PSPICE AC SWEEP VE PARAMETRĐK ANALĐZ YÖNTEMLERĐ

Transkript

1 PSPICE AC SWEEP VE PARAMETRĐK ANALĐZ YÖNTEMLERĐ AC SWEEP ANALĐZĐ Bu AC analiz yöntemi ile; devrenin frekans cevabı çıkarılabilir, kaynak geriliminin, devredeki herhangi bir elemanın akımının, geriliminin, gücünün vb. özelliklerinin frekansa göre değişimi elde edilebilir. Yine bu analiz yönteminde frekans belirli bir aralıkta doğrusal arttırılabileceği gibi, oktavlık veya dekatlık da arttırılabilir. Doğrusal değişimlerde toplam nokta sayısı, oktavlık veya dekatlık değişimlerde ise bir oktav veya dekat boyunca alınacak nokta sayısı verilir. AC analiz için V AC gerilim kaynağı kullanılır. AC sweep analizini kavrayabilmek için aşağıdaki uygulama örneği incelenebilir: Uygulama: AC sweep analizini seri bir RLC devresinde gerçeklemek için aşağıdaki devreyi kuralım: Devreyi kurduktan sonra AC tarama için Simulation Settings penceresinde AC Sweep seçeneğini seçerek AC Sweep ayarlarını yapıyoruz: Açılan pencerede Analaysis type seçeneğinde AC Sweep/Noise ve Options kutucuğunda General Settings seçilir. Logaritmic değişim seçildikten sonra başlangıç ve bitiş frekansları ile Points/Decade kutusuna her bir dekat boyunca alınan nokta sayısı girilir. Tamam butonuna basılarak buradan çıkılır. Run PSpice tuşuna basarak devreyi simüle ediyoruz. Elde edilen grafik aşağıdaki gibidir:

2 A1 Yanda (i-f) grafiği görülmektedir. Biliyoruz ki, rezonans durumunda devreden akan akım maksimumdur. Toggle cursor nokta seçme butonu kullanılarak grafiğin maksimum olduğu nokta kolayca belirlenebilir. Bu yolla elde edilen Probe Cursor kutucuğu yukarıdaki gibi olup resonans frekansı kHz dir. Yine AC Sweep analizi kullanılarak, kaynak gerilimi ile devreden akan akım arasındaki faz farkının frekansa bağlı değişimi gözlenebilir. Đncelemek için aynı devreyi ele alalım: Run PSpice tuşuna basarak devreyi simüle ediyoruz. Açılan Shematic penceresinde menüdeki Trace butonundan Add Trace seçilir. Açılan Add Trace penceresi aşağıdaki gibidir. Bu pencerede Functions or Macros başlığı altında Plot Window Templates seçilir. Buradan Phase Difference(1,2) seçilir. 1 yerine kaynak gerilimi, 2 yerine devreden akan akım girilir ve tamam butonu tıklanarak buradan çıkılır. Elde edilen grafik aşağıdaki gibi olur:

3 B1 Yanda Φ (e-i) -f grafiği görülmektedir. Rezonans durumunda, devre rezistif karakterli olduğundan, faz farkının 0 o olduğu durumdaki frekans, devrenin rezonans frekansı olur. Toggle cursor nokta seçme butonu kullanılarak yukarıdaki Probe Cursor kutucuğu elde edilir. Bu durumda rezonans frekansı yaklaşık olarak kHz dir. Bu frekans değerinin altındaki değerlerde (0 o,-90 o ) devre kapasitif, bu değerin üstündeki değerlerde (0 o,90 o ) devre endüktif karakterli olur. PARAMETRIC SWEEP ANALĐZĐ Bu analiz yöntemi, AC Sweep analiz yönteminin bir alt kolu olup; bu yöntemle devre elemanlarının (R,L,C vb.) değişen değerlerine göre, incelenmesi istenen parametrenin bağıl davranışları gözlemlenebilir. Örneğin direnç değeri baz alınıp analiz yapıldığında, yapılan işlem bir potansiyometre simülasyonudur. AC analiz için V AC gerilim kaynağı kullanılır. Parametrik Sweep analizini kavrayabilmek için aşağıdaki uygulama örneği incelenebilir: Uygulama: Parametrik sweep analizini seri bir RLC devresinde gerçeklemek için aşağıdaki devreyi kuralım: Devrede herhangi bir eleman, parametre olarak seçilebilir (R,L,C). Parametre olarak L endüktansını seçelim. Öncelikle değerini parametrik olarak değiştirmek istediğimiz devre elemanının değerini {L} yapalım, önemli olan ismi kıvırcık parantezlerin içine yazmaktır, herhangi bir isim kullanılabilir. ( Not: value yerine name i değiştirmediğinizden emin olun.)

4 Parça ekleme menüsünden (kısayol P) PARAM/SPECIAL i çizim ekranına ekleyelim. (Not: SPECIAL kütüphanesi eklenmemişse, Add Library butonunu kullanarak ekleyebilirsiniz.) Çizim ekranında PARAM parçasına çift tıklayarak özellikler penceresini açınız. Burada New Row butonu ile name e karşılık gelen yere L (kıvırcık parantez kullanılmadan), değer kısmına ise 1 yazınız (Buradaki 1 değeri başka simülasyonlar için kullanılmaktadır, endüktansı değiştireceğiniz değerler arasında herhangi bir değer girebilirsiniz.) Çizim ekranında PARAM parçasına çift tıklayarak özellikler penceresini açınız. Burada New Row butonu ile name e karşılık gelen yere L (kıvırcık parantez kullanılmadan), değer kısmına ise 1 yazınız (Not: Buradaki 1 değeri başka simülasyonlar için kullanılmaktadır, endüktansın değerini herhangi bir değer girebilirsiniz). L kolonunu bir kere tıklayarak seçiniz, ardından menüdeki Display butonu tıklanarak -açılan penceredeki L değeri kullanılmayacağından- Name only seçeneği seçilir. Tamam butonu ile pencere kapatıldıktan sonra Apply butonuna basılarak alt pencere de kapatılır.

5 Şimdi simülasyon ayarlarını yapacağız. Menüden PSpice New Simulation Profile seçilir. Açılan alt pencereye bir isim girilir. Tamam butonuna basıldıktan sonra Simulation Settings penceresi açılır. Analysis type kutucuğunda AC Sweep/Noise seçilir. Genel ayarlarda AC Sweep Type lineer değişim seçilir. Başlangıç ve bitiş frekansları, hesaplanan rezonans frekansı seçilir. Başlangıç ve bitiş frekansları aynı değerler seçildiğinden, toplam nokta sayısına 1 girilir. Seçeneklerden Parametric Sweep seçilir. Sweep değişkeni Global parameter seçildikten sonra parametre ismine kıvırcık parantez kullanılmadan L girilir. Sweep şekli logaritmik seçildikten sonra parametrenin başlangıç ve bitiş değerleri girilir (Not: Bu değerler devreyi rezonansa götürecek L değerini kapsayacak şekilde seçilmelidir). Dekat başına alınan nokta sayısı da girildikten sonra tamam butonuna basılarak pencereden çıkılır. Run PSpice tuşuna basarak devreyi simüle ediyoruz. Simülasyondan sonra yandaki pencere açılacaktır. Tüm adımları seçtikten sonra tamam tuşuna basılarak devrenin L parametresine göre analizini gerçekleştirmiş oluruz. Elde edilen simülasyon çıktısı aşağıdaki gibi olur:

6 A1 Yanda (i-l) grafiği görülmektedir. Rezonans durumunda devreden akan akım maksimumdur. Toggle cursor nokta seçme butonu kullanılarak grafiğin maksimum olduğu nokta kolayca belirlenebilir. Bu yolla elde edilen Probe Cursor kutucuğu yukarıdaki gibi olup resonans durumunda L nin değeri yaklaşık olarak μH dir. ÖDEV Anlatılan analiz tekniklerini kullanarak Φ (e-i) -L grafiğini elde ediniz.