Побудова ПФГ у програмі MathCAD
За даними таблиці будуємо залежність резонансної частоти Vvar.
У результаті отримуємо ВФХ діода в графічному та табличному поданні:
Обробка прямої гілки ВАХ в MathCAD.
Вважаємо в середу MathCAD табличне подання прямої гілки ВАХ визначення параметрів діода (Is, Rs, N). Щоб їх розрахувати, розв'яжемо систему з трьох рівнянь методом Given-Minerr. Параметри вихідної моделі діода візьмемо зі схеми Micro-CAP:
Побудова моделі діода за експериментальними даними.
За допомогою вбудованої програми Model побудуємо за отриманими табличними даними модель діода. Щоб завершити побудову моделі, потрібно провести ініціалізацію введених точок та оптимізацію: відповідно пункти меню Run -> Initialize та Run -> Optimize.
Після ініціалізації та оптимізації введених даних, пряма гілка ВАХ:
Аналогічно, зворотна гілка ВАХ:
Програма побудувала модель діода за введеними характеристиками. Отриману модель можемо зберегти у форматі SPICE.
Для цього вибираємо пункт меню File-> Create SPICE model.
Запишемо цю модель у файл "my_d237b", а сам файл моделі збережемо за допомогою пункту меню File ->Save Asв файл "my_d237b .MDL".
Порівняння вихідної та отриманої моделей діодів.
При побудові схеми для отримання прямої гілки ВАХ Micro-Cap скористаємося такими компонентами як Ground (Заземлення), Resistor (Опір), Diode (Діод), Battery (Батарейка).
Тип діода визначається номером діода за списком у файлі RUS_D.LIB
.model D237B D(Is=31.69p Rs=91.07m N=1 Xti=3 Eg=1.11 Bv=400.1 Ibv=158.5u
+ Cjo = 15p Vj = .75 M = .3333 Fc = .5 Tt = 721.3n)
Характеристики отриманого діода:
.MODEL my_d237b D (BV=400.1 CJO=5p IS=31.69p RL=1.00229105153K RS=91.07m TT=5u
Проведення аналізу по постійному струму. (Analysis-DC)
- Як параметр, що варіюється, вибираємо напругу джерела V1. Т.к. схема має базу, то варіюється напруга і діоді.
- Як діапазон змін вибираємо проміжок 0…1 з кроком 0.01В.
- Задаємо лінійний вигляд шкали по осі абсцис та ординат.
- Для обох графіків по осі Х задаємо вираз V(1) – напруга на діоді, а по осі Y для однієї характеристики задаємо вираз I(D1) – струм через вихідний діод, для іншого – I(D2) – струм через отриманий діод.
- Масштаб по осі X та по осі Y межі та крок виберемо автоматичні.
Запускаємо на аналіз (Run) та отримуємо два графіки залежності струму через діод від напруги, що і є Вольт-Амперною характеристикою (ВАХ).
Похибка чисельних методів:
Очевидно, що похибка значно менша за 1%.
Прямі гілки ВАХ діодів збігаються.
Невелике відхилення пов'язані з похибкою чисельних методів.
ІІ. Визначення параметрів моделі у програмі MultiSim 11
Побудова прямої гілки ВАХ в Multisim
При побудові схеми для отримання прямої гілки ВАХ MultiSim скористаємося такими компонентами як Ground (Заземлення), Resistor (Опір), Diode (Діод), Power (Батарейка).
Характеристики діода, обраного відповідно до умов завдання:
.MODEL D1N3890A D (
Опори резисторів 10 Ом і 10 ком імітують опору міліамперметра і вольтметра. Похибка вимірів тим менше, що менше опір міліамперметра. Прилади підключені таким чином, щоб вносити мінімум змін у роботу схеми, і, отже, точність вимірів буде високою.
Проведення аналізу по постійному струму. (Simulate -> Analyses -> DC Sweep)
- Як параметр, що варіюється, вибираємо напругу джерела V1.
- Як діапазон змін вибираємо проміжок 0…1.1 з кроком 0.01В.
Графік прямої гілки ВАХ(див. Слід. Стор.):