Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.6: Наукові позначення в SPICE

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    101634

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Комп'ютерна програма моделювання схеми SPICE використовує наукові позначення для відображення вихідної інформації та може інтерпретувати як наукові позначення, так і метричні префікси в файлах опису схем. Якщо ви зможете успішно інтерпретувати аналізи SPICE у цій книзі, ви повинні мати можливість зрозуміти позначення, що використовуються для вираження змінних напруги, струму тощо у програмі.

    Почнемо з дуже простої схеми, що складається з одного джерела напруги (батарейки) і одного резистора:

    00079.png

    Щоб імітувати цю схему за допомогою SPICE, ми спочатку повинні позначити номери вузлів для всіх різних точок ланцюга, а потім перерахувати компоненти разом з їх відповідними номерами вузлів, щоб комп'ютер знав, який компонент підключений до якого, і як. Для схеми цієї простоти використання SPICE здається надмірним, але воно служить меті демонстрації практичного використання наукових позначень:

    00080.png

    Набравши файл опису схеми, або список мереж, для цієї схеми, отримаємо ось що:

    m.PNG

    Рядок «v1 1 0 dc 24» описує батарею, розташовану між вузлами 1 і 0, з постійною напругою 24 вольта. Рядок «r1 1 0 5» описує резистор 5 Ом, розміщений між вузлами 1 і 0.

    Використовуючи комп'ютер для запуску аналізу SPICE на цьому файлі опису схеми, ми отримуємо наступні результати:

    n.PNG

    SPICE говорить нам, що напруга «на» вузлі № 1 (насправді це означає напругу між вузлами 1 і 0, вузол 0 є точкою відліку за замовчуванням для всіх вимірювань напруги) дорівнює 24 вольтам. Струм через акумулятор «v1» відображається як -4.800E+00 ампер. Це метод SPICE позначення наукових позначень. Те, що насправді говорить, це «-4.800 х 10 0 ампер», або просто -4.800 ампер. Від'ємне значення для струму тут обумовлено примхою в SPICE і не вказує нічого істотного про саму ланцюзі. «Загальна розсіювання потужності» дається нам як 1,15E+02 Вт, що означає «1,15 х 10 2 Вт», або 115 Вт.

    Давайте змінимо наш приклад схеми так, щоб він мав резистор 5 кОм (5 кіло-Ом, або 5000 Ом) замість резистора 5 Ом і подивимося, що станеться.

    00081.png

    Ще раз наш файл опису схеми, або «netlist:»

    o.PNG

    Буква «k», наступна за цифрою 5 на лінії резистора, говорить SPICE, що це цифра 5 кОм, а не 5 Ом. Давайте подивимося, який результат ми отримаємо, коли запускаємо це через комп'ютер:

    p.PNG

    Напруга акумулятора, звичайно, не змінилася з моменту першого моделювання: вона все ще становить 24 вольта. Струм ланцюга, з іншого боку, на цей раз набагато менше, тому що ми зробили резистор більшим значенням, що ускладнює потік електронів. SPICE говорить нам, що струм на цей раз дорівнює -4.800E-03 ампер, або -4.800 х 10 -3 ампер. Це еквівалентно взяття числа -4.8 і пропуску десяткової крапки на три розряди ліворуч.

    Звичайно, якщо ми визнаємо, що 10 -3 - це те саме, що метричний префікс «milli», ми могли б записати цифру як -4.8 міліампер, або -4.8 мА.

    Дивлячись на «загальне розсіювання потужності», дане нам SPICE на цьому другому моделюванні, ми бачимо, що це 1,15E-01 Вт, або 1,15 х 10 -1 Вт. Потужність -1 відповідає метричному префіксу «деці», але, як правило, ми обмежуємо використання метричних префіксів в електроніці тими, які пов'язані зі ступенями десяти, кратними трьом (десять до ступеня. -12, -9, -6, -3, 3, 6, 9, 12 і т.д.). Отже, якщо ми хочемо дотримуватися цієї конвенції, ми повинні висловити цю цифру розсіювання потужності як 0,115 Вт або 115 міліват (115 мВт), а не 1,15 дециват (1,15 дВ).

    Мабуть, найпростіший спосіб перетворити цифру з наукових позначень в загальні метричні префікси - це науковий калькулятор, встановлений в режимі відображення «інженерний» або «метричний». Просто встановіть калькулятор для цього режиму відображення, введіть будь-яку цифру наукового позначення в ньому за допомогою відповідних натискань клавіш (див. Керівництво вашого власника), натисніть клавішу «дорівнює» або «enter», і вона повинна відображати ту саму цифру в інженерних/метричних позначеннях.

    Знову ж таки, я буду використовувати SPICE як метод демонстрації концепцій схеми по всій цій книзі. Отже, у ваших інтересах зрозуміти наукові позначення, щоб ви могли легко зрозуміти формат вихідних даних.