Simulationsprogramme wie PSPICE sind ideal dazu geeignet komplexere Vorgänge zu simulieren.
Besonders bei der Untersuchung des Frequenzverhaltens von Schaltungen spielt ein Simulationsprogramm seine Stärke aus.
Ein diskreter Aufbau der Schaltung, vor allem aber des Mess-Aufbaus, wäre in diesem Fall sehr aufwändig.
Bei der Untersuchung des Frequenzverhaltens kann man ja nicht einfach die Eingangsspannung einschalten und dann messen, wie sich der Ausgang verhält.
Man benötigt vielmehr ein kompliziertes Messprotokoll, denn die Schaltung soll ja mit unterschiedlichen Eingangsspannungen, nämlich Sinussignale unterschiedlicher Frequenz untersucht werden.
Man müsste also eine Sinusspannung aufschalten, anschließend die Amplitude des Ausgangssignals und die Phasenverschiebung zwischen Ausgangsspannung und Eingangsspannung messen und protokollieren.
Anschließend die Frequenz der Eingangsspannung erhöhen, wieder messen, protokollieren, usw.
Das hört sich sehr aufwändig an. Ist es auch 😉
AC Sweep in PSPICE
Im Programm PSPICE nutzt man dazu die Funktion AC-Sweep.
Nach der Konfiguration der Simulationsparameter durchläuft PSPICE also automatisch den gewünschten Frequenzbereich und Simuliert die Schaltung.
Anschließend werden die Dateien in ein sogenanntes Output-File geschrieben. Mit den Graphikfunktionen von PSPICE kann man sich die Daten dann anschließend anzeigen lassen.
Auf diese Weise erhält man beispielsweise die Amplitude des Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Frequenz, also den Amplitudengang.
Oder auch den Phasenwinkel des Ausgangssignales, also den Phasengang.
Untersuchung des RC-Tiefpasses
Im Video führe ich die Simulation einmal für den in den letzten Videos besprochenen RC-Tiefpass mit der Zeitkonstanten T = 1s durch.
Ich wähle dazu C=100µF und R = 10 kOhm, andere Kombinationen, die eine Zeitkonstante T = 1s ergeben, sind natürlich ebenfalls möglich.
Anschließend starte ich die Simulation und lasse mir Amplitudengang und Phasengang in den Probe-Fenstern anzeigen.
Das Ergebnis entspricht den in den vergangenen Artikeln berechneten Funktionen.
