Lezione PSpice 3 2009 - unina.it · 2010-12-07 · Lezione PSpice n.3 v(t) i(t) A B RAB i (t) v (t)...

Lezione 3Lezione 3Cosa impareremo ….Cosa impareremo ….

1.1. Teoremi di Teoremi di TheveninThevenin e Nortone Norton

Anno Accademico 2009-2010 Lezione PSpice n.3

2.2. Uso della Transfer Uso della Transfer FunctionFunction

11

Teorema di Thevenin“Una rete lineare, costituita da componenti attivi e passivi,accessibile da due morsetti A e B, è equivalente a un bipolocostituito da un generatore di tensione che eroga la tensionea vuoto tra i morsetti AB, in serie con un resistore la cuiresistenza RAB è la resistenza equivalente della rete valutataai morsetti AB quando si sono spenti tutti i generatori.”

i (t)

Anno Accademico 2009-2010 Lezione PSpice n.3

v(t)

i(t) A

B

RAB

i (t)

v (t)v (t)AB

0

+

A

B

22

“Una rete lineare, costituita da componenti attivi e passivi,accessibile da due morsetti A e B, è equivalente a un bipolocostituito da un generatore di corrente che eroga la corrente dicortocircuito tra i morsetti AB , in parallelo con un resistore lacui resistenza RAB è la resistenza equivalente della rete valutataai morsetti AB quando si sono spenti tutti i generatori.”

i(t) A A

Teorema di Norton

Anno Accademico 2009Anno Accademico 2009--2010 Lezione 2010 Lezione PSpice n.3PSpice n.3

v(t)

i(t) A

B

RAB

i (t)

v (t)i (t)ccAB

A

B

33

La caratteristica del bipolo equivalente di Thevenin (Norton) èuna retta nel piano (i,v) passante per i punti (0,V0) e (icc,0)

v

v

0

Teorema di Thevenin e Norton

ABeqAB iRvv −= 0

v


i

v

i cc

0

44

eq

ABCCAB R

vii −=

eqCC

Ri

v =0

Esercizio 3.1

1. Tracciare la caratteristica (vAB,iAB) ai morsetti AB

2. Ricavare tensione a vuoto, corrente di cortocircuito

3. Calcolare Req


55

Per tracciare la caratteristica (v,i), possiamopilotare il bipolo in corrente


Facciamo un’analisi DCSWEEP, facendo variare lacorrente del generatore

66

Dalla caratteristica (VAB,IAB) in Probe, utilizzando icursori, ricaviamo i punti (0,V0) e (Icc,0)

200V

400V

600V

800V


V0=200 V Icc=4.08 A Req=V0/Icc=49 ohm

I_I5

-10A -8A -6A -4A -2A 0A 2A 4A 6A 8A 10AV(I5:+,I5:-)

-400V

-200V

0V

77

Calcolo della tensione a vuotoEsistono metodi alternativi per valutare la V0

• Si lasciano a vuoto i morsetti ab e si determina la tensione tra i morsetti tramite Bias Point Detail

• Attenzione! Tra i morsetti ab deve essere presente un bipolo, altrimenti si incorre in errore perché in Pspice


bipolo, altrimenti si incorre in errore perché in Pspicetutti i componenti devono essere connessi.

• Si inserisce, allora, tra ab un resistore di resistenza sufficientemente elevata oppure un generatore di corrente che eroghi corrente nulla e si valuta la tensione sul bipolo

88


99

Calcolo della corrente di c.to c.to

Esistono metodi alternativi per il calcolo di Icc

• Si pongono in corto circuito i morsetti ab oppure siinserisce un resistore di resistenza estremamentepiccola e si determina la corrente tra i morsettitramite Bias Point Detail


tramite Bias Point Detail

• Si inserisce tra i morsetti ab un generatore ditensione Vdc ai cui capi la tensione è nulla e si valutala corrente nel bipolo

1010


1111

Calcolo della resistenza equivalente Req

Esistono metodi alternativi per il calcolo di Req

1. Se il bipolo è controllabile in corrente: spegnere igeneratori interni, inserire un generatore di correnteJ da 1A tra i morsetti AB e determinare tramite laBias Point Detail la tensione V sul generatore:Req=V/J


Req=V/J

2. Se il bipolo è controllabile in tensione: spegnere igeneratori interni, inserire un generatore di tensioneV da 1V tra i morsetti AB e determinare tramite laBias Point Detail la corrente nel I generatore:Req=V/I

1212

3. Nota la tensione a vuoto, inserire un resistorevariabile Rvar ai morsetti ab. Determinare il valoredi resistenza R in corrispondenza del quale latensione è pari alla metà della tensione a vuoto. Inquel caso, R= Req

4. Nota la corrente di cortocircuito, inserire unresistore variabile tra ab e determinare il valore di


resistore variabile tra ab e determinare il valore diresistenza in corrispondenza del quale l’intensità dicorrente è pari alla metà della corrente dicortocircuito

5. Usare la Transfer Function

1313

Esercizio 3.2Nella rete di figura calcolare:1. L’intensità di corrente nel resistore R42. Verificare il risultato con il gen. equivalente di Thevenin

ai morsetti A-B3. Ripetere l’esercizio con il gen. equivalente di Norton


1414

Con l’analisi in continua si ricava i4=6.267 A

Valutiamo ora i parametri del circuito equivalente di Thevenin


Inserendo un generatore dicorrente nulla ai morsetti AB,ricaviamo la tensione a vuoto

V0AB=156.67 V

Inserendo un generatore dicorrente da 1 A e spegnendo igeneratori interni, ricaviamo Req

Req=5.00 Ω

1515

Con il circuito equivalente di Thevenin possiamo verificare il risultato prima ottenuto: i4=6.267 A


1616

Uso della Transfer Uso della Transfer FunctionFunction

Ricavare il circuito equivalente di Thevenin ai morsetti AB, utilizzando la Transfer Function

Esercizio 3.3


1717

1. Assegnare la Label (A,B) (etichetta) ai nodi di interesse facendo doppio-clic col mouse sui fili di collegamento

2. Selezionare Transfer Function dal menu setup

3. Selezionare come Output Variable la tensione V(A,B) tra i fili di interesse


tra i fili di interesse

4. Scegliere come Input Source la tensione V1 del generatore

1818

5. Simulare il circuito (F11)

6. Analizzare il file di output

**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS

V(A,B)/V_V1 = 6.044E-01

INPUT RESISTANCE AT V_V1 = 9.100E+00


OUTPUT RESISTANCE AT V(A,B) = 3.176E+00

Nel file .out è riportato il valore della OUTPUTRESISTANCE ai morsetti A,B.

Questa rappresenta la resistenza equivalente RAB di Thevenin (o Norton) ai morsetti A,B

RAB=3.17 ohm

1919

Nel file di output è riportato anche il valore delrapporto tra la tensione in uscita selezionata V(A,B) ela tensione di ingresso V1 quando tutti gli altrigeneratori sono spenti.


V(A,B)/V_V1 = 6.044E-01

( ) OUTPUTVBAV =,


Poiché nella rete è presente un unico generatore, daquesto rapporto si può ricavare la tensione a vuoto

( )INPUT

OUTPUT

V

V

VV

BAV =1_

,

( ) VVVBAV 22.3050*6044.0_*6044.0, 1 ===

2020

Nel caso di circuito di Thevenin si può inserireanche un generatore di corrente nulla e usarecome variabile di output la tensione su questogeneratore.

Nel caso del circuito di Norton, si può utilizzareun generatore di tensione nulla e usare comevariabile di output la corrente in questogeneratore.


generatore.

Attenzione!! Se sono presenti più generatorinella rete, per utilizzare correttamente i risultatidella Transfer Function è necessario applicareil principio d sovrapposizione degli effetti

2121

Ricavare il circuito equivalente di Norton ai morsetti AB

Esercizio 3.4


2222

Inseriamo un generatore di tensione nulla ai morsetti a,b

Con un’analisi in continua ricaviamo IccCon la Transfer Function scegliamo come variabile dioutput la corrente in V3 e come variabile di input latensione V1


2323

Icc



I(V_V3)/V_V1 = 2.000E-01


OUTPUT RESISTANCE AT I(V_V3) = 3.519E+00

Rab

2424


I(V_V3)/V_V1 = 2.000E-01



Poiché nella rete sono presenti più generatori, dalla

ATTENZIONE !!


Poiché nella rete sono presenti più generatori, dallasimulazione con la TRANSFER FUNCTION non ricaviamodirettamente la corrente di c.to c.to ma solo il contributoa tale corrente dato dal solo generatore di input V1

( ) AVVVVI 1050*2.0_*2.03_' 1 ===

2525

Occorre una nuova simulazione per ottenere anche ilcontributo del generatore V2.


I(V_V3)/V_V2 = 2.526E-01




( ) AVVVVI 21,2080* 2526.0_* 2526.03_'' 2 ===

Sommando i due contributi: AIIICC 21,3021,2010''' =+=+=2626

Lezione PSpice 3 2009 - unina.it · 2010-12-07 · Lezione PSpice n.3 v(t) i(t) A B RAB i (t) v (t)...

Documents

Transcript of Lezione PSpice 3 2009 - unina.it · 2010-12-07 · Lezione PSpice n.3 v(t) i(t) A B RAB i (t) v (t)...