Configuración de un análisis de barrido de CC en Multisim

Multisim presenta un conjunto completo de análisis SPICE para examinar el comportamiento del circuito. Estos análisis van desde los básicos hasta los sofisticados. Cada análisis le ayuda a obtener información valiosa, como los efectos de las tolerancias y sensibilidades de los componentes. Para cada análisis, debe establecer una configuración que informe a Multisim exactamente qué analizar y cómo.

Multisim simplifica el procedimiento para un análisis avanzado al proporcionar una ventana de configuración. Esto abstrae las complejidades asociadas con la sintaxis SPICE y la configuración de un análisis. Con esta ventana solo necesita especificar los valores de los parámetros y los nodos de salida de interés.

Este tutorial es parte de la Serie de Fundamentos del Análisis SPICE de National Instruments (en inglés). Cada tutorial de esta serie le proporciona instrucciones paso a paso sobre cómo configurar y ejecutar los diferentes análisis SPICE disponibles en Multisim, una potente simulación y análisis mientras abstrae la complejidad de la sintaxis SPICE.

1. Introducción

El análisis de barrido de CC se utiliza para calcular el punto de polarización de un circuito en un rango de valores. Este procedimiento le permite simular un circuito muchas veces, barriendo los valores de CC dentro de un rango predeterminado. Puede controlar los valores de origen eligiendo los valores de inicio y finalización y el incremento para el rango de CC. El punto de polarización del circuito se calcula para cada valor del barrido.

Multisim realiza un análisis de barrido de CC mediante el siguiente proceso:

1. El punto de funcionamiento de CC se calcula utilizando un valor de inicio especificado.
2. El valor de la fuente se incrementa y se calcula otro punto de funcionamiento de CC.
3. El valor de incremento se agrega nuevamente y el proceso continúa hasta que se alcanza el valor de parada.
4. El resultado se muestra en la vista de gráfico .

Suposiciones: Los condensadores se tratan como circuitos abiertos, los inductores como cortocircuitos. Solo se utilizan valores de CC para fuentes de tensión y corriente.

2. Ejecución del análisis de barrido de CC

En esta sección, utilizará dos circuitos de ejemplo para aprender a configurar el análisis de barrido de CC .

Ejemplo 1:

1. Archivo de circuito abierto zener.ms11 ubicado en la sección Downloads (Descargas). Este es un circuito regulador Zener simple donde el diodo mantiene una salida casi constante a pesar de que cambia la corriente a través de él.

En este caso, el componente 1N4462 tiene un voltaje Zener (V _Z ) de 7.5 V y una tolerancia del 5%. Los voltajes de entrada mínimo y máximo que pueden ser regulados por el diodo Zener son 7,41 V y 26,41 V respectivamente. Utilizará el análisis de barrido de CC para estudiar el comportamiento del circuito del regulador cuando el voltaje de entrada varía de 0 V a 40 V.

Figura 1. Regulador Zener.

2. Seleccione Simulate»Analyses»DC Sweep . Se abre la ventana DC Sweep Analysis (Análisis de barrido de CC). La Tabla 1 describe la pestaña Analysis Parameters (Parámetros de análisis) en detalle.

Tabla 1. Parámetros utilizados en el análisis de barrido de CC.

Parámetro	Sentido
Source	Enumera todas las fuentes independientes (voltaje o corriente) en el circuito.
Start Value	Valor inicial del barrido.
Stop Value	Valor final del barrido.
Increment	Valor por el cual aumentará cada barrido.
Change Filter	Filtra las variables mostradas para incluir nodos internos (como nodos dentro de un modelo BJT o dentro de un subcircuito SPICE), pines abiertos, así como variables de salida de cualquier submódulo contenido en el circuito.

Nota: En SPICe (en inglés), el comando que realiza un análisis de barrido de CC tiene la siguiente forma:

.DC <SOURCE_NAME> <START_VALUE> <STOP_VALUE> <INCREMENT>

Básicamente, estos son los mismos parámetros que se definieron en la Tabla 1, pero en Multisim no tiene que preocuparse por la sintaxis SPICE.

3. Configure los Analysis Parameters (Parámetros de análisis) como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Parámetros de análisis para el análisis de barrido de CC.

Como puedes ver, V1 variará de 0 a 40 V con incrementos de 1 V. Tenga en cuenta que puede agregar una segunda fuente al análisis habilitando la opción Use source 2 (Usar fuente 2) . Esto es útil para realizar un barrido anidado (consulte el Ejemplo 2).

4. Seleccione la pestaña  Output .
5. Seleccione la lista Variables in circuit, seleccione All variables de la lista desplegable y luego resalte V(out) de la lista.
6. Haga clic en el botón Add para mover la variable al lado derecho en Selected variables for analysis, como se muestra a continuación.

Figura 3. Variable de salida para el análisis de barrido de CC.

7. Haga clic en Simulate . Se abre la ventana Grapher View . El resultado se muestra en la Figura 4.

Figura 4 . Resultados del análisis de barrido de CC.

Desde Grapher View (vista de gráfico), puede observar que el voltaje de salida se estabiliza en alrededor de 7.5 V, que es el voltaje Zener nominal para el 1N4462. Utilice los cursores para calcular los voltajes mínimo y máximo que este componente puede regular.

Ejemplo 2:

1. Abra el archivo mosfet_curve.ms11 (de Downloads). Este es un circuito simple en el que utilizará el DC Sweep Analysis (análisis de barrido de CC) para obtener las curvas características del MOSFET.

V1 y V2 (de la Figura 5) deben ser barridos para obtener las curvas características. Tenga en cuenta que para convertir el flujo de corriente a través del drenaje en un voltaje (para mostrarlo en  Grapher View), se ha agregado al circuito una fuente de voltaje controlada por corriente ( V3 ).

Figura 5 . Circuito MOSFET.

2. Seleccione Simulate»Analyses»DC Sweep. Se abre la ventana DC Sweep Analysis.
3. Configure los Analysis Parameters como se muestra en la siguiente figura:

Figura 6. Parámetros de análisis para el barrido de CC anidado.

Tenga en cuenta que se ha agregado una segunda variable de barrido ( V2 ) para que el análisis pueda realizar un barrido anidado. El primer barrido ( V1 ) se realizará para cada valor del segundo barrido. El número de curvas de salida será igual al número de puntos de la segunda fuente.

En este ejemplo, V2 se establecerá en 0 V (el valor de inicio ) y luego V1 se barrerá de 0 V a 10 V; esto generará la primera curva. En el siguiente lazo, V2 se configurará en 1 V y V1 volverá a barrer de 0 V a 10 V generando la segunda curva. Este proceso continuará hasta que se alcance el valor de parada para V2 .

4. Seleccione la pestaña Output y asegúrese de que V (vout) aparezca en Selected variables for analysis.
5. Haga clic en Simulate. Los resultados se mostrarán en Grapher View.

Figura 7. Resultados del análisis de barrido de CC.

En Multisim, también puede generar curvas de corriente-voltaje utilizando el instrumento IV Analyzer .