Блеск и нищета симуляторов

[electroget]

Специально установил симулятор, для того чтоб показать различие результатов моделирования с реальными схемами.

Часть 1.
Цель:
Задание постоянного смещения транзистора 2N3904.
Постоянное смещение на базе должно быть установлено таким образом, чтоб на коллекторе было примерно половина напряжения питания.

Моделирование в симуляторе:



Макетирование реальной схемы:



Результаты. В компьютерной модели, для получения необходимого смещения, в верхнем плече делителя требуется резистор номиналом 220 кОм.
В реальной схеме, для получения необходимого смещения, в верхнем плече делителя требуется резистор номиналом 130 кОм.

Часть 2.
Цель:
Анализ работы сигнального усилителя по схеме с ОЭ на транзисторе 2N3904.
Параметры: Синусоидальный сигнал амплитудой 30mV, частота - 2MHz.

Моделирование в симуляторе:



Если верить симулятору, то транзистор обеспечивает усиление сигнала более чем в 250 раз.

Макетирование реальной схемы:



Жёлтый щуп - входной сигнал.
Синий щуп - выходной сигнал.
Режим измерения выходного сигнала - с закрытым входом.



Результат. В реальной схеме, усиление сигнала меньше 5.

[12943]

Ну а я буду тут демонстрировать блеск и нищету твоего ума.
Для начала шматочек даташита, из которого видно, что коэффициент передачи для разных экземпляров может быть от 100 до 300, а напряжение база-эмиттер может отличаться на 30%.

Добавлено after 24 minutes 17 seconds:
Продолжение.
Для разных экземпляров резистор должен быть:
с максимальным Uб-э и минимальным hFE - 83 К;
с максимальным Uб-э и максимальным hFE - 120 К;
с минимальным Uб-э и минимальным hFE - 100 K;
с минимальным Uб-э и максимальным hFE - 159 K.

[>TEHb<]

На мой взгляд, стоит всё-таки рассматривать качественное поведение схем, а не количественное. Например, некоторые автогенераторы в симуляторах ну совсем не хотят жужжать, а на столе работают как миленькие.

[electroget]

[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4182224#p4182224"]стоит всё-таки рассматривать качественное поведение схем, а не количественное[/uquote]

Мне от симуляторов вообще ничего не нужно, я хочу только показать (на самом простом примере) некоторые различия с реальными схемами, чтоб не было особых иллюзий насчет возможностей симуляторов.
Завтра, если ничего не помешает, покажу работу транзистора на частоте - в симуляторе и в реальной схеме.

[tonyk]

А про термостабилизацию рабочей точки слыхал? В любом учебнике по электронике расписано, как нужно задавать рабочую точку, чтобы её положение не менялось при разбросе бэты и температуры. В этом случае теория и практика дают одинаковые результаты. Симуляторы полезны людям, которые понимают физику моделируемых процессов и математику, лежащую в основе работы симуляторов. Иди, учись и не сношай людям мозг своими глупостями.

P. S. Следующий вопрос у таких как ты будет "а почему в симуляторе не работает мультивибратор?"

[12943]

[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4182224#p4182224"]Например, некоторые автогенераторы в симуляторах ну совсем не хотят жужжать, а на столе работают как миленькие.[/uquote]
Так надо разобраться, что ты натворил в симуляторе и чем оно отличается от того, что на столе.

О генераторах на логических элементах.
Поскольку единственное назначение логических микросхем, это осуществлять логические операции, постольку основная часть симуляторных моделей может выполнять ТОЛЬКО логические операции.
Такая модель включает в себя только математическую формулу, не принимая во внимание устройство реального изделия.

Т.к. логические микросхемы стали использовать не по назначению - в генераторах и прочих аналоговых схемах, понадобились и созданы модели соответствующие электрической схеме реального логического элемента: транзисторы там всякие, резисторы и прочая чешуя. Вот на этих моделях и работает всё, как на столе.

О мультивибраторах на транзисторах.
Симметричный мультивибратор в железе запускается только потому, что он немножко несимметричный.
Если в модели сделать небольшую асимметрию, она точно так же запустится.

[>TEHb<]

"а почему в симуляторе не работает мультивибратор?"

А вот это очень правильный вопрос, на самом деле. Ответив самому себе на вопрос ПОЧЕМУ схема не симулируется и КАК она должна себя вести, человек уже может вполне успешно пользоваться симуляторами. Понимать какие паразитные параметры указать, а про какие можно и забыть, какие условия применимости того или иного метода и всё такое. Парадокс в том, что на таком уровне понимания у человека часто появляется другой вопрос: а ЗАЧЕМ тогда симулятор, если для проверки результатов его работы человек и так понимает как и что работает. Работает тот симулятор, что в голове. И вот если на этом этапе есть понимание зачем нужен симулятор, то как раз тут мозайка-то и собирается. Как раз тут работа и закипела.

Добавлено after 1 minute 43 seconds:

Так надо разобраться, что ты натворил в симуляторе и чем оно отличается от того, что на столе.

Да, примерно про это и строчил сидел.

[12943]

[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4182267#p4182267"]Парадокс в том, что на таком уровне понимания у человека часто появляется другой вопрос: а ЗАЧЕМ тогда симулятор, если для проверки результатов его работы человек и так понимает как и что работает.[/uquote]
Значит этот человек на самом деле ничего не понимает.
Возьми высоковольтный источник питания - ты даже глянуть на осцил не успеешь, как уже пришел Иоганн Себастьян.
Или усилитель мощности с ООС - будится и хрен ты его победишь.
А с симулятора всё встаёт на плату и работает.

[>TEHb<]

А с симулятора всё встаёт на плату и работает.

Если бы всё было так просто, если бы...

Возьми высоковольтный источник питания - ты даже глянуть на осцил не успеешь, как уже пришел Иоганн Себастьян.

Регулярно берём, тыкаем, смотрим. Ну и БАХает иногда, конечно. Куда ж без этого.

Добавлено after 2 minutes 29 seconds:
Наверно, надо было сказать, что я таки пользую симулятор иной раз. У меня есть некоторые задачи, которые он решает вполне успешно. Но осциллографу всё-таки верю сильнее.

[12943]

Дык осваивайте симуль. Тщательнее осваивайте. Он всё может, только скажи ему, что тебе надо.

[>TEHb<]

Не вижу особого смысла. За то время пока реализую там нормальную модель какого-нибудь контроллера уже успею собрать устройство и отладить. В основной массе у меня не те задачи, которые эффективно решаются симуляторами. Но, повторюсь, есть те, которые решаются. И пользуюсь этим.

[electroget]

[uquote=">TEHb<",url="/forum/viewtopic.php?p=4182279#p4182279"]У меня есть некоторые задачи, которые он решает вполне успешно.[/uquote]

Некоторые задачи которые очень успешно решают симуляторы, это логика. Но от схемной логики в чистом виде давно ушли, а для ПЛИС там вообще свои средства разработки и моделирования. Вы не подумайте, что я против симуляторов, я вообще только за. Просто желательно понимать границы возможного и достоверность моделирования. Особенно аналоговых и силовых вещей. Завтра, если получится, покажу частотные измерения.

[>TEHb<]

electroget, не, у меня в основном построение семейства каких-нибудь кривых. Добиваюсь работы схемы в симуляторе как в реальности и варьирую там какой-нибудь параметр, что б не перепаивать и не перемерять каждый раз. С логическими элементами почти не работаю.

[sstvov]

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4182152#p4182152"]Результаты. В компьютерной модели, для получения необходимого смещения, в верхнем плече делителя требуется резистор номиналом 220 кОм.
В реальной схеме, для получения необходимого смещения, в верхнем плече делителя требуется резистор номиналом 130 кОм.[/uquote] А теперь возьмите другой транзистор и убедитесь что ваши измерения ни о чем не говорят! При каждом другом транзисторе вам снова придётся подбирать сопротивление.
Хотя... не, вру. Измерения должны навести на мысль о том что схема неудачная для поставленной задачи.

[Martian]

как-то показывал работу транзисторного ключа юному радиолюбителю, так протеус отказался зажигать светодиодик. С тех пор использую Micro-Cap, который к тому же и бесплатный.

[mickbell]

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4182230#p4182230"]Мне от симуляторов вообще ничего не нужно, я хочу только показать (на самом простом примере) некоторые различия с реальными схемами, чтоб не было особых иллюзий насчет возможностей симуляторов.[/uquote]Соберите десяток одинаковых макетов, обмерьте их и сравните результаты измерений, чтоб не было особых иллюзий насчёт возможностей транзисторов.

Добавлено after 2 minutes 24 seconds:
[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4182359#p4182359"]использую Micro-Cap, который к тому же и бесплатный.[/uquote]LT Spice, кстати, тоже. Но что-то привык я к Микрокапу. Он меня не подводит. Вообще-то я не люблю моделировать схемы в симуляторах, но иногда по работе приходится.

[electroget]

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4182369#p4182369"]Соберите десяток одинаковых макетов, обмерьте их и сравните результаты измерений, чтоб не было особых иллюзий насчёт возможностей транзисторов.[/uquote]

Десяток не получится. У меня всего 3 транзистора 2N3904 и они почти идентичные по все параметрам. Я промерял их в мультитестере, у них даже статические коэффициенты усиления почти одинаковые: 251, 253 и 256. Но я конечно же буду проверять все 3 транзистора при частотных измерениях, на макете это совсем не сложно сделать.

[mickbell]

Эти, вероятно, из одной партии. Надо бы разные.

[electroget]

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4182387#p4182387"]Надо бы разные.[/uquote]

Разных у меня нет. Я когда-то покупал 20 штук в одном месте, это все что остались. Завтра проведу тестирование в рабочей схеме и выложу результат.

[sstvov]

В реальной схеме, для получения необходимого смещения, в верхнем плече делителя требуется резистор номиналом 130 кОм.

В LTspice XVII так и получилось, поставил 130к в вернее плечо и напряжение на коллекторе 6,63... Даже удивляюсь. LTspice для аналоговых схем кстати лучше протэуса подходит.
Усиление на частоте 2мГц около 45 дБ эта схема показывает в LTspice XVII. С реальным сигналом в 30мВ на входе она не справится, напряжения питания не хватит.