In questo articolo, dopo aver presentato nei precedenti articoli come installare KiCad e come simulare un circuito RC come filtro passa basso, procediamo con la creazione di un semplice circuito con un diodo ed una resistenza alimentato da un generatore sinusoidale.
Per prima cosa si deve aprire il programma principale di KiCad e creare un nuovo progetto.
Chiamiamo questo nuovo progetto Esempio02. La creazione del nuovo progetto crea automaticamente tre file all'interno della cartella Esempio02.
- Esempio02.pro che è il file di progetto.
- Esempio02.sch che conterrà il circuito RC, ossia lo schematico
- Esempio02.kicad_pcb dove si potrebbe creare il circuito stampato Printed Circuit Board e che non useremo.
Come prima cosa si impostano le proprietà della pagina, aprendo il file dello schematico, con il menu File > Impostazioni pagine. Si puo' scegliere così la dimensione A3 o A4 della pagina, l'orientamento, il titolo, la data ed altre informazioni e vedere un anteprima dell'impaginazione. Il titolo e la data e la revisioni appariranno nel riquadro in basso a destra.
Il circuito appena disegnato è un circuito con una resistenza da 100 Ω , un diodo 1N4148 che verrà utilizzato per rettificare un segnale alternato sinusoidale, cambiando il valore medio del segnale di uscita.
La teoria dei circuiti alimentati in "alternata" con un generatore ideale di tensione sinusoidale a valore medio nullo, valore massimo 1V e frequenza 50Hz ci dice che il diodo conduce solo per "mezza semionda".
Per poterlo simulare è necessario impostare le proprietà del generatore di tensione.
Prima di simularlo è necessario dire al simulatore che il modello del diodo si chiama 1N4148 con
.model 1N4148 D
e se necessario scaricare da Internet la libreria del modello spice del dispositivo.
Io l'ho scaricata dal sito di digikey e messa nella stessa cartella del progetto.
Il sito è https://github.com/Digi-Key/digikey-kicad-library/tree/master/digikey-symbols
e il file si chiama: https://github.com/Digi-Key/digikey-kicad-library/blob/master/digikey-symbols/dk_Diodes-Rectifiers-Single.lib
Nel menu Strumenti / Simulatore si avvia la simulazione. Avendo inserito la scritta
.tran 2u 20m 0
ogni volta che facciamo partire la simulazione essa parte in "transiente da 0 a 20 ms con passo di 2microsecondi".
Si aggiunge il segnale Vin e Vout.
Si commentano i risultati ottenuti.
Viene un filtro circuito rettificatore ad una semionda. Cercare di giustificare il risultato ottenuto.
Come vedete il risultato mostrato non è giusto. Il modello usato ha invertito l'anodo con il canodo? Come si può e deve fare per mostrare i risultati giusti?
Come è possibile migliorare il comportamento ed innalzare il valore medio? Cosa e dove possiamo aggiungere?