Aufnahme einer Kennlinie mit PSpice DC Sweep

Eine sehr interessante Analysemethode in PSpice ist die Analyse DC Sweep.
Während bei der Bias Point Analyse ein Arbeitspunkt berechnet wird, können bei der Analysemethode DC Sweep mehrere Arbeitspunkte berechnet werden.
Hierzu lässt man einzelne Parameter automatisch zwischen vorher festgelegten Grenzwerten durchlaufen (sweepen).
Im einfachsten Fall lässt man für die Betriebsspannung zwischen einzelnen Werten durchlaufen und erhält so eine Aussage für das Verhalten der Schaltung bei verschiedenen Betriebsspannungen.

Aufnahme von Bauteilkennlinien

Eine sehr interessante Anwendung von DC Sweep ist die Möglichkeit, Kennlinien für einzelne Bauteile aufzunehmen.
Hierzu nimmt man beispielsweise die Stromstärke eines Bauteils für die unterschiedlichen Betriebsspannungen auf. Anschließend lässt man sich das Ergebnis nicht in Abhängigkeit der Betriebsspannung sondern in Abhängig der Spannung an diesem Bauteil anzeigen.
Auf diese Weise erhält man die Kennlinie dieses Bauteils.
Ein Beispiel.

Einrichten einer DC Sweep Analyse für eine Z-Diode

In dem Video dieses Artikels wird eine Reihenschaltung einer Z-Diode und einem Vorwiderstand aufgebaut.
Zur Aufnahme der Kennlinie baut man also wie für eine normale Gleichstromanalyse die Reihenschaltung auf.
Das Massesymbol nicht vergessen!
Mit einer Bias Point Analyse kann man, wenn man möchte, vorab eine Analyse für einen Arbeitspunkt machen.
Alternativ kann man aber auch direkt mit der Aufnahme der Kennlinie fortfahren.
Dazu erstellt man zunächst das Simulationsprofil DC Sweep.
Nach der Auswahl des Simulationsprofils DC Sweep hat man die Möglichkeit die Betriebsspannung variieren zu lassen. Hierzu gibt man den Namen der Spannungsquelle an.
Zudem muss man PSpice den Startpunkt (der Betriebsspannung), den Endpunkt und die Schrittweite für die Simulation mitteilen.
Nachdem Setzen des Markers kann die Schaltung simuliert werden. Das Ergebnis wird im Probe-Fenster angezeigt.

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Aufnahme der Kennlinie für eine Z-Diode

Bei einer Kennlinie für eine Z-Diode interessiert, welche Stromstärke durch die Z-Diode bei unterschiedlichen Spannungen an der Z-Diode fließt.
Hierzu lässt man sich im Probe-Fenster die Stromstärke durch die Z-Diode anzeigen (statt der Spannung an der Z-Diode).
Dies erreicht man zum einen dadurch, dass man über Add traces den entsprechenden Strom in die –Diode auswählt.
Alternativ kann man auch den Marker für Spannung aus dem Schaltplaneditor entfernen und stattdessen eine Marker für Stromstärker setzen und anschließend die Simulation erneut starten.
Das Ergebnis ist eine Anzeige der Stromstärke in Abhängigkeit von der Betriebsspannung.
Es fehlt nur noch ein letzter Schritt.
Da man den Strom nicht in Abhängigkeit der Betriebsspannung sehen möchte, sondern in Abhängigkeit der Spannung an der Z-Diode, muss noch der Parameter der X-Achse geändert werden.
Über Axis settings wählt man also die Spannung an der Z-Diode für die X-Achse aus und man erhält im Probefenster die gewünschte Darstellung der Kennlinie.
Die Schaltung zur Aufnahme der Kennlinie steht unter folgendem Link zum Download zur Verfügung.

Video zur Aufnahme der Kennlinie für die Z-Diode

Die beschriebene Vorgehensweise findest Du im folgenden Video noch einmal Schritt für Schritt aufgezeichnet.
Viel Spaß mit dem Video.