glava
     

Cilji vaje:

  • spoznati in uporabiti analizator karakteristik,
  • spoznati razliko med realnimi in idealnimi elementi. 

Analizator

  1. Zaženemo program in povečamo pogled na delovno površino in shranimo dokument pod imenom Vaja7a v mapo Vaje.
  2. Na delovno površino  postavimo analizator karakteristik (IV Analyzer), ki ga dobimo v orodjarni z instrumenti

    f  ali z izbiro Simulate / Instruments/

    f.
  3. Na mestu, kjer kliknemo na delovni površini dobimo simbol analizatorja karakteristik.

f

  1. Z dvoklikom na simbol analizatorja se odpre njegovo okno.

f

  1. Ko odpremo zgornje polje pod napisom Components vidimo družine elementov, katerim lahko opazujemo karakteristike.

f

Kot vidimo so to diode, PNP in NPN bipolarni tranzistorji ter PMOS in NMOS fet tranzistorji. Na začetku imamo v spodnjem desnem okviru prikazan simbol diode in priključitev na analizator.
f

  1. Ko izberemo ustrezno skupino na primer NPN bipolarni tranzistor, se v spodnjem desnem okviru prikaže njegov simbol in način priključitve.

f

Kadar opazujemo karakteristike elementa, ki se nahaja v nekem vezju, ga moramo izključiti iz vezja!

f

V okviru za območje toka (Current Range) lahko nastavljamo začetno (I) in končno vrednost (F) toka za prikaz karakteristike in izbiramo med linearnim (Lin) in logaritemskim (Log) merilom.

f

V okviru za območje napetosti (Voltage Range) lahko nastavljamo začetno (I) in končno vrednost (F) napetosti za prikaz karakteristike in izbiramo med linearnim (Lin) in logaritemskim (Log) merilom.
V spodnjem delu se nahaja še gumb (Reverse) f, s katerim črno podlago zaslona analizatorja spremenimo v belo. S klikom na gumb (Sim_Param) f pa odpremo podokno (Simulate Parameters).

f

V njem nastavljamo  začetne in končne vrednosti ter korak (Increment) spremembe napetosti in s tem posredno tudi toka za simulacijo karakteristik.

  1. Kadar na analizator ni priključen noben element in zaženemo simulacijo se na zaslonu analizatorja prikaže samo koordinatna mreža, marker in vertikalna črta na sredini.

f

f

  1. Na analizator karakteristik priključimo virtualno diodo, odpremo okno analizatorja in zaženemo simulacijo. Na zaslonu dobimo naslednjo sliko.

f

  1. Karakteristika diode je prikazana glede na privzeti vrednosti za minimalno in maksimalno napetost, merilo za napetost in tok pa se avtomatsko prilagodi. Ko z levo tipko miške primemo trikotnik markerja in marker pomikamo po karakteristiki, se v okvirčkih pod zaslonom prikažeta  vrednosti U in I v točki karakteristike, ki jo seka premica markerja.

    f 

    Marker lahko premikamo tudi s puščicama za pomik levo-desno. f f

V našem primeru karakteristika diode ni dobro prikazana, ker smo pustili privzete vrednosti parametrov za simulacijo. Napetost v prevodni smeri do 50V nima smisla, saj dobimo ogromno vrednost toka (53186 GA). Iz slike pa vidimo, da se dioda obnaša kot upornost (premica). Zato spremenimo parametre za simulacijo in sicer znižamo napetost v prevodni smeri na 1V.

f

Ugotovimo, da se tok v prevodni smeri močno zniža, vendar je še vedno relativno velik. Pri tako izbranem merilu zgleda karakteristika skoraj idealna in ne vidimo značilne ukrivljenosti karakteristike pri nizkih prevodnih napetostih. Zato merilo za prikaz v vodoravni smeri  nastavimo od 0V do 1V tako, da opazujemo samo prevodni del.

f

  1. Virtualno diodo zamenjamo z diodo 1N4001 in si ogledamo karakteristiko pri enakih nastavitvah kot smo jih imeli pri virtualni diodi.

Slika celotne karakteristike.

f

Slika samo prevodnega dela karakteristike.

f

Če zaporno napetost povečamo na -53,5V, da dobimo preboj diode v zaporni smeri, to vidimo v karakteristiki. Prikaz toka v zaporni smeri je v tem primeru napačnega predznaka.


f

Če namesto diode na sponki analizatorja priključimo upor z upornostjo  1Ω, dobimo prikaz I/U karakteristike upora to je premica. 

f
f

 

  1. Na analizator karakteristik priključimo bipolarni NPN tranzistor:

 

f

  1. Odpremo okno analizatorja in izberemo družino bipolarnih tranzistorjev:

 

f

Nato kliknemo na gumb za izbiro vrednosti parametrov (Sim_Param) f in dobimo podokno v katerem lahko spreminjamo napetost med kolektorjem in emitorjem , ter bazni tok.


f

Nastavljene vrednosti pustimo nespremenjene in zaženemo simulacijo. Na zaslonu analizatorja dobimo prikazano polje karakteristik.

f

S premikanjem markerja po karakteristikah lahko ugotovimo vrednosti napetosti med C in E, ter kolektorski tok. V izbranem položaju markerja je prikazana vrednost napetosti enaka za vse karakteristike, vrednost toka pa se nanaša na najnižjo karakteristiko. Za ostale karakteristike dobimo tok tako, da z miško kliknemo na tisto karakteristiko, za katero želimo podatek za tok. Približne vrednosti napetosti in toka lahko odčitamo tudi z zaslona, če postavimo začetne in končne vrednosti na okrogla števila.


f

Zgornja slika prikazuje primer polja karakteristik, kjer je koordinatno izhodišče v levem spodnjem vogalu in vsak razdelek v vodoravni smeri pomeni vrednost 0,1V, v vertikalni smeri pa 0,2A. V primeru, da nas zanima začetni del karakteristik in tega  močno povečamo dobimo lomljene krivulje karakteristik. To odpravimo tako, da v nastavitvi parametrov za simulacijo zmanjšamo vrednost koraka (Increment). Število korakov, to je število karakteristik pa je največ 10. Primer nastavitve zmanjšanega koraka za vodoravno smer in osmih karakteristik za vertikalno smer prikazuje slika.

f

Slika karakteristik za izbrani primer.

f

Kadar nam velikost slike na zaslonu analizatorja ne zadostuje, v menijski vrstici izbremo View in Grapher. Zaslon analizatorja se odpre v novem oknu, ki omogoča spreminjanje velikosti, nudi shranjevanje, tiskanje in prenos v druge programe.


f

Mreža tega okna je opremljena s številčnimi podatki. Trenutno izbrana karakteristika je označena s trikotniki.
Če kliknemo na gumb f vklopimo markerja in hkrati se odpre novo okno v katerem imamo zapisane podatke v obliki številčnih vrednosti:

f

  1. Za primerjavo virtualnih in realnih elementov si oglejmo še polje karakteristik tranzistorja 2N2222A:

f

Ugotovimo, da karakteristike realnega tranzistorja odstopajo od virtualnega  v tem, da so neenakomerno razmaknjene kljub enakomernim spremembam baznega toka.  Druga razlika je v tem, da kolektorski tok realnega tranzistorja narašča z naraščanjem kolektorsko emitorske napetosti pri konstantnem baznem toku (Earlyjev efekt). Spodnja slika prikazuje še okno Grapher View za tranzistor 2N2222A.


ff

 

Navodila
MultiSim - 01 - Osnove programa MultiSim
MultiSim - 02 - Analogno vezje
MultiSim - 03 - Digitalna TTL vezja
MultiSim - 04 - Uporaba instrumentov
MultiSim - 05 - Enostopenjski ojačevalnik - analize
MultiSim - 06 - Digitalni virtualni instrumenti
MultiSim - 07 - Analizator
MultiSim - 08 - Časovnik 555

Izhod

 

na vrh