Методика выполнения лабораторной работы

1. Рассмотрим в качестве примера усилитель постоянного тока с квадратором в цепи обратной связи, функциональная схема которого показана на рис.2. При бесконечно

большом коэффициенте передачи усилителя K → ∞ выходное напряжение VOUT = VIN.

V0

X2

Рис.2. Схема включения усилителя с квадратором

в цепи обратной связи

Составим схему замещения этого усилителя, используя компоненты, разрешенные в программе PSpice (рис.3). С помощью нелинейного источника E1 осуществляется вычита- ние напряжений VIN, V0 и усиление разностного сигнала в K раз. Выходное напряжение VOUT возводится в квадрат с помощью нелинейного источника E2. Каждый источник на- пряжения замкнут на большое сопротивление, чтобы в схеме замещения не было разомк- нутых контуров.

Рис.3. Функциональная схема усилителя с квадратором в цепи обратной связи

Для этого примера описание исходных данных для моделирования переходной характе- ристики с помощью программы PSpice примет вид:

amplifier

VIN 1 0 pulse(0 1 0 .25 .25 .5 1) RIN 1 0 1MEG

E1 2 0 POLY(2) (1,0) (3,0) 0 1E6 -1E6 R1 2 0 1MEG

R2 3 0 1MEG

E2 3 0 POLY(2) (2,0) (2,0) 0 0 0 1

.TRAN .01 1.6

.PROBE V(E1) V(E2) V(VIN)

.END

2. Линейные функциональные блоки моделируются в терминах соотношения между вы- ходными и входными переменными в частотной области. По директиве .АС определяются значения комплексного коэффициента передачи блока на каждой частоте. При расчете рабо- чей точки по постоянному току и по директиве .DC берется значение коэффициента передачи на нулевой частоте (поэтому изображения по Лапласу всех узловых потенциалов не должны иметь составляющих типа 1/s). По директиве .TRAN выходная переменная блока вычисляется как интеграл Дюамеля (свертка входного воздействия с импульсной характеристикой блока), что значительно увеличивает длительность расчетов.

Передаточная функция управляемого источника задается с помощью преобразования Ла- пласа:

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Exxx < + узел > < – узел > LAPLACE{< выражение>} =

={< передаточная функция в s – области>}

Вкачестве примера рассмотрим передаточную характеристику пассивного RC-фильтра. Схема фильтра и схема, преобразованная для функционального моделирования в про-

грамме PSpice, приведены на рис.4, 5.

R1

C1

V1

Рис.4. Схема моделирования RC-фильтра

Рис.5. Схема функционального моделирования RC-фильтра

В описании фильтра используется управляемый источник преобразования Лапласа EARC. Программа в PSpice будет выглядеть следующим образом:

RC-filter V1 1 0 AC 1

.AC DEC 10 10 1G R2 1 0 1MEG

R3 2 0 1MEG

EARC 2 0 LAPLACE {V(1)}={5/(1+.01*s)}

.PROBE

.END

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1)распечатку электрических схем моделирования;

2)диаграммы моделирования.

Контрольные вопросы

1.Как описываются линейные зависимые источники?

2.Как описываются нелинейные зависимые источники?

3.Как составить схему для функционального моделирования усилителя с обратной связью?

4.Как описываются нелинейные зависимые источники преобразования Лапласа?

5.Как составить схему для функционального моделирования фильтра?

6.Какой передаточной функцией описываются фильтры первого порядка?

7.Какой передаточной функцией описываются фильтры второго порядка?

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com