In Wechselstromschaltungen interessiert man sich häufig nicht nur für das Zeitverhalten der Schaltung, also für den zeitlichen Verlauf der einzelnen Spannungen.
Interessanter ist es oft, wie sich die Schaltung für unterschiedliche Frequenzen verhält.
Um jetzt nicht manuell viele Einzelsimulationen durchführen zu müssen, bei denen man die gleiche Schaltung zig-Mal simuliert und jeweils nur die Frequenz der Spannungsquelle ändert, gibt es natürlich eine Möglichkeit in PSpice, das zu automatisieren.
Diese Analysemethode nennt sich AC Sweep.
AC Sweep mit PSpice
Während man also bei realen Messungen im Labor den Funktionsgenerator für jede Messung einzeln umstellen müsste und viele Messungen durchführen müsste, um das Frequenzverhalten einer Schaltung zu untersuchen.
Ja, es gibt auch Wobbelgeneratoren mit einer sogenannten Sweep-Funktion, mit denen man also auch den gewünschten Frequenzbereich „durchsweepen“ kann. Aber das kann dann das Budget für den Laborarbeitsplatz ein wenig belasten, wie man an nebenstehendem Modell erkennen kann.
Zur Simulation AC Sweep baut man die Schaltung zunächst einmal im Schaltplaneditor auf und vergewissert sich am besten einmal mit einer Transientenanalyse, dass man die Schaltung auch richtig aufgebaut hat.
Anschließend kann man dann schon das Simulationsprofil für die AC Sweep Analyse erstellen.
Hierzu geht man zunächst wie gewohnt auf den Menupunkt New Simulation Profile, erstellt ein Simulationsprofil und wählt als Simulationsart nun AC Sweep aus.
In den Einstellungsoptionen für die Analyseart AC Sweep kann man dann den Frequenzbereich einstellen, den man untersuchen möchte.
Nachdem man den Marker an die Stelle gesetzt hat startet man die Simulation.
Im Probe-Fenster erhält man anschließend das Potential an der Marker-Position für den gesamten Frequenzbereich angezeigt.
Das die X-Achse, also die Skalierung der Frequenz, jetzt noch linear skaliert ist, sind die Details im niedrigen Frequenzbereich schlecht zu erkennen.
Aus diesem Grund stellt man die Skalierung der X-Achse logarithmisch ein.
Der Phasengang
Neben dem Verlauf der Amplitude ist häufig interessant, wie sich die Phasenverschiebung zwischen Ausgangs- und Eingangssignal für die unterschiedlichen Frequenzen verhält.
Die Darstellung dieser Information nennt man Phasengang.
Mit wenigen Klicks kann man sich auch diese Information im Probefenster anzeigen lassen.
Wie gewohnt stellt FlowCAD auch die Dateien für diese Simulation zur Verfügung. Unter folgendem Link kann das Projekt heruntergeladen werden.
Video zum AC Sweep mit PSpice
