Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
- Название:OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
- Автор:
- Жанр:
- Издательство:ДМК Пресс, Питер
- Год:2008
- Город:Москва, Санкт-Петербург
- ISBN:978-5-9706-0009-2
- Рейтинг:
- Избранное:Добавить в избранное
-
Отзывы:
-
Ваша оценка:
Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей краткое содержание
Это руководство по работе в программе OrCAD Pspice предназначено для всех, кто знаком с основными разделами электротехники. При постепенном усложнении задач объясняются все необходимые аспекты работы в OrCAD Pspice, что позволяет творчески применять их при дальнейшем анализе электрических и электронных схем и устройств. Рассмотрение материала начинается с анализа цепей постоянного тока, продолжается анализом цепей переменного тока, затем переходит к различным разделам полупроводниковой электроники. Информация изложена таким образом, чтобы каждый, кто изучал или изучает определенный раздел электротехники, мог сразу же использовать OrCAD Pspice на практике. Больше внимания, чем в других книгах по этой теме, уделяется созданию собственных моделей и использованию встроенных моделей схем в OrCAD Pspice.
На прилагаемом к книге DVD вы найдете демонстрационную версию программы OrCAD PSpice Student Edition 9, которой можно пользоваться свободно. Кроме того, на диске размещена версия OrCAD 10.5 Demo Release, с которой можно работать в течение 30 дней после установки на компьютер.
OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - читать онлайн бесплатно ознакомительный отрывок
Интервал:
Закладка:
V_VCC VCC(+=4 -=0 )
.ENDALIASES
**** RESUMING selfbs-SCHEMATIC1-Selfbs1.sim.cir ****
.END
**** BJT MODEL PARAMETERS
Q2N3904
NPN
IS 6.734000E-15
BF 100
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .8722 ( 4) 12.0000
( 5) 3.2056 ( 6) .2089 ( VOUT) 0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_Vs 0.000E+00
V_VCC -1.214E-03
TOTAL POWER DISSIPATION 1.46E-02 WATTS
Рис. 17.17. Часть выходного файла для анализа шума, показывающая перечень элементов, псевдонимы и параметры смещения
** circuit file for profile: Selfbs1
NOISE ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С
FREQUENCY = 1.000E+01 HZ
**** TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
Q_Q1
RB 5.570E-17
RC 1.250E-24
RE 0.000E+00
IBSN 1.900E-15
IС 1.505E-16
IBFN 0.000E+00
TOTAL 2.107E-15
**** RESISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
R_Rin R_RE R_RC R_R2 R_R1 R_Rs
TOTAL 3.865E-17 1.176E-15 3.817E-17 1.650Е-15 1.361E-16 2.413E-16
**** TOTAL OUTPUT NOISE VOLTAGE = 5.387E-15 SQ V/HZ
= 7.339E-08 V/RT HZ
TRANSFER FUNCTION VALUE:
V(VOUT)/V_Vs = 1.706E+01
EQUIVALENT INPUT NOISE AT V Vs = 4.301E-09 V/RT HZ
FREQUENCY = 1.000E+06 HZ
**** TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
Q_Q1
RB 3.773E-15
RC 6.86CE-22
RE 0.000E+00
IBSN 3.552Е-16
IС 5.682E-15
IBFN 0.000E+00
TOTAL 9.810E-15
**** RESISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
R_Rin R_RE R_RC R_R2 R_R1 R_Rs
TOTAL 3.342Е-17 1.932E-22 3.342E-17 2.767E-16 2.283E-17 1.826E-14
**** TOTAL OUTPUT NOISE VOLTAGE = 2.844E-14 SQ V/HZ
= 1.686E-07 V/RT HZ
TRANSFER FUNCTION VALUE:
V(VOUT)/V_Vs = 1.484E+02
EQUIVALENT INPUT NOISE AT V_Vs = 1.136E-09 V/RT HZ
Рис. 17.18. Часть выходного файла анализа шума, показывающая результаты анализа шума
Трудно оценить результаты шумового анализа на простой схеме. Если не имеется многокаскадных или других схем, которые будут использоваться для сравнения, полученные для шумовых напряжений значения будут сомнительны. Обратите внимание, что спектральные плотности шума как транзистора, так и резистора, приведены для каждой выбранной частоты. Листинг содержит также общее напряжение шума на выходе, обозначенное как передаточная функция V out/V s . В знаменателе показан упомянутый ранее входной шум эквивалентного источника.
В качестве упражнения проведите анализ снова, задав интервал «10» при анализе шума, затем загрузите выходной файл selfbsI.out з программу текстового редактора. Распечатайте только сведенные в таблицу результаты для f =10 кГц, и сравните ваши результаты с показанными на рис. 17.19. При типичней рабочей частоте сравните шумовые уровни напряжения транзистора и резисторов с показанными для f =10 Гц и f =1 МГц на рис. 17.18. Также обратите внимание, что отношение V out / V s =151,4 не отличается от результата, полученного в Probe.
** circuit file for profile: Selfbs1
*Analysis directives:
.AC DEC 20 10Hz 100MegHz
.NOISE V([VOUT]) V_Vs 20
.PROBE
*Netlist File:
.INC "selfbs-SCHEMATIC1.net"
**** NOISE ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С
FREQUENCY = 1.000E+04 HZ **** TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
Q_Q1
RB 3.926E-15
RC 4.921E-23
RE 0.000E+00
IBSN 3.701E-16
IC 5.912E-15
IBFN 0.000E+00
TOTAL 1.021E-14
**** RESISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)
R_Rin R_RE R_RC R_R2 R_R1 R_Rs
TOTAL 3.483E-17 2.010E-18 3.483E-17 2.880E-16 2.376E-17 1.900E-14
**** TOTAL OUTPUT NOISE VOLTAGE = 2.959E-14 SQ V/HZ
= 1.720E-07 V/RT HZ
TRANSFER FUNCTION VALUE:
V(VOUT)/V_Vs = 1.514E+02
EQUIVALENT INPUT NOISE AT V_Vs = 1.136E-09 V/RT HZ
Рис. 17.19. Выходной файл, использующий интервал «10» при анализе шума
Гармонический состав выходного напряжения
Продолжая изучение усилителя в проекте selfbs, сравним входное синусоидальное напряжение с синусоидальным выходным напряжением, чтобы увидеть, ограничивается ли выходное напряжение или проявляется какое-либо другое искажение его формы. Чтобы выполнять анализ, заменим источник входного напряжения типа VAC на источник типа V SIN. Зададим нулевое напряжение смещения, амплитуду в 10 мВ и частоту в 5 кГц. Подготовим моделирование на PSpice с именем Selfbs2 и выполним анализ переходных процессов на временном интервале в 0,2 мс с максимальным размером шага в 0,2 мкс. Нажмите кнопку Output File Options и выберите поле Fourier analysis. Установите основную частоту в 5 кГц и число гармоник, равное 5. Выходная переменная — V(Vout).
Выполните моделирование и получите в Probe графики V(Vout) и V(Vs:+). После соответствующей маркировки кривых сравните результаты с представленными на рис. 17.20. На первый взгляд, выходное напряжение кажется точной копией входного, перевернутой на 180°. Используйте курсор, чтобы найти первый отрицательный минимум и первый положительный максимум выходного напряжения. Они равны -1,61 В и 1,372 В соответственно и отличаются из-за того, что мы рассматриваем первый период переходного процесса.
Рис. 17.20. Сравнение временных диаграмм входного и выходного напряжений
В лаборатории осциллограф не отобразил бы переходные процессы, и мы увидели бы искажение в чистом виде. Это искажение характеризуется гармоническим составом и хорошо отражено в выходном файле, часть которого показана на рис. 17.21. Первая (основная) гармоника имеет частоту f =1 кГц с амплитудой 1,491 В. Сравнивая эту величину с амплитудами остальных гармоник от второй до пятой, мы видим, что влияние более высоких гармоник невелико. Если мы просто сложим величины перечисленных гармоник, то получим результат 1,61 В. В прежнем анализе, использующем источник типа VAC в качестве входного, мы нашли, что V out =1,51 В. Значение 1,61 В, очевидно, неверно для выходного напряжения, так как мы пренебрегли фазовыми углами отдельных гармоник. Обратите внимание, что общее гармоническое искажение меньше чем 7,7%.
**** 09/05/99 13:29:29 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
** circuit file for profiles Selfbs2
* Local Libraries :
.LIB ".\selfbs.lib"
* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini files
.lib nom.lib
*Analysis directives:
.TRAN 0.02ms 0.2ms 0 0.2us
.FOUR 5kHz 5 V([VOUT])
.PROBE
*Netlist Files
.INC "selfbs-SCHEMATIC1.net"
*Alias File:
**** INCLUDING selfbs-SCHEMATIC1.net ****
* source SELFBS
R_Rin VOUT 0 9.4k
R_RE 6 0 220
R_RC 4 5 9.4k
R_R2 3 0 3.3k
R_R1 4 3 40k
R_Rs 1 2 50
Q_Q1 5 3 6 Q2N3904
C_C2 6 0 15uF
C_C3 5 VOUT 15uF
С_Cb 2 3 15uF
V_CC 4 0 12V
V_Vs 1 0
+SIN 0 10mV 5kHz 0 0 0
.INC "selfbs-SCHEMATIC1.als"
.ENDALIASES
**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) 0.0000 ( 2) 0.0000 ( 3) .8722 ( 4) 12.0000
( 5) 3.2056 ( 6) .2089 ( VOUT) 0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V_VCC -1.214E-03
Интервал:
Закладка:
