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:
Small-signal Model Voltage-series Feedback, CE Pair
V 1 0 1mV
V01 3 3А 0
V02 6 6A 0
E1 3A 4 5 4 2.5E-4
Е2 6А 0 7 0 2.5А-4
F1 5 4 V01 50
F2 7 0 V02 50
RS 1 2 1k
R1 2 0 150k
R2 2 0 47k
RI1 2 3 1.1k
RE1 4 0 100
RO1 5 4 40k
RC1 5 0 10k
R3 5 0 47k
R4 5 0 33k
RI2 5 6 1.1k
R02 7 0 40k
RC2 7 0 4.7k
RF 7 4 4.7k
.TF V(7) V
.OP
.OPT nopage
.END
Выполните анализ и распечатайте выходной файл, убрав лишние строки, чтобы результаты поместились на одной странице. Сравните ваши результаты с рис. 4.12. Анализ показывает, что полный коэффициент усиления по напряжению V(7)/V=43,58, R' 0=148,6 Ом. Убедитесь, что в отсутствие нагрузки R 0 = 153,5 Ом. Убедитесь, что с учетом результата в выходном файле R' I= 27,29 кОм входное сопротивление относительно базы первого транзистора R i =99,01 кОм.
**** 09/16/05 11:02:16 ******** Evaluation PSpice (Nov 1999) *********
Small-signal Model Voltage-series Feedback, CE Pair
V 1 0 1mV
V01 3 3А 0
V02 6 6A 0
E1 3A 4 5 4 2.5E-4
E2 6A 0 7 0 2.5E-4
F1 5 4 V01 50
F2 7 0 V02 50
RS 1 2 1k
R1 2 0 150k
R2 2 0 47k
RI1 2 3 1.1k
RE1 4 0 100
RO1 5 4 40k
RC1 5 0 10k
R3 5 0 47k
R4 5 0 33k
RI2 5 6 1.1k
RO2 7 0 40k
RC2 7 0 4.7k
RF 7 4 4.7k
.TF V (7) V
.OP
.OPT nopage
.END
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) .0010 ( 2) 963.4E-06 ( 3) 952.7E-06 ( 4) 953.0E-06
( 5) -416.6E-06 ( 6) 10.89E-06 ( 7) .0436 ( 3А) 952.7E-06
( 6A) 10.89E-06
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V -3.664E-08
V01 9.719E-09
V02 -3.886E-07
TOTAL POWER DISSIPATION 3.66E-11 WATTS
**** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES
NAME E1 E2
V-SOURCE -3.424E-07 1.089E-05
I-SOURCE 9.719E-09 -3.886E-07
**** CURRENT-CONTROLLED CURRENT SOURCES
NAME F1 F2
I-SOURCE 4.860E-07 -1.943E-05
**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS
V(7)/V = 4.358E+01
INPUT RESISTANCE AT V = 2.729E+04
OUTPUT RESISTANCE AT V(7) = 1.486E+02
Рис. 4.12. Результаты анализа модели на рис. 4.11
Как будут различаться результаты анализа для схемы с обратной связью и результаты для схемы без обратной связи, когда резистор R f удален? Просто выполните анализ снова, исключив команду, вводящую R F. В результате вы получите V(7)/V=1223, R 0=42,9 кОм и R i =6,06 кОм (см. рис. 4.13).
**** 09/16/05 11:23:10 ******* Evaluation PSpice (Nov 1999) **********
Small-signal Model Voltage-series Feedback, CE Pair
**** CIRCUIT DESCRIPTION
V 1 0 1mV
V01 3 3А 0
V02 6 6A 0
E1 3А 4 5 4 2.5E-4
E2 6A 0 7 0 2.5E-4
F1 5 4 V01 50
F2 7 0 V02 50
RS 1 2 1k
R1 2 0 150k
R2 2 0 47k
RI1 2 3 1.1k
RE1 4 0 100
RO1 5 4 40k
RC1 5 0 10k
R3 5 0 47k
R4 5 0 33k
RI2 5 6 1.1k
R02 7 0 40k
RC2 7 0 4.7k
;RF 7 4 4.7k
.TF V(7) V
.OP
.OPT nopage .END
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С
NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
( 1) .0010 ( 2) 838.3E-06 ( 3) 686.3E-06 ( 4) 688.0E-06
( 5) -.0061 ( 6) 305.9E-06 ( 7) 1.2235 ( 3А) 686.3E-06
( 6A) 305.9E-06
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME CURRENT
V -1.617E-07
V01 1.382E-07
V02 -5.818E-06
TOTAL POWER DISSIPATION 1.62E-10 WATTS
**** VOLTAGE-CONTROLLED VOLTAGE SOURCES
NAME E1 E2
V-SOURCE -1.695E-06 3.059E-04
I-SOURCE 1.382E-07 -5.818E-06
**** CURRENT-CONTROLLED CURRENT SOURCES
NAME F1 F2
I-SOURCE 6.911E-06 -2.909E-04
**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS
V(7)/V = 1.223E+03
INPUT RESISTANCE AT V = 6.186E+03
OUTPUT RESISTANCE AT V(7) = 4.236E+03
Рис. 4.13. Результаты анализа для схемы на рис. 4.11 без обратной связи
Колебательный контур как модель двухполюсного усилителя с обратными связями
Продолжая тему, связанную с анализом частотных характеристик на PSpice, рассмотрим простую схему на рис. 4.14. Схема, состоящая из сопротивления, катушки индуктивности и конденсатора может использоваться для иллюстрации важных свойств двухполюсного усилителя с обратной связью. Хотя схема физически не содержит активных устройств, связанных с усилителями, она, тем не менее, имеет ту же самую частоту, фазу и переходную характеристику, что и усилитель. На примере этой схемы проще понять многие свойства его частотных и переходных характеристик.
Рис. 4.14. Двухполюсная модель замещения для усилителя с обратной связью
Начнем анализ, используя элементы со следующими параметрами: V= 1 В; R s= 1 Ом; L =20 мГн; R =333,33 Ом и С= 0,5 мкФ. Если не учитывать затухание, резонансная частота этой схемы определяется из выражения:
Угловая частота
ω 0= 2π f 0= 10 град/с.
Другие величины, представляющие интерес: добротность Q = R /(ω 0 L ) и k =½ Q (коэффициент затухания). В дальнейшем мы будем исследовать влияние k , изменяя R, однако сначала проведем анализ при R =333,33 Ом и k= 0,3. Интересно рассмотреть частотную характеристику этой двухполюсной схемы, имея в виду, что она ведет себя так же, как усилитель с обратной связью. Входной файл:
Two-Pole Circuit Model for Amplifier with Feedback
V 1 0 AC 1
RS 1 2 1
L 2 3 20mH
R 3 0 333.33
N 3 0 0.5uF
.AC DEC 50 100 10kHz
.PROBE
.END
Проведите анализ и получите график V(3) в диапазоне от 100 Гц до 5 кГц. График показывает, что в некотором диапазоне частот выходное напряжение V(3) превышает входное напряжение 1 В. Из переходной функции можно найти, что пик приходится на угловую частоту 
и напряжение в этой точке (пиковое значение) равно:
Вычислите эти значения по формулам; затем, используя режим курсора в Probe, проверьте их. График, подобный приведенному на рис. 4.15, должен показать следующие координаты пика напряжения: f =1,445 кГц и V p =1,73 В.
Рис. 4.15. Амплитудно-частотная характеристика схемы на рис. 4.14
В следующей части анализа используем ступенчатое входное напряжения, чтобы оценить степень колебательности, или перерегулирования, при заданном значении k. Для того чтобы задать ступеньку напряжения, изменим команду, вводящую V, чтобы применить импульсный источник PWL. Значения в круглых скобках — это пары значений времени и напряжения. Таким образом, запись (0,0) в начале команды свидетельствует, что в нулевой момент времени, напряжение равно нулю. Следующая запись (0,01ms, 1) означает, что через 0,01 мс, напряжение становится равным 1 В. Нарастание в этом временном интервале происходит линейно. Напряжение остается равным 1 В до момента t =2 мс. Команда .TRAN использует два значения, первое из которых задает интервал печати (для получения и распечатки графика) и может игнорироваться при работе Probe. Второе значение представляет конечное время (1,5 мс). Таким образом, входной файл имеет вид:
Читать дальшеИнтервал:
Закладка:
