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45. Erweiterte Arbeitspunktanalyse

Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode dient als Beispiel
Arbeitspunkt-Detail-Analyse (Bias-Point-Detail-Analyse)
Empfindlichkeitsanalyse (DC-Sensitivity-Analyse)
Kleinsignal-Übertragungsfunktion (Transfer-Function-Analyse)

Mit Hilfe der Arbeitspunktanalyse konnten Sie sich die Gleichströme, Gleichspannungen und die Leistungen im Arbeitspunkt anzeigen lassen. Diese Ergebnisse konnten Sie sich sowohl in der Output-Datei (Out-Datei) als auch direkt in der Schaltung anzeigen lassen. Daneben lassen sich aber im Zusammenhang mit der Arbeitspunktanalyse noch weitere Angaben berechnen und in der Output-Datei anzeigen.

Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode dient als Beispiel

Die nachfolgende Spannungsstabilisierung, welche wir einer Arbeitspunktanalyse unterziehen, soll als Beispiel dienen:


Spannungsstabilisierung mit einer Z-Diode und eingeblendeten Strom-, Spannungs- und Leistungswerten (bias bzw. bias.zip)

Wenn Sie im Simulationsprofil "Bias Point" (Arbeitspunkt) unter "Output File Options" weitere Optionnen abgehakt haben, können Sie sich zusätzliche Informationen in der Output-Datei anzeigen lassen:


Unter "Output File Options" können Sie abhaken, was Sie zusätzlich in der Output-Datei angezeigt haben wollen.

Die Output-Datei (OUT-Datei) rufen Sie wie üblich im Probefenster mit diesem Knopf Aufrufen der OUT-Datei auf, welcher sich in der linken Werkzeugleiste befindet. Es gibt die nachfolgend vorgestellten drei zusätzlichen Analyse-Arten, um die Sie auf diese Weise die Arbeitspunktanalyse erweitern können:

Arbeitspunkt-Detail-Analyse (Bias-Point-Detail-Analyse)

Wenn Sie diese Analysart abhaken, werden Ihnen in der Output-Datei auch die Kleinsignalparameter der Halbleiter und der nichtlinearen gesteuerten Quellen angezeigt.


So lassen Sie sich die Kleinsignalparamter der Halbleiter und nichtlinearen gesteurten Quellen anzeigen.

In der Output-Datei finden Sie dann zusätzlich den folgenden Eintrag:


Die Kleinsignalparameter der Z-Diode im Arbeitspunkt, welche in der OUT-Datei angezeigt sind: ID: Diodenstrom, VD: Spannung an der Diode,  REQ: Differentieller Widerstand der Diode, CAP: Sperrschichtkapazität.

Empfindlichkeitsanalyse (DC-Sensitivity-Analyse)

Mit dieser Analyseart können Sie sich berechnen lassen, wie sich die Änderungen der einzelnen Bauteilewerte bzw. Schaltungsparameter auf die Ausgangspannung auswirken. Zum Beispiel können Sie damit die zulässigen Bauteiletoleranzen bestimmen. Allerdings funktioniert die Empfindlichkeitsanalyse nur bei Widerständen, Dioden, bipolaren Transistoren, spannungs- und stromgesteuerten Schaltern sowie unabhängigen Strom- und Spannungsquellen.


So lassen Sie sich die Empfindlichkeiten bezogen auf die Spannung V(aus) anzeigen. Weitere Spannungen tragen Sie durch Leerzeichen getrennt ein, wie dies mit V(ein) geschehen ist. Es macht allerdings keinen Sinn sich die Empfindlichkeiten bezogen auf V(ein) anzeigen zu lassen. V(ein) wird ja nicht durch die Spannung beeinflusst.

Folgenden zusätzlichen Eintrag finden Sie dann in der Output-Datei:


Anzeige der Empfindlichkeiten in der Output-Datei bezogen auf V(aus):  Eine Erhöhung von R1 um 1% führt zum Beispiel zu einer Spannungerhöhung von -6,784E-04 Volt am Knoten "aus". Weiter unten sind einige Parameter des Diodenmodells aufgeführt. RS ist zum Beispiel der Bahnwiderstand der Diode.

Kleinsignal-Übertragungsfunktion (Transfer-Function-Analyse)

Mit dieser Analyse können Sie sich die Gleichstrom-Verstärkung, den Eingangs- und Ausgangswiderstand anzeigen lassen, wozu die Schaltung im Arbeitspunkt linearisiert wird.


V1 ist die Eingangsquelle, V(aus) ist die Ausgangspannung. Sie untersuchen in diesem Beispiel also die Auswirkungen auf V(aus), wenn sich die Spannung an der Quelle V1 ändert.

Wenn Sie unter "To Output variable:" eine Spannungsdifferenz untersuchen wollen, dann müssten Sie zum Beispiel V(R1:1, R2:1) eingeben. Damit hätten Sie die Spannungsdiffernz zwischen Pin 1 des Widerstands R1 und dem Pin 1 des Widerstands R2 bestimmt.


Angaben in der Output-Datei von oben nach unten: Spannungsverstärkung, Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand.

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