθη αρχείων (ανάλογα το σύστημα) Κατάσταση προσομοίωσης αυθεντικών κυκλωμάτων Επιλογές σύνταξης και βοήθειας Περιβάλλον χρήστη Το πρόγραμμα σχεδιασμού χρησιμοποιεί το γραφικό περιβάλλον των Windows. Όλες οι εντολές γίνονται μέσω παραθύρων, μενού, γραμμών εργαλειών. Στα παράθυρα επεξεργασίας κειμένου οι συντομεύσεις χρησιμοποιούνται για να φωνάζουν χρήσιμες συναρτήσεις όπως αποκοπή, αντιγραφή, επικόλληση. Εάν δεν χρησιμοποιείται περιβάλλον Windows συνιστάται να διαβάζεται το αρχείο εγγράφου Windows. Η ροδέλα του ποντικιού αν είναι διαθέσιμη χρησιμοποιείται για να ξετυλίξει κάθετα το παράθυρο και το δεξί πλήκτρο του ποντικιού φέρνει ένα γρήγορο μενού επιλογών με διάφορες εντολές. Συναρτήσεις γραμμών εργαλειών Τα κουμπιά των γραμμών εργαλειών είναι ένας σύντομος τρόπος ώστε να ξεκινάει η εκτέλεση μιας εντολής μόνο με ένα κλικ του ποντικιού. Εάν αφήσετε για λίγο χρόνο το

119 δείκτη του ποντικιού πάνω σε ένα κουμπί τότε θα εμφανιστεί η περιγραφή της εντολής που εκτελεί αυτό. Icon Function Performed File commands : New, Open, Save, Print Edit commands : Cut, Copy, Paste Edit commands : Undo, Redo Edit commands : Find, Find next, Find Previous, Replace View Bookmark commands: Toggle Bookmark, Next Bookmark, Previous Bookmark, Clear All Bookmarks Run Simulation command Help Simulator Reference command ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ ΣΧΗΜΑΤΙΚΩΝ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΕΩΝ (SCHEMATIC EDITOR) Στοιχεία Οθόνης Σχηματικής Αναπαράστασης Ο επεξεργαστής σχηματικών αναπαραστάσεων δείχνει τα παρακάτω στοιχεία : Γραμμή τίτλου : εμφανίζει το όνομα του προγράμματος και το όνομα του τρέχοντος αρχείου. Γραμμή μενού: εμφανίζει όλες τα μενού με τις διαθέσιμες επιλογές για το πρόγραμμα Γραμμή εργαλειών : εμφανίζει τα κουμπιά τα οποία είναι συντομεύσεις για κάποιες από τις συχνότερες εντολές που γίνονται. Περιοχή σχεδίασης : εμφανίζει το σχέδιο που φτιάχνεται

120 Οθόνη του Επεξεργαστή Σχηματικών Αναπαραστάσεων Γραμμή κατάστασης : εμφανίζει κάποιες πληροφορίες χρήσιμες για το πρόγραμμα Ράβδοι κύλισης : εμφανίζει την κατακόρυφη και την οριζόντια ράβδο κύλισης με τις οποίες μπορείτε να δείτε το σχέδιο που έχετε φτιάξει. Δείκτης ποντικιού: χρησιμεύει ώστε να επιλέγετε,να σχεδιάζετε, να ελέγχετε, να αντιγράφετε, να μετακινείτε, να επεξεργάζεστε οτιδήποτε. Λειτουργίες γραμμής εργαλειών Τα κουμπιά των γραμμών εργαλειών είναι ένας σύντομος τρόπος ώστε να ξεκινάει η εκτέλεση μιας εντολής μόνο με ένα κλικ του ποντικιού. Εάν αφήσετε για λίγο χρόνο το δείκτη του ποντικιού πάνω σε ένα κουμπί τότε θα εμφανιστεί η περιγραφή της εντολής που εκτελεί αυτό Icon Function Performed File commands : New, Open, Save, Print Edit commands : Cut, Copy, Paste, Find View commands : Zoom Out, Zoom In, Full Page Insert Part commands : TopSPICE Model Library, Symbol Insert commands: Power Rail, Ground Insert commands: Wire, Label Node, Text Run Simulation command Help command

121 Αντικείμενα της σχηματικής αναπαράστασης Ένα σχέδιο δημιουργείται χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα εργαλεία : σύμβολα μερών, σύμβολα γείωσης και ισχύς, σύμβολα σημείων I/O, καλώδια, συνδέσεις, ετικέτες κόμβων και αντικείμενα κειμένου. Σύμβολα μερών Όλα τα σύμβολα μερών αποτελούνται από το σώμα συμβόλων, ένα ή περισσότερα σημεία για την παραγωγή συνδέσεων. Οι διαφορετικές όψεις του ίδιου συμβόλου είναι διαθέσιμες. Τα σύμβολα καθορίζονται στα αρχεία συμβόλων. Παράδειγμα ενός μέρους συμβόλου Ιδιότητες των πεδίων συμβόλων Ο σκοπός των ιδιοτήτων των πεδίων είναι για να δείχνουν συγκεκριμένες πληροφορίες σε κάποια μέρη. Μπορούν να περιέχουν απαραίτητες πληροφορίες όπως ο αριθμός μερών ή η τιμή του στοιχείου ή προαιρετικές πληροφορίες όπως η ανοχή. Οι ιδιότητες των πληροφοριών είναι για να δημιουργήσουν την δήλωση της λίστας SPICE για το μέρος. Αναφορές Ιδιοτήτων Η αναφορά ιδιοτήτων προσδιορίζει τον τύπο ενός μέρους. Κάθε μέρος σε ένα σχηματικό σχέδιο πρέπει να έχει μοναδικό όνομα αναφοράς. Τα μέρη σε διαφορετικές σχηματικές αναπαραστάσεις υποκυκλωμάτων μπορούν να μοιραστούν τα ίδια ονόματα αναφοράς. Εξ ορισμού το πρώτο γράμμα στην αναφορά ονόματος ταιριάζει με το πρώτο γράμμα στο όνομα των συμβόλων, το οποίο χρησιμοποιείται για να καθορίσει τον τύπο του στοιχείου που θα χρησιμοποιηθεί στο σχέδιο προσομοίωσης. Ιδιότητες Παραμέτρων Οι ιδιότητες των παραμέτρων χρησιμοποιούνται για να διευκρινίσουν τα πρόσθετα ή προαιρετικά στοιχεία των μερών. Οποιεσδήποτε παράμετροι πρέπει να διευκρινιστούν στους τομείς ιδιοτήτων παραμέτρων. Κατά την προσθήκη ενός κειμένου σχολίου πρέπει να προηγηθεί ο χαρακτήρας «;». Ιδιότητες προτύπων λίστας

122 Εάν ένα πρότυπο λίστας διευκρινίζεται, αυτό χρησιμοποιείται για να παράγει μια δήλωση ενός μέρους όταν γράφεται στο αρχείο της λίστας. Εάν ένας καθορισμός συμβόλων περιλαμβάνει ένα πρότυπο λίστας ορίζεται ως πρότυπο μερών προεπιλογής. Μπορείτε να επεξεργαστείτε ή να προσθέσετε ένα μέρος σαν πρότυπο χρησιμοποιώντας το Edit Attributes. Τύποι συσκευών Ο σχηματικός επεξεργαστής χρησιμοποιεί το πρώτο γράμμα ενός ονόματος μέρους για να καθορίσει τον τύπο της συσκευής που ταιριάζει στο μέρος. Όταν αυτό δημιουργεί μια λίστα στοιχείου εξ ορισμού μπορείτε να αγνοήσετε αυτή τη διευκρίνιση του τύπου συσκευής αν πατήσετε το κουμπί κάτω στις επιλογές τις λίστας στο παράθυρο διαλόγου των ιδιοτήτων του μέρους. Τα καλώδια και οι συνδέσεις Τα καλώδια χρησιμοποιούνται για να δείξουν τις συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων του κυκλώματος. Μόνο τα οριζόντια ή κάθετα καλώδια επιτρέπονται. Το σημείο συνδέσεων δείχνει μια ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ των καλωδίων και των σημείων των μερών. Τα σημεία συνδέσεων απαιτούνται για να κάνουν μόνο τεμνόμενες συνδέσεις καλωδίων. Παρέχουν επίσης μια οπτική ένδειξη μιας σύνδεσης και η τοποθέτηση των συνδέσεων καθιστά τη σχηματική αναπαράσταση να διαβαστεί πιο εύκολα. Η λειτουργία αυτόματης σύνδεσης (autojunction) προσθέτει αυτόματα ή διαγράφει τις συνδέσεις καθώς γίνονται αυτές. Ετικέτες Οι ετικέτες χρησιμοποιούνται για να ονομάσουν τους κόμβους στο κύκλωμα. Οι επονομαζόμενοι κόμβοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συνδέσουν διαφορετικά σημεία στη σχηματική αναπαράσταση χωρίς καλώδια, να παραπέμψουν τον κόμβο στις εντολές του Spice, ή ακριβώς για λόγους τεκμηρίωσης. Πλαίσια Κειμένου Τα πλαίσια κειμένου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον σχολιασμό της σχηματικής αναπαράστασης. Πλέγμα και Όρια Ένα πλέγμα αναφοράς μοιάζει με γκρι σημεία ανά δύο μονάδες πλέγματος και στις κατευθύνσεις X και Y εάν το τρέχον επίπεδο το επιτρέπει. Η επίδειξη του πλέγματος μπορεί να τεθεί εκτός λειτουργίας επιλέγοντας Options Drawing. Μπλοκ Τίτλου Το μπλοκ τίτλου παρέχει πληροφορίες στον χρήστη σχετικά με την γραφική αναπαράσταση, όπως τον τίτλο του κυκλώματος, στην δεξιά κάτω γωνία της σχηματικής αναπαράστασης. Εκτός από τον τίτλο, παρουσιάζει ένα υπότιτλο το μέγεθος φύλλου, τον αριθμό αναφοράς, τον αριθμό αναθεώρησης, τον αριθμό σελίδων, την ημερομηνία αναθεώρησης, το όνομα του συντάκτη, την ημερομηνία που δημιουργείται το αρχείο του σχεδίου καθώς και την πορεία αυτού. Για να τοποθετηθεί ένα Title Block επιλέξτε Edit Title Block

123 Μπλοκ Τίτλου Μεγέθυνση Επιλέξτε View Zoom In για να μεγεθύνει μέσα στο κέντρο του παραθύρου σχεδίου. Επιλέξτε View Zoom Out για να σμικρύνετε προς τα έξω. Επιλέξτε Zoom Area για να μεγεθύνετε μια επιλεγμένη περιοχή της σχηματικής αναπαράστασης. Επιλέξτε View Full Page για να μεγεθύνετε ολόκληρη τη σχηματική σελίδα του παραθύρου σχεδίου Υποκυκλώματα Χρησιμοποιώντας την εντολή File Netlist As η σχηματική αναπαράσταση σώζεται ή αποθηκεύεται ως ένα αρχείο υποκυκλώματος Netlist. Ένα υποκύκλωμα αποτελείται από δύο μέρη: Το υποκύκλωμα της σχηματικής αναπαράστασης και το σύμβολο του υποκυκλώματος. Επιλέγοντας την εντολή Project Subcircuit Symbol παράγεται ένα σύμβολο υποκυκλώματος. Εξαγωγή Σχήματος Οι εντολές Tools Copy to Clipboard και Tools Save As Picture File επιτρέπουν την εξαγωγή της σχηματικής αναπαράστασης σε μια άλλη εφαρμογή των Windows. Εκτύπωση Για να πάρετε ένα αντίγραφο της σχηματικής αναπαράστασης από ένα εκτυπωτή η σχεδιαστή (Plotter) επιλέξτε την εντολή File Print. Χρήσιμες λειτουργίες συμβόλου Η εντολή Tools Symbol Utilities επιτρέπει την επεξεργασία υπαρχόντων συμβόλων, τη δημιουργία νέων συμβόλων, τη διαγραφή αχρησιμοποίητων συμβόλων και την αποθήκευση συμβόλου σε ένα νέο αρχείο βιβλιοθήκης συμβόλων. Βιβλιοθήκες Συμβόλων Τα σύμβολα μερών είναι διαθέσιμα στο μενού Insert Part Symbol. Το προεπιλεγμένο αρχείο βιβλιοθήκης είναι το DEFAULT.SYM για να αλλάξετε το ανοικτό αρχείο βιβλιοθήκης, επιλέξτε Open Library από το παράθυρο διαλόγου Select Part. Τα αρχεία βιβλιοθηκών συμβόλων είναι αρχεία κειμένου για να τροποποιηθούν χρησιμοποιήστε οποιοδήποτε επεξεργαστή κειμένου για να προσθέσετε τα νέα σύμβολα ή να τροποποιήσετε τα ήδη υπάρχοντα

124 Κρυμμένα Σημεία Τα κρυμμένα σημεία μπορούν να προστεθούν σε ένα σύμβολο χρησιμοποιώντας την επιλογή προτύπων netlist. Ένα κρυμμένο σημείο είναι ένα σημείο που εμφανίζεται μόνο στη δήλωση netlist του Spice. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσθέσει τα σημεία στα μέρη που θα συνδεθούν πάντα με τον ίδιο κόμβο. Η Εντολή (.END) Δείχνει το τέλος καθορισμού των συμβόλων ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Μενού Επιλογών Οργάνωσης της Προσομοίωσης (Simulation Setup) Για να διευκρινιστεί η ανάλυση στο πρόγραμμα σχηματικών αναπαραστάσεων επιλέγετε την εντολή Simulation Setup στον επεξεργαστή σχηματικών αναπαραστάσεων. Οργάνωση Ενός Συνεχούς Προκατειλημμένου Σημείου (DC Bias Point Setup) Εάν θέλετε να εκτελέσετε μια συνάρτηση υπολογισμού, τσεκάρετε το παράθυρο και εισάγετε ένα όνομα πηγής εισόδου και τιμής εξόδου. Επιλογή Οργάνωσης Συνεχών Εναλλαγών Στο πεδίο Τιμή εναλλαγής (Sweep Variable) βάλτε το όνομα της τιμής που επιθυμείτε. Έπειτα διευκρινίστε την τιμή έναρξης, σταματήματος και βήματος. Επιλογή Μεταβατικής Ανάλυσης (Transient Analysis Setup) Διευκρινίστε το χρόνο βημάτων και στάσεων σε δευτερόλεπτα Το πεδίο βηματισμού χρόνου (Time Step) χρησιμεύει ως μια αρχική τιμή. Οι άλλες καταχωρίσεις είναι προαιρετικές. Επιλογές Οργάνωσης της Προσομοίωσης (Simulation Setup)

125 Επιλογή Οργάνωσης Εναλλασσόμενου Ρεύματος Εναλλαγών Εισάγετε τον τύπο εναλλαγής που επιθυμείτε επιλέγοντας έναν από τους τρεις τύπους (Δεκαδικό, Οκταδικό, Γραμμικό). Ορίστε συχνότητα έναρξης και στάσης σε Hz. Για να εκτελέσετε μια ανάλυση θορύβου κάντε κλικ στο παράθυρο. Επιλογή Θερμοκρασίας Για να αναλύσετε το κύκλωμα σας σε διαφορετική θερμοκρασία εισάγετε την τιμή θερμοκρασίας σε βαθμούς Κελσίου (C). Παραμετρικές Επιλογές Βημάτων (Parametric Step) Για να επαναλάβετε την προσομοίωση για διαφορετικό στοιχείο ή για τις συνολικές τιμές παραμέτρου εισάγετε το όνομα του στοιχείου ή της παραμέτρου. Η εντολή (Monte Carlo and Worst Case) Κάνοντας κλικ στην επιλογή Monte Carlo επιλέγετε τον αριθμό τρεξιμάτων που εσείς θέλετε. Επίσης διευκρινίζοντας ένα ακόμη αριθμό στο ακριβώς από κάτω παράθυρο ζητάτε να επαναληφθεί η ανάλυση χρησιμοποιώντας την ακριβή ίδια ακολουθία τυχαίων τιμών. Για να εκτελεστεί η ανάλυση Worst Case επιλέγετε το εικονίδιο και επίσης διευκρινίζετε ποια επιλογή του Worst Case θέλετε να τρέξει. Η εντολή (.ALTER) Κάνοντας κλικ στην επιλογή αυτή θα τρέξει τις επαναλήψεις (.ALTER). Η επιλογή αυτή ανοίγει ένα αρχείο κειμένου με το ίδιο όνομα αρχείου όπως της σχηματικής αναπαράστασης αλλά με κατάληξη (.ALT) ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΟ TOPVIEW Επιλογή μεταβλητής στο σχεδιογράφο Το παράθυρο διαλόγου, επιλογής μεταβλητής στο σχεδιογράφο, εμφανίζεται (Select Plot Variables ) όποτε επιλέγεται μια από τις επόμενες εντολές Plot Probe, Traces Add, Axis X variable ή κάποια άλλη ορισμένη εντολή. Ανάλογα με την εντολή μια ή περισσότερες μεταβλητές μπορούν να επιλεχτούν. Για να επιλέξετε μια ενιαία μεταβλητή σχεδιογράφου, κάντε κλικ στην επιθυμητή λίστα μεταβλητών. Κατόπιν επιλέξτε προσθήκη ( Add ) ή OK. Λίστα μεταβλητών Εάν έχετε έναν μεγάλο αριθμό μεταβλητών, μπορείτε να περιορίσετε ποιες μεταβλητές θα παρουσιάζονται στον κατάλογο με την επιλογή των ακόλουθων επιλογών:

126 Επιλογή μεταβλητών ιχνών στο σχεδιογράφο Κύκλωμα (Circuit) Επιλέγοντας σ' αυτό το πεδίο την επιλογή "όλες" (All) εμφανίζονται όλες οι μεταβλητές κυκλωμάτων. Μεταβλητές (Variables ) Επιλέγοντας σ' αυτό το πεδίο την επιλογή "οποιαδήποτε" (Any) εμφανίζεται οποιαδήποτε μεταβλητή. Περίπτωση (Case) όλα τα τρεξίματα. Επιλέγοντας σ' αυτό το πεδίο την επιλογή "όλα" (All) εμφανίζονται Έκφραση (Expression) Το παράθυρο της έκφρασης σας επιτρέπει να εισάγετε μια έκφραση κυματοειδούς όπως η επιλεγμένη μεταβλητή. Μπορείτε να εισαγάγετε μια νέα έκφραση δακτυλογραφώντας τη ή να τη δημιουργήσετε προσθέτοντας τις μεταβλητές. Κατόπιν, κάντε κλικ στο OΚ ή στο προσθήκη (Add). Δρομείς (Cursors) Για να ενεργοποιήσετε έναν δρομέα, μπορείτε να επιλέξετε τα ακόλουθα Cursor Select/show next cursor, Cursors Cursor 1 show/select ή Cursors Cursor 2 show/select από το μενού επιλογών. Μόνο ένας δρομέας μπορεί να είναι ενεργός, ή επιλεγμένος, ακόμα κι αν και οι δύο επιδεικνύονται. Ο τρέχων ενεργός δρομέας υποδεικνύεται από ένα σημάδι ελέγχου (checkmark). Όταν ένας δρομέας είναι ενεργός, το πάτημα του δεξιού κουμπιού του ποντικιού επιλέγει ή επιδεικνύει τον επόμενο δρομέα. Για να κινήσετε έναν δρομέα οπουδήποτε στο ίχνος, κάντε ένα αριστερό κλικ του ποντικιού οπουδήποτε στον σχεδιογράφο κοντά στην επιθυμητή θέση Χ - σημειώστε ότι μόνο η θέση Χ του ποντικιού είναι σχετική δεδομένου ότι η τιμή Υ καθορίζεται από το ίχνος. Κατόπιν ο

127 δρομέας πηδά στο κοντινότερο σημείο δεδομένων στο ίχνος. Συγκρατήστε το αριστερό κουμπί του ποντικιού και το σύρατέ το αναγκάζοντας το δρομέα να ακολουθήσει τις κινήσεις του ποντικιού. Οι τιμές του ίχνους Χ και Υ στη θέση του δρομέα επιδεικνύονται στο παράθυρο πληροφοριών των δρομέων. Μπορείτε να κινήσετε το παράθυρο πληροφοριών των δρομέων οπουδήποτε στη γραφική παράσταση με το σύρσιμο του. Εντούτοις, στην εκτυπώσιμη γραφική παράσταση η θέση του πλαισίου του κέρσορα καθορίζεται στη χαμηλότερη αριστερή γωνία. Δρομέας X2-Χ1 Η εντολή Cursors X2-X1 επιδεικνύει τη διαφορά της θέσης Χ μεταξύ των δρομέων 2 και 1. Οι δρομείς δεν είναι απαραίτητο να είναι στο ίδιο ίχνος ή ακόμα και στον ίδιο σχεδιογράφο. Η τιμή της διαφοράς ενημερώνεται καθώς κινείτε τους δρομείς. Δρομέας Y2-Y1 Η εντολή Cursor Y2-Y1 επιδεικνύει τη διαφορά θέσης Υ μεταξύ των δρομέων 2 και 1. Οι δρομείς δεν ειναι απαραίτητο να είναι στο ίδιο ίχνος ή ακόμα και στον ίδιο σχεδιογράφο. Δρομέας X2/X1 Η εντολή Cursors X2/X1 επιδεικνύει την αναλογία θέσης Χ μεταξύ των δρομέων 2 και 1. Οι δρομείς δεν είναι απαραίτητο να είναι στο ίδιο ίχνος ή ακόμα και στον ίδιο σχεδιογράφο. Η τιμή της αναλογίας ενημερώνεται καθώς κινείτε τους δρομείς. Δρομέας Y2/Y1 Η εντολή Cursors Y2/Y1 επιδεικνύει την αναλογία θέσης Υ μεταξύ των δρομέων 2 και 1. Οι δρομείς δεν είναι απαραίτητο να είναι στο ίδιο ίχνος ή ακόμα και στον ίδιο σχεδιογράφο. Η τιμή της αναλογίας ενημερώνεται καθώς κινείτε τους δρομείς. Κλίση του δρομέα Η εντολή Cursors Slope επιδεικνύει την κλίση μιας ευθείας γραμμής μεταξύ των δρομέων 2 και 1. Οι δρομείς δεν είναι απαραίτητο να είναι στο ίδιο ίχνος ή ακόμα και στον ίδιο σχεδιογράφο. Η τιμή κλίσης ενημερώνεται καθώς κινείτε τους δρομείς. Λειτουργίες του ίχνους Οι λειτουργίες επιλογών ιχνών (Traces) επιτρέπουν στο χρήστη να προσθέσει ή να διαγράψει ίχνη, να προσθέσει ή να αλλάξει τους σχεδιογράφους, ή να αλλάξει τις ιδιότητες στον τρέχοντα σχεδιογράφο. Προσθήκη Ιχνών Η εντολή Traces Add σας επιτρέπει να προσθέσετε ένα ή περισσότερα ίχνη στους υπάρχοντες σχεδιογράφους, ή σε έναν νέο σχεδιογράφο, στην τρέχουσα γραφική παράσταση. Τα νέα ίχνη μπορούν να είναι μεταβλητές ή εκφράσεις εξόδου. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε την εντολή Traces Move/Delete για να αντιγράψετε τα ίχνη από έναν σχεδιογράφο σε έναν άλλο στην ίδια γραφική παράσταση. Μετακίνηση Ιχνών Για να μετακινήσετε τα ίχνη προς έναν διαφορετικό σχεδιογράφο σε μια γραφική παράσταση, επιλέξτε την εντολή Traces Move/Delete. Η μετακίνηση ολοκληρώνεται χρησιμοποιώντας μια λειτουργία αποκοπή επικόλληση ως εξής:

128 1. Επιλέξτε τα επιθυμητά ίχνη από τον κατάλογο. Για να επιλέξετε περισσότερα από ένα ίχνη επιλέξτε τη μέθοδο εκτεταμένη επιλογή των Windows. 2. Κάντε κλικ στο κουμπί αποκοπή (Cut) για να διαγράψετε την επιλογή από τον σχεδιογράφο. Μενού επιλογών ιχνών 3. Επιλέξτε τον επιθυμητό σχεδιογράφο. 4. Κάντε κλικ στο κουμπί επικόλληση (Paste) για να κολλήσετε την επιλογή από τον άλλο σχεδιογράφο. Διαγραφή ιχνών Για να διαγράψετε ένα ή περισσότερα ίχνη από τη γραφική παράσταση, επιλέξτε την επιλογή Traces Move/Delete. Εάν διαγράφετε όλα τα ίχνη από τον σχεδιογράφο διαγράφεται ολόκληρος ο σχεδιογράφος. Η εντολή Plot Add/delete plot μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να διαγράψετε εντελώς έναν σχεδιογράφο από τη γραφική παράσταση ποιο γρήγορα. Επιλογές Ιχνών Η επιλογή Traces Options σας επιτρέπει να θέσετε τις επιλογές στο ίχνος: όνομα ίχνους, ύφος γραμμών, σύμβολο, χρώμα, τα όρια της στήλης εκτύπωσης. Το κουμπί Apply all εφαρμόζει τις τρέχουσες επιλογές ίχνους σε όλα τα ίχνη. Το κουμπί Reset all επαναρυθμίζει τις επιλογές για όλα τα ίχνη στις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις. Ετικέτες Ίχνους Η εντολή Traces Labels ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τις ετικέτες των ιχνών. Εξ' ορισμού το πρόγραμμα θα προσπαθήσει να ονομάσει όλα τα ίχνη μετά το τέλος κάθε ίχνους. Εντούτοις, οι θέσεις ετικετών ιχνών ρυθμίζονται αυτόματα με το πρόγραμμα

129 Το μενού επιλογών ετικετών γραφικών παραστάσεων. Ετικέτες γραφικών παραστάσεων Μια γραφική παράσταση του TopView μπορεί να συμπεριλάβει τις ετικέτες γραμμών τίτλου, υποτίτλων και σχολίου, τον τίτλο του άξονα Χ και έναν τίτλο του άξονα Υ για κάθε σχεδιογράφο. Επιπλέον, μπορεί να έχει ετικέτες για να επιδείξει άλλες συγκεκριμένες πληροφορίες τύπων γραφικών παραστάσεων ή διαγραμμάτων. Ένας απεριόριστος αριθμός διευκρινιστικών ετικετών χρήστη μπορούν επίσης να τοποθετηθούν οπουδήποτε στη γραφική παράσταση. Τίτλοι γραφικών παραστάσεων Η εντολή Edit Titles and Captions σας επιτρέπει να επεξεργαστείτε όλες τις ετικέτες γραφικών παραστάσεων: τη γραμμή τίτλου, τη γραμμή υποτίτλων, τη γραμμή σχολίου, τον τίτλο του άξονα Χ και όλους τους τίτλους των αξόνων Υ. Ετικέτες Χρήστη Μπορείτε να τοποθετήσετε οποιοδήποτε κείμενο οπουδήποτε στη γραφική παράσταση. Για να προσθέσετε μια ετικέτα, επιλέξτε την εντολή Edit Add label. Για να διαγράψετε μια ετικέτα χρήστη, επιλέξτε την εντολή Edit Del label. Κάντε κλικ στην ετικέτα που θέλετε να διαγράψετε. Για να μετακινήσετε μια ετικέτα χρήστη, επιλέξτε την εντολή Edit Move label. Κάντε κλικ στην ετικέτα που θέλετε να μετακινήσετε και σύρετε αυτή στην επιθυμητή θέση. Τα όρια των αξόνων Η εντολή Axis Limits σας επιτρέπει να θέτετε με το χέρι το εύρος τιμών και τα όρια των αξόνων καθώς και το διάστημα κρότου. Το εύρος τιμών διευκρινίζει τις ελάχιστες και μέγιστες τιμές των στοιχείων που θα σχεδιαστούν ανεξάρτητα από τα όρια του άξονα

130 Τα όρια του άξονα καθορίζουν τις χαμηλότερες και ανώτερες τιμές της κλίμακας του άξονα. Το εύρος και τα όρια καθορίζονται αυτόματα από το πρόγραμμα κατά τον αρχικό σχεδιογράφο. Αφότου αλλαχθούν τα όρια του άξονα από τον χρήστη, τότε ο ίδιος μπορεί να κυλήσει τον Χ άξονα του σχεδιογράφου αριστερά και δεξιά και τον άξονα Υ πάνω κάτω. Η οθόνη επιλογών των αξόνων Μεταβλητή άξονα Υ Το TopSPICE επιλέγει την προεπιλεγμένη μεταβλητή Χ του σχεδιογράφου για να είναι ίδια με την τιμή της μεταβλητής εξόδου του Χ. Η εντολή Axis X variable σας επιτρέπει να αλλάξετε τη μεταβλητή του άξονα Χ σε οποιαδήποτε άλλη μεταβλητή εξόδου ή την έκφρασή της

131 3.4 ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ TOP SPICE ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΕ ΔΙΟΔΟΥΣ ΚΑΙ ΦΙΛΤΡΟ ΕΞΟΔΟΥ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζετεείναι ένας τριφασικός μη ελεγχόμενος ανορθωτής γέφυρας με διόδους σαν ανορθωτικά στοιχεία, ωμικό φορτίο και φίλτρο (επαγωγή εξομάλυνσης σε σειρά και πυκνωτής παράλληλα στο φορτίο). Το ισοδύναμο κύκλωμα του 3-φασικού ανορθωτή διόδων με φίλτρο εξόδου είναι: ΣΧΗΜΑ 3.1 Κύκλωμα 3-φασικού ανορθωτή γέφυρας με διόδους και φίλτρο εξόδου Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : ******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** INPUT LISTING TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * * kyklwma 3fasiko #REVISION: Rev: 40 *START.INC "3PHASE DIODE WITH FILTRO.MIS"

132 .MODEL 10CTQ150 D (IS= E-12 ISR= E-12 BV= E+03 IBV=.01 RS=.1 TT= E-09 CJO= E-12 VJ=.7 M=.3333) *END.INC 3PHASE DIODE WITH FILTRO.MIS * Project library/model file links:.lib "C:\Program Files\TopSPICE Demo\DEFAULT.LIB" *START.INC "C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.INC" *WARNING: cannot open include file C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.INC.LIB "C:\Program Files\TopSPICE Demo\DEFAULT.INC/MDB" * End of library/model file links V1 1 0 SIN 0 170V V2 2 0 SIN 0 170V V3 3 0 SIN 0 170V L mH IC=2 L mH IC=2 L mH IC=2 Ld mH IC=2 R m R m R m Rd m RL Cd u IC=160V D CTQ150 D CTQ150 D CTQ150 D CTQ150 D CTQ150 D CTQ150 *START.INC "3PHASE DIODE WITH FILTRO.CMD" * TopSPICE Schematic 7.12a Win32 Simulation Setup Commands.TRAN PROBE.OPTION SAVEOPB *END.INC 3PHASE DIODE WITH FILTRO.CMD.END *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** CIRCUIT AND SIMULATION CHECK TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: *

133 *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** DIODE MODEL PARAMETERS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * MODEL TYPE DESCRIPTION: D DIODE PARAMS. 10CTQ150 IS E-10 RS TT E-08 CJO E-12 VJ M BV E+03 IBV E-02 LEVEL 1 ISR E-10 TNOM TLEV 0 TLEVC 0 ** CIRCUIT CHECKING AND MODELS PROCESSING COMPLETED ** CIRCUIT MATRIX SETUP COMPLETED *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** ANALYSIS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * NODE VOLTAGE + V(1) E+00 + V(2) E+02 + V(3) E+02 + V(4) E+09 + V(5) E+09 + V(6) E+09 + V(10) E+09 + V(11) E+09 + V(7) E+09 + V(8) E+09 + V(9) E+09 + V(12) E+09 + V(13) E

134 SOURCE CURRENT + I(V1) E-05 + I(V2) E-05 + I(V3) E-05 RESISTOR CURRENT + I(R1) E-05 + I(R2) E-05 + I(R3) E-05 + I(RD) E+00 + I(RL) E+00 OP bias data written to SAVEOPB binary file: 3PHASE DIODE WITH FILTRO.OPB *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** SOURCE VOLTAGES AND CURRENTS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * SOURCE NAME CURRENT(A) VOLTAGE(V) POWER(W) V E E E+00 V E E-03 V E E-03 TOTAL POWER DISSIPATION E-04 WATTS *******26-MAR-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******21:16:10******** 3 phase diode with filtro **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * **** DIODES D1 D3 D5 D4 D6 D2 MODEL 10CTQ150 10CTQ150 10CTQ150 10CTQ150 10CTQ150 10CTQ150 ID E E E E E E-01 VD ** TRANSIENT ANALYSIS COMPLETED JOB CONCLUDED Simulation Time TOTAL JOB TIME 0.27 secs 0.34 secs

135 ******************************************* Thank you for trying TopSPICE/Win32 DEMO. To order the full product version, contact: Penzar Development P.O. Box Canoga Park, CA 91309, U.S.A. Tel: Fax: *******************************************

136 3.4.2 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΜΕ ΩΜΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζετεείναι ένας μονοφασικός ρυθμιστής με θυρίστορς και ωμικό φορτίο. Το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο είναι : ΣΧΗΜΑ 3.2 Κύκλωμα μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται το αρχείο εξόδου με μήνυμα λάθους το οποίο ΔΕΝ επιτρέπει την προσομοίωση του κυκλώματος, διότι η εφαρμογή δεν υποστηρίζει μοντέλο θυρίστορ για να πραγματοποιηθεί η προσομοίωση

137 3.4.3 ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας ρυθμιστης Buck του οποίου το κύκλωμα φαίνεται παρακάτω. Είναι ένας δημοφιλής ρυθμιστής που χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ ισχύος σαν διακοπτικό στοιχείο και λειτουργεί σαν κατατμητής υποβιβασμού τάσης 10. Το ισοδύναμο κύκλωμα του κατατμητή υποβιβασμού τάσης είναι: ΣΧΗΜΑ 3.3 Κύκλωμα του Ρυθμιστή Buck. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται ένα αρχείο εξόδου. Μια ενδεικτική μορφή του αρχείου εξόδου ακολουθεί : *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** INPUT LISTING TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * #REVISION: Rev: 16 *START.INC "KATATMHTHS YPOBIBASMOU TASHS.MIS" *END.INC KATATMHTHS YPOBIBASMOU TASHS.MIS * Project library/model file links:.lib "C:\Program Files\TopSPICE Demo\DEFAULT.LIB" *START.INC "C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.INC" 10 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

138 *WARNING: cannot open include file C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.INC.LIB "C:\Program Files\TopSPICE Demo\DEFAULT.INC/MDB" * End of library/model file links Ce u IC=60V Dm 0 3 D R Rb Le u L u Q Q Vg 7 3 Vs V VY 1 2 0V VX 5 0 0V *START.INC "KATATMHTHS YPOBIBASMOU TASHS.CMD" * TopSPICE Schematic 7.12a Win32 Simulation Setup Commands.OP.TRAN 1E E-006 UIC.PROBE.OPTION SAVEOPB *END.INC KATATMHTHS YPOBIBASMOU TASHS.CMD **** Library call definitions **** * From library: C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.LIB.MODEL D D * From library: C:\PROGRAM FILES\TOPSPICE DEMO\DEFAULT.LIB.MODEL Q NPN **** End of library call definitions ****.END *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** CIRCUIT AND SIMULATION CHECK TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: *

139 *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** DIODE MODEL PARAMETERS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * MODEL TYPE DESCRIPTION: D DIODE PARAMS. D IS E-14 CJO E+00 LEVEL 1 TNOM TLEV 0 TLEVC 0 *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** BJT MODEL PARAMETERS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * MODEL TYPE DESCRIPTION: NPN BJT PARAMS. Q IS E-16 BF NF BR NR LEVEL 1 TNOM ** CIRCUIT CHECKING AND MODELS PROCESSING COMPLETED ** CIRCUIT MATRIX SETUP COMPLETED *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** ANALYSIS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: *

140 NODE VOLTAGE + V(4) E-10 + V(3) E-10 + V(5) E+00 + V(8) E-10 + V(7) E-10 + V(6) E-08 + V(2) E+02 + V(1) E+02 SOURCE CURRENT + I(VG) E-10 + I(VS) E-10 + I(VY) E-10 + I(VX) E-10 RESISTOR CURRENT + I(R) E-10 + I(RB) E-10 OP bias data written to SAVEOPB binary file: KATATMHTHS YPOBIBASMOU TASHS.OPB *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** SOURCE VOLTAGES AND CURRENTS TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: * SOURCE NAME CURRENT(A) VOLTAGE(V) POWER(W) VG E E E+00 VS E E-08 VY E E E+00 VX E E E+00 TOTAL POWER DISSIPATION E-08 WATTS *******04-MAY-2008*****TopSPICE 7.12a DEMO *******16:31:45******** **** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = DEG C **************************************************L:DEM* * *D: *

141 **** DIODES DM MODEL D ID E-21 VD REQ E+11 CAP E+00 **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS Q1 MODEL Q IB E-10 IC E-10 VBE VBC VCE BETADC GM E-15 RPI E+13 RX E+00 RMU E+12 RO E+12 CPI E+00 CMU E+00 CBX E+00 CCS E+00 BETAAC E-01 FT E+04 ** TRANSIENT ANALYSIS COMPLETED JOB CONCLUDED Simulation Time 0.25 secs TOTAL JOB TIME 0.31 secs ******************************************* Thank you for trying TopSPICE/Win32 DEMO. To order the full product version, contact: Penzar Development P.O. Box Canoga Park, CA 91309, U.S.A. Tel: Fax: *******************************************

142 3.4.4 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας μονοφασικός αντιστροφέας γέφυρας που χρησιμοποιεί σήμα ελέγχου παλμού με διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM) για να παράγει την τάση εξόδου και του οποίου το κύκλωμα φαίνεται παρακάτω 11. Το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού αντιστροφέα γέφυρας είναι: ΣΧΗΜΑ 3.4 Κύκλωμα του μονοφασικού αντιστροφέα γέφυρας με διαμόρφωση πλάτους παλμού. Εκτελώντας την προσομοίωση δημιουργείται το αρχείο εξόδου με μήνυμα λάθους, το οποίο δεν επιτρέπει την προσομοίωση του κυκλώματος διότι ο αριθμός των στοιχείων του κυκλώματος είναι πάνω από το επιτρεπόμενο όριο της εφαρμογής. 11 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

143 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ CASPOC ΕΙΣΑΓΩΓΗ 12 Η προσομοίωση αρχίζει να γίνεται ένα αποδεκτό εργαλείο για τον σχεδιασμό της ηλεκτρονικών ισχύων και των ηλεκτρικών συσκευών. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 30 ετών έχουν υπάρξει αξιοπρόσεκτες πρόοδοι στα εργαλεία για την προσομοίωση των ηλεκτρονικών ισχύος και των ηλεκτρικών συσκευών. Όχι μόνο πρόοδοι στο περιβάλλον χρήστη των προγραμμάτων, αλλά και πρόοδοι στις ελλοχεύουσες μεθόδους πάνω στις οποίες αυτά τα εργαλεία προσομοίωσης είναι βασισμένα. Για τις βιομηχανίες ηλεκτρονικών ισχύων και ελέγχων, ποικίλα μοντέλα και συσκευές προσομοίωσης είναι διαθέσιμα. Το Caspoc, [Simulation Research, 2001> είναι ένα νέο εργαλείο πολλαπλής προσομοίωσης, το οποίο κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης «ζωντανεύει» το ηλεκτρονικό κύκλωμα ισχύος. Ο χρήστης βλέπει το επίπεδο των κόμβων-τάσεων, το επίπεδο των ρευμάτων κλάδων και το σημαντικότερο, μπορεί να δει την τρέχουσα πορεία στο κύκλωμα. Το εργαλείο προσομοίωσης μπορεί να «ζωντανέψει» οποιοδήποτε ηλεκτρονικό κύκλωμα ισχύος ή ηλεκτρική συσκευή. 4.2 ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ CASPOC 2005 Για να εγκαταστήσετε το Caspoc 2005 στον υπολογιστή σας χρησιμοποιείστε το CD- ROM με το λογισμικό εγκατάστασης. Τα βήματα τα οποία ακολουθείτε είναι τα εξής : Βάζετε το CD στο CD-ROM. Πολλοί υπολογιστές το διαβάζουν αυτόματα, αν δεν το διαβάσει αυτόματα ακολουθείτε τη διαδικασία. Ο Υπολογιστής μου -> Μονάδα CD: Άνοιγμα 12 Από ιστοσελίδα στο internet : μετάφραση δική μας

144 και βλέπετε το παραπάνω παράθυρο. Κάντε διπλό κλικ στο αρχείο Setup.exe και σας εμφανίζει το εξής παράθυρο: Το οποίο είναι μια προειδοποίηση ασφάλειας για το αν θέλετε να εκτελεστεί το πρόγραμμα. Πατάτε το κουμπί Εκτέλεση και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο

145 Το παραπάνω παράθυρο φορτώνει τα αρχεία εγκατάστασης που θα χρειαστούν. Όταν ολοκληρωθεί σας εμφανίζει σε πλήρη οθόνη το παρακάτω:

146 Στο παραπάνω παράθυρο πατάτε Next> και εμφανίζεται το παρακάτω: Στο παραπάνω παράθυρο σας καλωσορίζει στην εφαρμογή, απλά πατάτε Next> και εμφανίζεται το παρακάτω:

147 Στο παραπάνω παράθυρο αφού διαβάσετε την άδεια χρήσης της εφαρμογής επιλέξτε το κουμπί Yes και εμφανίζεται το παράθυρο: Στο παραπάνω παράθυρο σας δείχνει κάποιες επιπλέον πληροφορίες σημαντικές για την εγκατάσταση και την ενεργοποίηση του προϊόντος. Αφού τις διαβάσετε επιλέξτε το κουμπί Next και εμφανίζεται το παρακάτω:

148 Στο παραπάνω παράθυρο βάζουμε το όνομα χρήστη και την εταιρεία και επιλέγουμε το κουμπί Next και εμφανίζεται το παράθυρο: Όπου καθορίζετε τον φάκελο αποθήκευσης του προγράμματος. Συνήθως χρησιμοποιείται ο προεπιλεγμένος C:\Caspoc2005, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο:

149 Το παραπάνω παράθυρο καθορίζει το όνομα της εφαρμογής στο μενού έναρξη- >προγράμματα το οποίο αφήνετε ως έχει, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο: Το παραπάνω παράθυρο είναι μία σύνοψη των όσων έχετε καθορίσει για την εγκατάσταση. Πατάτε Next> για να ξεκινήσει η εγκατάσταση

150 Το παραπάνω παράθυρο δείχνει την διαδικασία αντιγραφής των αρχείων της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Αφού τελειώσει η αντιγραφή βλέπετε το παρακάτω παράθυρο:

151 Το παραπάνω παράθυρο εμφανίζει την επιτυχή εγκατάσταση της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Η επιλογή που είναι απο επιλεγμένη αν θα την επιλέξετε θα ξεκινήσει η εφαρμογή αμέσως μετά το πάτημα του κουμπιού Finish (Τέλος). 4.3 ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Caspoc Ξεκινώντας το Caspoc 2005 Οι επόμενοι παράγραφοι περιγράφουν το μοντέλο και την προσομοίωση από ένα απλό κύκλωμα στο Caspoc. Αν διαβάσετε τις παρακάτω παραγράφους θα είστε ικανοί να μοντελοποιήσετε και να προσομοιώσετε το δικό σας κύκλωμα χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή σχηματικών αναπαραστάσεων στο Caspoc Αρχίζοντας το πρόγραμμα Ανοίξτε την εφαρμογή Caspoc από Έναρξη/Προγράμματα/CASPOC στο μενού έναρξη. 13 Από ιστοσελίδα στο internet : μετάφραση δική μας

152 Ο επεξεργαστής σχηματικών αναπαραστάσεων θα εμφανιστεί στην οθόνη, όπου θα μπορέσετε να ξεκινήσετε την σχεδίαση

153 Δημιουργώντας μια σχηματική αναπαράσταση Στις παρακάτω παραγράφους εξηγείται το σχέδιο που έχει εισαχθεί. Ακολουθήστε τα βήματα με λεπτομέρεια. Τα σχήματα δείχνουν τα αποτελέσματα μετά από κάθε βήμα που έχετε κάνει. Ηλεκτρικό Κύκλωμα Σ αυτή την παράγραφο θα προσομοιωθεί το παραπάνω κύκλωμα. Ξεκινήστε με την τοποθέτηση των στοιχείων. Επιλέξτε από τη λίστα στα δεξιό μέρος της οθόνης την ελεγχόμενη πηγή τάσης Β. Για να το κάνετε αυτό κάντε ένα κλικ με το αριστερό κουμπί του ποντικιού στο Β και αφήστε. Τώρα σύρετε το επιλεγμένο στοιχείο στο δικό σας παράθυρο εργασίας. Πατώντας ξανά το αριστερό κουμπί του ποντικιού τοποθετείστε το στοιχείο. Στο ηλεκτρικό κύκλωμα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον ένα στοιχείο «Ground» ή «0» το οποίο αποτελεί τη γείωση για το κύκλωμα. Επιλέξτε ναι [Yes> στο ακόλουθο παράθυρο διαλόγου. Όλες οι τάσεις μετριούνται από αυτόν τον κόμβο. Αργότερα θα αλλάξει η ονομασία των κόμβων

154 Μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω στο στοιχείο και πατήστε αριστερό κλικ, το οποίο θα εμφανίσει το παρακάτω παράθυρο:

155 Το όνομα του στοιχείου σας μένει ως Β1 και η κατεύθυνση ορίζεται σε 180, για να περιστρέψετε το στοιχείο 180. Αυτή η όψη σας δίνει την κατεύθυνση του τρέχοντος στοιχείου όπως στο ακόλουθο σχήμα: αφού πιέσετε [OK> και επιλέγοντας [Yes> για τον αυτόματο συνυπολογισμό της γείωσης (Ground), θα δούμε ότι περιστράφηκε το στοιχείο. Μετά τοποθετείστε τις διόδους. Επιλέξτε «D» στη λίστα (δείτε επίσης το σχήμα παρακάτω) και ξανά σύρετε το στοιχείο στο παράθυρο εργασίας σας και τοποθετείστε το πάνω από το στοιχείο Β

156 Για αυτό το στοιχείο επίσης μπορείτε να εισάγετε κάτι στις ιδιότητες με ένα δεξί κλικ του ποντικιού πάνω στο σύμβολο. Το όνομα παραμένει D1, η κατεύθυνση τίθεται στις 270, το πεδίο τιμή «value» αναφέρει την προεπιλεγμένη τιμή της διόδου. Αφήνετε τις προεπιλεγμένες τιμές και το παράθυρο κλείνει πατώντας το κουμπί OK

157 Εάν τώρα επιλέξετε το στοιχείο με το αριστερό κουμπί του ποντικιού αυτό θα εμφανιστεί

158 Εάν τώρα κρατήσετε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πατημένο, μπορείτε να μετακινήσετε το στοιχείο. Έπειτα αφήστε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού, και το στοιχείο τοποθετείται. Προσθέστε μια δεύτερη δίοδο επιλέγοντας D από τη λίστα στα δεξιά. Το νεότερο τοποθετημένο στοιχείο θα έχει την ίδια κατεύθυνση με το προηγούμενο που τοποθετήσατε. Μετακινείστε το δείκτη του ποντικιού πάνω στο παράθυρο εργασίας και πατήστε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού για να τοποθετήσετε τη δίοδο. Με τον ίδιο τρόπο τοποθετείστε την τρίτη και την τέταρτη δίοδο. Στο επόμενο σχήμα φαίνονται τα παραπάνω και έχει προστεθεί και ένα πηνίο «L1» πατώντας το «L» από τη λίστα και τοποθετώντας το στο παράθυρο εργασίας. Επιλέξτε το «L1» με δεξί κλικ του ποντικιού και εισάγετε τις ιδιότητες

159 Το όνομα ορίζεται ως «Lfilter», η τιμή σε 50mH και η κατεύθυνση σε 180. Το πεδίο «Value» εξαιρεί τις παρακάτω εκφράσεις : m 1e-3 u 1e-6 k 1e3 n 1e-9 Meg 1e6 p 1e-12 Κλείστε το παράθυρο πατώντας το [OK>. Στο επόμενο σχήμα έχουμε τοποθετήσει έναν πυκνωτή «C»

160 για τον πυκνωτή επίσης εισάγετε τις ιδιότητες:

161 Το όνομα ορίζεται ως «Cload», η τιμή σε 1mf και η κατεύθυνση σε 90. Η αντίσταση «R» τοποθετείται με τον ίδιο τρόπο όπως τα υπόλοιπα στοιχεία. Έχει τιμή 6ohm και το όνομα ορίζεται ως Rload. Στο επόμενο βήμα είναι η σύνδεση των στοιχείων με καλώδια στο παράθυρο εργασίας. Για να φτιάξετε ένα καλώδιο ξεκινήστε με ένα αριστερό κλικ του ποντικιού πάνω σε έναν κόμβο (black dot) και σύρετέ το στο τέλος του σημείου της υποτιθέμενης γραμμής. Αφήστε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού φτιάχνοντας τη γραμμή και δημιουργείται μια σύνδεση. Οι γραμμές μπορούν να ξεκινήσουν μόνο από κόμβους. Εάν έχετε κάνει ένα λάθος είναι εύκολο να αφαιρέσετε το στοιχείο ή την καλωδίωση. Επιλέξτε το στοιχείο ή την καλωδίωση με ένα αριστερό κλικ του ποντικιού πάνω του. Τα επιλεγμένα στοιχεία ή καλωδιώσεις φαίνονται πατώντας το πλήκτρο delete από το πληκτρολόγιο, το επιλεγμένο στοιχείο ή καλωδίωση διαγράφεται. Για να διαγράψετε έναν κόμβο ή μια λεπτή καλωδίωση, επιλέξτε τον κόμβο ή μια από τις καλωδιώσεις των κόμβων με ένα δεξί κλικ του ποντικιού. Στο παράθυρο διαλόγου επιλέγετε διαγραφή κόμβου και η λεπτή καλωδίωση διαγράφεται

162 Μετά τη σχεδίαση των καλωδίων θα έχετε το παρακάτω σχήμα: Στη σχηματική απεικόνιση τώρα πρέπει να δείξετε έναν κόμβο αναφοράς βάζοντας την ετικέτα «0» ή «ground». Όλες οι τάσεις έχουνε υπολογιστεί σε σχέση με τον κόμβο. Στο παράδειγμα αυτό παίρνετε τον δεξί κατώτατο κόμβο. Επιλέξτε τον κόμβο αυτό με ένα δεξί κλικ του ποντικιού και ονομάστε τον γείωση «ground» όπως στο παρακάτω σχήμα: Tο πεδίο εισαγωγής ετικέτας «Label» εξαιρεί το «ground» ή το «0» σαν κόμβο αναφοράς. Επιλέξτε [OK> για να τοποθετηθεί η ετικέτα. Η ετικέτα «Ground» είναι ορισμένη διπλά. Διαγράψτε την ετικέτα «Ground» από την πηγή τάσης Β1 κάνοντας ένα δεξί κλικ πάνω στον κόμβο. Πατήστε το πλήκτρο [Del> διαγραφή από το πληκτρολόγιο για να διαγραφεί η ετικέτα. Πατήστε [OK> για να διαγράψετε την ετικέτα από τη γραφική απεικόνιση. Επίσης ορίζετε την ετικέτα «out», την οποία θα τη χρησιμοποιήσετε όταν βλέπετε τα αποτελέσματα τις εξομοίωσης. Κάντε ένα δεξί κλικ στον πάνω δεξιά κόμβο και ονομάστε τον «out»

163 Τώρα έχετε το παρακάτω σχήμα: Φτιάχνοντας το μπλοκ διάγραμμα Η σχηματική απεικόνιση είναι έτοιμη, αυτό που έχετε να κάνετε τώρα είναι να προσθέσετε ένα διάγραμμα μπλοκ εκεί που η τάση της Β1 έχει ορισθεί. Αυτό το διάγραμμα μπλοκ αποτελείται από τον ορισμό του χρόνου (TIME) (χρόνος προσομοίωσης σε δευτερόλεπτα) και από τον ορισμό του σήματος για να κατασκευαστεί μια ημιτονοειδής τάση των 25volts. Χρησιμοποιείστε την κατακόρυφη γραμμή κύλισης στο παράθυρο της λίστας για να δείτε όλα τα στοιχεία και τα μπλοκ. Επιλέξτε το μπλοκ του χρόνου (TIME) από τη λίστα δεξιά της οθόνης και τοποθετήστε το στο παράθυρο εργασίας

164 Για να επεξεργαστείτε τις ιδιότητες του μπλοκ μπορείτε να επιλέξετε το μπλοκ του χρόνου στο παράθυρο εργασίας με ένα δεξί κλικ πάνω του. Στο παράθυρο διαλόγου δίνετε το όνομα του στοιχείου. Γράψτε t στο πεδίο εισαγωγής. Αυτό το όνομα ετικέτας θα είναι επίσης η ετικέτα του κόμβου εξαγωγής του μπλοκ. Πατήστε [OK> για να κλείσει το παράθυρο διαλόγου. Η ετικέτα «t» θα εμφανιστεί στον κόμβο εξόδου από το μπλοκ του χρόνου

165 Πίσω από το μπλοκ του χρόνου θα τοποθετήσετε το μπλοκ του σήματος όπως φαίνεται στο επόμενο σχήμα:

166 Θα ονομάσετε τις πέντε εισόδους με τον ίδιο τρόπο όπως ονομάσατε τους κόμβους στο κύκλωμα. Επιλέξτε τους κόμβους εισόδου από το μπλοκ «SIGNAL» με ένα δεξί κλικ πάνω στον κόμβο και εισάγετε τις τιμές όπως ορίζονται παρακάτω: INPUT VALUE DC voltage DC 0 Amplitude AC 25 Frequency F 50 Phase Phase 0 Duty cycle d 0 Επίσης πρέπει να καθορίσετε τις παραμέτρους για το μπλοκ σήματος «SIGNAL». Επιλέξτε το με ένα δεξί κλικ πάνω στο μπλοκ, το οποίο εμφανίζει το παρακάτω παράθυρο:

167 Η τρίτη παράμετρος p3 δείχνει τον τύπο της κυματομορφής. Βάζοντας τον αριθμό 3 θα δείξει ημιτονοειδή κυματομορφή. Το όνομα του στοιχείου ορίζεται ως «Vin» στο πεδίο εισαγωγής ονόματος

168 Το μπλοκ διάγραμμα είναι έτοιμο. Τώρα πρέπει να δημιουργήσετε μια σύνδεση ανάμεσα στο κύκλωμα και το διάγραμμα. Σχεδιάστε μια γραμμή ανάμεσα στην έξοδο του διαγράμματος SIGNAL και στην είσοδο του στοιχείου Β1 (ξεκινήστε σχεδιάζοντας μια γραμμή κάνοντας ένα αριστερό κλικ του ποντικιού πάνω στον κόμβο). Τέλος πρέπει να προσθέσετε ένα μπλοκ «SCOPE» για να δείτε τα αποτελέσματα της εξομοίωσης. Επιλέξτε το μπλοκ «SCOPE» από τη λίστα στα δεξιά της οθόνης και τοποθετήστε το στο παράθυρο εργασίας. Τοποθετήστε το έτσι ώστε η εισαγωγή του μπλοκ «SCOPE» να είναι στο τέλος του κόμβου του κυκλώματος. Παράμετροι εξομοίωσης Η σχηματική απεικόνιση είναι έτοιμη. Το μόνο που έμεινε είναι να διευκρινιστεί το βήμα της ολοκλήρωσης της προσομοίωσης και το μήκος στο πεδίο του χρόνου. Επιλέξτε από το μενού επιλογών Simulation/Simulation Parameters

169 Στο παράδειγμα αυτό, το στάδιο μεγέθους ολοκλήρωσης ορίζεται σε 100ms και το μήκος της οθόνης ορίζεται στα 100ms και αυτό. Το παράθυρο επιλογών [x>wait After Screen μαρκάρεται, και έτσι η εξομοίωση θα σταματήσει στα 100ms χρόνου. Επιλέξτε [OK> για να κλείσει το πλαίσιο διαλόγου των παραμέτρων εξομοίωσης. Αποθήκευση της γραφικής απεικόνισης. Το μοντέλο είναι έτοιμο και θα αποθηκευτεί στο δίσκο. Επιλέξτε από τη γραμμή μενού Αρχείο (File)/Αποθήκευση Ως (Save As)

170 Εισάγετε το όνομα του αρχείου στο πεδίο εισαγωγής όνομα αρχείου για παράδειγμα «Example.csi». η επέκταση.csi χρησιμοποιείται για τη γραφική αναπαράσταση. Επιλέξτε αποθήκευση για να αποθηκευτεί το αρχείο. Εξομοίωση Η εξομοίωση άρχισε στον επεξεργαστή γραφικής απεικόνισης(schematic editor). Τα αποτελέσματα της εξομοίωσης εμφανίζονται στο μπλοκ SCOPE. Αυτό το μπλοκ μεγαλώνει και μικραίνει αυτόματα. Η αλλαγή μεγέθους παίρνει μέρος για κάθε χρόνο που συνεχίζει η εξομοίωση. Ξεκινώντας την εξομοίωση ξεκινά η εξομοίωση επιλέγοντας Simulatio/Start Simulation. Η εξομοίωση θα ξεκινήσει αμέσως σχεδιάζοντας τα αποτελέσματα στο μπλοκ SCOPE. Η κλίμακα στο μπλοκ scope δεν έχει ορισθεί ακόμα

171 Για να δείτε τα αποτελέσματα της εξομοίωσης πρέπει να επιλέξετε το μπλοκ SCOPE με ένα δεξί κλικ πάνω του. Ένα παράθυρο αυξομείωσης εμφανίζεται όταν η τάση εξόδου εμφανίζεται

172 Μπορείτε να πάρετε τιμή για κάθε ίχνος από το σήμα χρησιμοποιώντας τα βέλη από το πληκτρολόγιο. Στο παράθυρο της λίστας ο χρόνος και η αριθμητική τιμή της τάσης εξόδου εμφανίζονται. Συνέχιση της εξομοίωσης Η εξομοίωση μπορεί να συνεχιστεί πατώντας το πλήκτρο [ENTER> ή επιλέγοντας Simulation/Continue simulation. Οποιαδήποτε στιγμή μπορείτε να διακόψετε την εξομοίωση, κάνοντας αλλαγές στη γραφική απεικόνιση και συνεχίζοντας ξαναπατώντας το πλήκτρο [ENTER>. Διάφορα Σε αυτή την παράγραφο μπορείτε να εξάγετε τη γραφική απεικόνιση και τα αποτελέσματα της εξομοίωσης σε έναν επεξεργαστή κειμένου. Εξαγωγή αποτελεσμάτων εξομοίωσης σε έναν επεξεργαστή κειμένου Μπορείτε να αντιγράψετε τα αποτελέσματα εξομοίωσης στο πρόχειρο, τα οποία μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε σε οποιοδήποτε επεξεργαστή κειμένου ή σχεδιαστικό πρόγραμμα. Πριν αντιγράψετε τα αποτελέσματα μιας εξομοίωσης πρέπει να ορίσετε το χρώμα του φόντου του «SCOPE» να είναι άσπρο. Έτσι θα αποτρέψετε ένα μαύρο φόντο. Στο παράθυρο του «SCOPE» επιλέξτε Options/Background Color. Ξεκινήστε την εξομοίωση. Αν η εξομοίωση είναι έτοιμη πατήστε το κουμπί «PrintScreen» από το πληκτρολόγιο, το οποίο αντιγράφει τα αποτελέσματα της εξομοίωσης

173 στο πρόχειρο. Ανοίξτε έναν επεξεργαστή κειμένου και επιλέξτε Edit/Paste. Η εξομοίωση των αποτελεσμάτων συμπεριλαμβάνονται τώρα ως σχήμα σε ένα έγγραφο κειμένου. Εξαγωγή γραφικής απεικόνισης σε έναν επεξεργαστή κειμένου Μπορείτε να συμπεριλάβετε μια γραφική απεικόνιση σε έναν επεξεργαστή κειμένου, πρώτα εξάγετε τη γραφική απεικόνιση σαν ένα αρχείο Enhanced Meta File (*.EMF). Το αρχείο μπορεί να ανοιχτεί σαν ένα έγγραφο κειμένου. Για να εξάγετε τη γραφική απεικόνιση, πατήστε File/Export EMF. Το παράθυρο διαλόγου αποθήκευση ως (Save As) εμφανίζεται, όπου μπορείτε να δώσετε ένα όνομα στην εξαγχθείσα γραφική παράσταση. Στο παράθυρο διαλόγου επιλέξτε κατάλογο και δώστε όνομα αρχείου με κατάληξη.emf. Επιλέξτε αποθήκευση για να εξαχθεί η γραφική παράσταση. Ανοίξτε τον επεξεργαστή κειμένου και συμπεριλάβετε το σχήμα στο έγγραφο. Για παράδειγμα, στο Microsoft Word,

174 επιλέξτε από τη γραμμή μενού Include/Figure/From file. Στο παράθυρο διαλόγου ορίστε τύπο αρχείου το «Enhanced Meta Files», επιλέξτε την εξαγχθείσα γραφική παράσταση *.emf και πατήστε άνοιγμα [Open>, το οποίο θα συμπεριλάβει τη γραφική παράσταση στο έγγραφο κειμένου. Εάν ο επεξεργαστής κειμένου δεν μπορεί να διαβάσει αρχεία του τύπου enhanced meta file, μπορείτε να αντιγράψετε τη γραφική παράσταση στο πρόχειρο και να την επικολλήσετε μέσα στο έγγραφο. Στον επεξεργαστή γραφικής απεικόνισης πατήστε το πλήκτρο «PrintScreen» από το πληκτρολόγιο. Στον επεξεργαστή κειμένου επιλέξτε Edit/Paste, ο οποίος περιλαμβάνει την γραφική παράσταση στο έγγραφο κειμένου. Εκτύπωση της σχηματικής απεικόνισης Για να εκτυπώσετε τη γραφική παράσταση σε χαρτί επιλέξτε File/Print

175 Στο παράθυρο διαλόγου, επιλέξτε [OK>. Η γραφική παράσταση θα εκτυπωθεί. Εάν η γραφική παράσταση είναι πολύ μικρή, μπορείτε να τη μεγαλώσετε επιλέγοντας Options/Zoom. Επιλέξτε υψηλότερη κλίμακα μεγέθυνσης και επιλέξτε File/Print, πατήστε [ΟΚ> ξανά. Η εκτύπωση θα έχει μεγεθυνθεί

176 4.4 ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ CASPOC ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΜΗ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΕ ΔΙΟΔΟΥΣ ΚΑΙ ΦΙΛΤΡΟ ΕΞΟΔΟΥ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας τριφασικός μη ελεγχόμενος ανορθωτής γέφυρας με διόδους σαν ανορθωτικά στοιχεία, ωμικό φορτίο και φίλτρο (επαγωγή εξομάλυνσης σε σειρά και πυκνωτής παράλληλα στο φορτίο). Το ισοδύναμο κύκλωμα του 3-φασικού ανορθωτή διόδων με φίλτρο εξόδου είναι: ΣΧΗΜΑ 4.1 Κύκλωμα 3-φασικού ανορθωτή γέφυρας με διόδους και φίλτρο εξόδου Εκτελώντας την προσομοίωση βγαίνει μήνυμα λάθους το οποίο αναφέρει ότι τα στοιχεία του κυκλώματος είναι παραπάνω σε αριθμό από αυτά που υποστηρίζει η εφαρμογή και ενημερώνει ότι πρέπει να γίνει αναίρεση, ώστε να αποθηκευτεί το κύκλωμα ξανά και να αφαιρέσει ο χρήστης στοιχεία του κυκλώματος

177 4.4.2 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΜΕ ΩΜΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας μονοφασικός ρυθμιστής με θυρίστορς και ωμικό φορτίο. Το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο είναι : ΣΧΗΜΑ 4.2 Κύκλωμα μονοφασικού ρυθμιστή με ωμικό φορτίο. Εκτελώντας την προσομοίωση βγαίνει μήνυμα λάθους το οποίο αναφέρει ότι τα στοιχεία του κυκλώματος είναι παραπάνω σε αριθμό από αυτά που υποστηρίζει η εφαρμογή και ενημερώνει ότι πρέπει να γίνει αναίρεση, ώστε να αποθηκευτεί το κύκλωμα ξανά και να αφαιρέσει ο χρήστης στοιχεία του κυκλώματος

178 4.4.3 ΚΑΤΑΤΜΗΤΗΣ ΥΠΟΒΙΒΑΣΜΟΥ ΤΑΣΗΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζεται είναι ένας ρυθμιστής Buck του οποίου το κύκλωμα φαίνεται παρακάτω. Είναι ένας δημοφιλής ρυθμιστής που χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ ισχύος σαν διακοπτικό στοιχείο και λειτουργεί σαν κατατμητής υποβιβασμού τάσης 14. Το ισοδύναμο κύκλωμα του κατατμητή υποβιβασμού τάσης είναι : ΣΧΗΜΑ 4.3 Κύκλωμα του Ρυθμιστή Buck. Εκτελώντας την προσομοίωση βγαίνει μήνυμα λάθους το οποίο αναφέρει ότι τα στοιχεία του κυκλώματος είναι παραπάνω σε αριθμό από αυτά που υποστηρίζει η εφαρμογή και ενημερώνει ότι πρέπει να γίνει αναίρεση, ώστε να αποθηκευτεί το κύκλωμα ξανά και να αφαιρέσει ο χρήστης στοιχεία του κυκλώματος. 14 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

179 4.4.4 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Το κύκλωμα το οποίο εξετάζετε είναι ένας μονοφασικός αντιστροφέας γέφυρας που χρησιμοποιεί σήμα ελέγχου παλμού με διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM) για να παράγει την τάση εξόδου και του οποίου το κύκλωμα φαίνεται παρακάτω 15. Το ισοδύναμο κύκλωμα του μονοφασικού αντιστροφέα γέφυρας είναι : ΣΧΗΜΑ 4.4 Κύκλωμα του μονοφασικού αντιστροφέα γέφυρας με διαμόρφωση πλάτους παλμού. Εκτελώντας την προσομοίωση βγαίνει μήνυμα λάθους το οποίο αναφέρει ότι τα στοιχεία του κυκλώματος είναι παραπάνω σε αριθμό από αυτά που υποστηρίζει η εφαρμογή και ενημερώνει ότι πρέπει να γίνει αναίρεση, ώστε να αποθηκευτεί το κύκλωμα ξανά και να αφαιρέσει ο χρήστης στοιχεία του κυκλώματος. 15 M. H Rashid, Power Electronics : Circuits,Devices and Applications, Prentice Hall International

180 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο ΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΕΞΟΜΟΙΩΣΗΣ 5SPICE 5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 16 Το 5Spice είναι ένα γενικής χρήσης ηλεκτρονικό πρόγραμμα προσομοίωσης κυκλωμάτων με ένα πλήρες γραφικό περιβάλλον χρήστη. Συμπεριλαμβάνει την παραδοσιακή μηχανή προσομοίωσης Spice, παρουσιάζοντας μια ενιαία εφαρμογή στο χρήστη. Το 5Spice παρέχει την είσοδο σχηματικής αναπαράστασης του Spice, τη δυνατότητα να καθοριστεί και να αποθηκευτεί ένας απεριόριστος αριθμός αναλύσεων και γραφικών παραστάσεων, να δοθούν με γραφική παράσταση τα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Έννοιες του Spice όπως τα υπο κυκλώματα, τα συνδεμένα πηνία, τις μη γραμμικές λειτουργίες, τους αρχικούς όρους και τις τάσεις κόμβων αντιπροσωπεύονται οπτικά στη σχηματική αναπαράσταση. Η μηχανή προσομοίωσης είναι βασισμένη στην έκδοση 3f4/3f5 Spice με τις επεκτάσεις σύνταξης για βελτιωμένη συμβατότητα με το PSpice subcircuits. Το πρόγραμμα προορίζεται να παρέχει τις ικανότητες ανάλυσης και τεκμηρίωσης που απαιτούνται από τους πεπειραμένους σχεδιαστές κυκλωμάτων - ενώ υπενθυμίζεται ότι είναι πολύ εύχρηστο και είναι ένα βήμα παραπάνω από τα σπουδαστικά προγράμματα του Spice. Η εστίαση γίνεται στην αναλογική ανάλυση κυκλωμάτων και στο σχέδιο κυκλωμάτων στο επίπεδο των στοιχείων 5.2 ΟΔΗΓΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 5SPICE Για να εγκαταστήσετε το 5Spice στον υπολογιστή σας χρησιμοποιείστε το CD-ROM με το λογισμικό εγκατάστασης. Τα βήματα τα οποία ακολουθείτε είναι τα εξής : Βάζετε το CD στο CD-ROM. Πολλοί υπολογιστές το διαβάζουν αυτόματα, αν δεν το διαβάσει αυτόματα ακολουθείτε τη διαδικασία. Ο Υπολογιστής μου -> Μονάδα CD: Άνοιγμα 16 Από ιστοσελίδα στο internet : μετάφραση δική μας

181 και βλέπετε το παραπάνω παράθυρο. Κάντε διπλό κλικ στο αρχείο 5spiceanalysis130a.exe και σας εμφανίζει το εξής παράθυρο: Το οποίο είναι μια προειδοποίηση ασφάλειας για το αν θέλετε να εκτελεστεί το πρόγραμμα. Πατάτε το κουμπί Εκτέλεση και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο

182 Στο σημείο αυτό πατάτε Next> για να ξεκινήσει η διαδικασία. Εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο. Στο παρακάτω παράθυρο αφού διαβάσετε την άδεια χρήσης της εφαρμογής επιλέξτε το I accept the agreement και αυτόματα ενεργοποιείται το κουμπί Next>

183 Αφού πατήσετε και το Next> βλέπετε το παρακάτω παράθυρο. Στο παραπάνω παράθυρο βάζετε το όνομα χρήστη και τον οργανισμό και επιλέγετε το κουμπί Next και εμφανίζεται το παράθυρο:

184 Όπου καθορίσετε τον φάκελο αποθήκευσης του προγράμματος. Συνήθως χρησιμοποιείται ο προεπιλεγμένος C:\Program Files\5SpiceAnalysis, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο: Το παραπάνω παράθυρο καθορίζει το όνομα της εφαρμογής στο μενού έναρξη- >προγράμματα το οποίο αφήνετε ως έχει, απλά πατάτε Next> και ακολουθεί το παράθυρο:

185 Το παραπάνω παράθυρο είναι μία σύνοψη των όσων έχετε καθορίσει για την εγκατάσταση. Πατάτε Install για να ξεκινήσει η εγκατάσταση. Το παραπάνω παράθυρο δείχνει την διαδικασία αντιγραφής των αρχείων της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Αφού τελειώσει η αντιγραφή βλέπετε το παρακάτω παράθυρο:

186 Το παραπάνω παράθυρο εμφανίζει την επιτυχή εγκατάσταση της εφαρμογής στον υπολογιστή σας. Η επιλογή που είναι απο επιλεγμένη αν την επιλέξετε θα ξεκινήσει η εφαρμογή με το πάτημα του κουμπιού Finish (Τέλος), η επιλογή που είναι προεπιλεγμένη θα σας κάνει εμφάνιση ενός κειμένου που θα επιβεβαιώνει την εγκατάσταση και δίνει πληροφορίες για το πρόγραμμα. Πατώντας το κουμπί Finish (Τέλος). Εμφανίζεται το κείμενο που αναφέρθηκε προηγουμένως

187 5.3 ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 5SPICE Ξεκινώντας το 5SPICE Οι επόμενοι παράγραφοι περιγράφουν το μοντέλο και την προσομοίωση από ένα απλό κύκλωμα στο 5SPICE. Αν διαβάσετε τις παρακάτω παραγράφους θα είστε ικανοί να μοντελοποιήσετε και να προσομοιώσετε το δικό σας κύκλωμα χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή σχηματικών αναπαραστάσεων στο 5SPICE. Αρχίζοντας το πρόγραμμα Ανοίξτε την εφαρμογή 5SPICE από Έναρξη/Προγράμματα/5Spice Analysis/ 5Spice Analysis στο μενού έναρξη

188 Ο επεξεργαστής σχηματικών αναπαραστάσεων θα εμφανιστεί στην οθόνη, όπου θα μπορέσετε να ξεκινήσετε την σχεδίαση

189 Δημιουργώντας μια σχηματική αναπαράσταση Στις παρακάτω παραγράφους εξηγείται το σχέδιο που έχει εισαχθεί. Ακολουθήστε τα βήματα με λεπτομέρεια. Τα σχήματα δείχνουν τα αποτελέσματα μετά από κάθε βήμα που έχετε κάνει. Ηλεκτρικό Κύκλωμα Σ αυτή την παράγραφο θα προσομοιωθεί το παραπάνω κύκλωμα. Ξεκινήστε με την τοποθέτηση των στοιχείων. Επιλέξτε από τη λίστα στα δεξιό μέρος της οθόνης την ελεγχόμενη πηγή τάσης Vs1. Για να το κάνετε αυτό κάντε ένα κλικ με το αριστερό κουμπί του ποντικιού στο Vs1 και αφήστε. Τώρα σύρετε το επιλεγμένο στοιχείο στο δικό σας

190 παράθυρο εργασίας. Πατώντας ξανά το αριστερό κουμπί του ποντικιού τοποθετείστε το στοιχείο. Μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω στο στοιχείο και πατήστε διπλό αριστερό κλικ, το οποίο θα εμφανίσει το παρακάτω παράθυρο:

191 Το όνομα του στοιχείου σας μένει ως Vs1 αφού πιέσετε [OK> κλείνει το παράθυρο. Μετά τοποθετείστε τις διόδους. Επιλέξτε το εικονίδιο της διόδου στη γραμμή εργαλείων στη δεξιά πλευρά της οθόνης (δείτε επίσης το σχήμα παρακάτω) και σύρετε το στοιχείο στο παράθυρο εργασίας σας

192 Τοποθετώντας την δίοδο D1 παίρνουμε το παρακάτω σχήμα. Μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού πάνω στο στοιχείο της διόδου και πατήστε διπλό αριστερό κλικ, το οποίο θα εμφανίσει το παρακάτω παράθυρο:

193 όπου μπορείτε να αλλάξετε το όνομα του στοιχείου καθώς και να επιλέξετε το μοντέλο αυτού από την βιβλιοθήκη του Spice. Εσείς επιλέξτε μοντέλο 1Ν

194 Για το στοιχείο της διόδου επίσης μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση με ένα δεξί κλικ του ποντικιού πάνω στο σύμβολο. Επιλέγετε το Rotate δύο φορές για περιστροφή του στοιχείου 180 Εάν τώρα κρατήσετε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού πατημένο, μπορείτε να μετακινήσετε το στοιχείο. Έπειτα αφήστε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού, και το στοιχείο τοποθετείται. Προσθέστε μια δεύτερη δίοδο επιλέγοντας την από τη λίστα στα δεξιά. Με τον ίδιο τρόπο τοποθετείστε την τρίτη και την τέταρτη δίοδο και περιστρέψτε αυτές. Στο επόμενο σχήμα φαίνονται τα παραπάνω και έχει προστεθεί και ένα πηνίο «L1» πατώντας το από τη λίστα και τοποθετώντας το στο παράθυρο εργασίας

195 Επιλέξτε το «L1» με διπλό αριστερό κλικ του ποντικιού και εισάγετε τις ιδιότητες. Το όνομα ορίζεται ως «Lfilter», η τιμή σε 50mH

196 Κλείστε το παράθυρο πατώντας το [OK>. Στο επόμενο σχήμα έχουμε τοποθετήσει έναν πυκνωτή «C». για τον πυκνωτή επίσης εισάγετε τις ιδιότητες:

197 Το όνομα ορίζεται ως «Cload», η τιμή σε 1mf. Η αντίσταση «R» τοποθετείται με τον ίδιο τρόπο όπως τα υπόλοιπα στοιχεία. Έχει τιμή 6ohm και το όνομα ορίζεται ως Rload. Στο επόμενο βήμα είναι η σύνδεση των στοιχείων με καλώδια στο παράθυρο εργασίας. Για να φτιάξετε ένα καλώδιο ξεκινήστε με ένα αριστερό κλικ του ποντικιού πάνω στο μολύβι στην γραμμή εργαλείων στη δεξιά πλευρά του παραθύρου και επιλέξτε την κόκκινη πλάγια γραμμή wire. Επιλέξτε τους κόμβους που θέλετε να ενώσετε. Πατήστε το αριστερό πλήκτρο του ποντικιού φτιάχνοντας τη γραμμή και δημιουργείται μια σύνδεση. Οι γραμμές μπορούν να ξεκινήσουν μόνο από κόμβους. Εάν έχετε κάνει ένα λάθος είναι εύκολο να αφαιρέσετε το στοιχείο ή την καλωδίωση. Επιλέξτε το στοιχείο ή την καλωδίωση με ένα αριστερό κλικ του ποντικιού πάνω του. Τα επιλεγμένα στοιχεία ή καλωδιώσεις φαίνονται πατώντας το πλήκτρο delete από το πληκτρολόγιο, το επιλεγμένο στοιχείο ή καλωδίωση διαγράφεται. Για να διαγράψετε έναν κόμβο ή μια λεπτή καλωδίωση, επιλέξτε τον κόμβο ή μια από τις καλωδιώσεις των κόμβων με ένα δεξί κλικ του ποντικιού. Στο παράθυρο διαλόγου επιλέγετε διαγραφή κόμβου και η λεπτή καλωδίωση διαγράφεται

198 Μετά τη σχεδίαση των καλωδίων θα έχετε το παρακάτω σχήμα: Θα πρέπει να βάλετε γείωση στο κύκλωμα, στο παράδειγμα αυτό παίρνετε τον αριστερό κατώτατο κόμβο. Επιλέξτε την γείωση από την λίστα στα δεξιά και τοποθετήστε τη όπως στο παρακάτω σχήμα:

199 επίσης όπως φαίνεται παραπάνω έχει τοποθετηθεί και ένα σημείο τάσης το οποίο επιλέγεται όπως κατωτέρω για την εμφάνιση της τιμής τάσης σε εκείνο το σημείο με την επιλογή τρεξίματος προσομοίωσης

200 Παράμετροι προσομοίωσης Ορίζοντας το χρόνο ανάλυσης Η σχηματική απεικόνιση είναι έτοιμη, αυτό που έχετε να κάνετε τώρα είναι να ορίσετε το χρόνο ανάλυσης (TIME). Επιλέξτε από την γραμμή μενού Analyse Select/Edit και εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο διαλόγου: