Влияние допуска резисторов на анализ наихудшего случая

Влияние допуска резисторов на анализ наихудшего случая

В только что проведенном анализе мы изменяли только коэффициент h_FE транзистора. Каким был бы анализ на наихудший случай, при выборе резистора в качестве изменяемого фактора допуска на сопротивление? Чтобы упростить исследование, будем изменять только значение R_L. Заменим представленный в схеме резистор R_L компонентом «Rbreak» из библиотеки breakout. Установим сопротивление R_L=4,7 кОм, как и прежде, затем выделим компонент на схеме и выберем Edit, PSpice Model. В окне OrCAD Model Editor измените запись на правой панели следующим образом:

.model Rbreak RES R = 1 DEV = 20%

Здесь «R=1» означает, что множитель для сопротивления равен 1; запись «DEV=20%» задает допуск в 20% на изменение сопротивления. Схема приведена на рис. 17.29. Сохраните изменения, подготовьте моделирование для анализа на наихудший случай, как в предыдущем примере. Напомним, что теперь и коэффициент усиления транзистора h_FE и сопротивление R_L будут изменяться в пределах допуска. Выполните моделирование и обратите внимание, что в PSpice выполняется четыре вида анализа на чувствительность: 1) номинальную, 2) по коэффициенту усиления BF транзистора Q_Q1 Q2N2222, 3) по сопротивлению R резистора R_RL Rbreak и 4) на наихудший случай, учитывающий допуски всех компонентов. Как и прежде получите в Probe графики V(Rs:1) и V(RL:1). На экране появится всего восемь графиков (рис. 17.30). Значительное отличие этого набора графиков от полученного ранее заключается в смещении графика выходного напряжения. Выбрав опцию «Use Symbol Always» (Всегда использовать символы), идентифицируйте каждую кривую по номеру прохода.

Рис. 17.29. Схема усилителя, использующая резистор из библиотеки breakout

Рис. 17.30. Результаты анализа на наихудший случай при одновременном изменении Q₁ и R_L

Использование курсора показывает, что нижняя кривая выходного напряжения имеет постоянную составляющую в 8,1468 В. Проверьте это, измеряя размах напряжения с помощью курсора. Верхняя кривая выходного напряжения V(RL:1), связанная с модифицированной осью Y, имеет постоянную составляющую в 8,4843 В, которая может быть определена аналогичным образом.

В выходном файле напряжение V(RL:1) идентифицировано как напряжение узла V(4). Оно имеет значение 8,1468 В, как для номинальной чувствительности, так и для чувствительности по коэффициенту усиления B_F транзистора. Оно равно 8,4843 В для наихудшего случая, учитывающего допуски всех устройств. Часть выходного файла показана на рис. 17.31.

** circuit file for profile: Bridgc1

*Libraries:

* Local Libraries :

.LIB ".ridgcir.lib"

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:

.lib nom.lib

* Analysis directives:

.TRAN 0 400us 0 0.4us

.WCASE TRAN V( [4]) MAX OUTPUT ALL VARY DEV HI

.PROBE

WARNING Library file e:spiceridgcir.lib has changed since index file bridgcir.ind was created.

WARNING -- The timestamp changed from Sun Sep 05 21:51:14 1999 to Hon Sep 06 10:22:00 1999.

Making new index file bridgcir.ind for library file bridgcir.lib Index has 2 entries from 1 file(s).

**** BJT MODEL PARAMETERS

   Q2H2222

   NPN

IS 14.340000E-15

BF 255.9

**** Resistor MODEL PARAMETERS

  Rbreak

R 1

SENSITIVITY NOMINAL

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2) 0.0000  ( 3) .7593  ( 4) 8.1468

( 5) 12.0000 ( 6) .1297

SENSITIVITY Q_Q1 Q2N2222 BF

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2) 0.0000  ( 3) .7593   ( 4) 8.1468

( 5) 12.0000 ( 6) .1297

SENSITIVITY R_RL RBREAK R

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2) 0.0000  ( 3) .7592   ( 4) 8.1454

( 5) 12.0000 ( 6) .1296

SORTED DEVIATIONS OF V(4) TEMPERATURE = 27.000 DEG С

SENSITIVITY SUMMARY

RUN             MAXIMUM VALUE

NOMINAL         8.355 at T = 149.3200E-06

Q_Q1 Q2N2222 BF 8.355 at T = 149.3200E-06

                ( -4.2233E-03% change per 1% change in Model Parameter)

R_RL Rbreak R   8.3536 at T = 149.3200E-06

                ( -.169 % change per 1% change in Model Parameter)

WORST CASE ALL DEVICES

DEVICE MODEL   PARAMETER NEW VALUE

Q_Q1   Q2N2222 BF        191.93 (Decreased)

R_RL   Rbreak  R         .8 (Decreased)

NODE VOLTAGE  NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2)  0.0000  ( 3) .7870   ( 4) 8.4843

( 5) 12.0000 ( 6)  .1532

**** SORTED DEVIATIONS OF V(4) TEMPERATURE = 27.000 DEG С

WORST CASE SUMMARY

RUN MAXIMUM VALUE

ALL DEVICES 8.6882 at T = 149.3200E-06

            ( 103.99% of Nominal)

NOMINAL     8.355 at T = 149.3200E-06

Рис. 17.31. Часть выходного файла для анализа на наихудший случай