OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - [123]
20·lg(V(UI:OUT)/V(Vs:+)).
Рис. 16.14. Схема с ОУ uA741
Результаты показаны на рис. 16.15. Сравните этот график с полученным в предыдущем примере при использовании собственной модели в Capture (рис. 16.9). Убедитесь, что коэффициент усиления на средней частоте равен 27,957 дБ.
Рис. 16.15. Частотная характеристика ОУ uA741
>**** 09/02/99 17:27:56 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
>** circuit tile for profile: Opamp1
>*Libraries:
>* Local Libraries :
>* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:
>.lib nom.lib
>*Analysis directives:
>.AC DEC 40 100Hz 1MegHz
>.PROBE
>*Netlist File: .INC "opamp-SCHEMATIC1.net"
>* Alias File:
>**** INCLUDING opamp-SCHEMATIC1.net ****
>* source OPAMP
>X_U1 1 2 3 4 5 uA741
>R_R2 2 5 240k
>R_R1 0 2 10k
>V_V- 0 4 15V
>V_V+ 3 0 15V
>V_Vs 10 DC 0 V AC 1mV
>**** RESUMING opamp-SCHEMATIC1-Opamp1.sim.cir ****
>.INC "opamp-SCHEMATIC1.als"
>**** INCLUDING opamp-SCHEMATIC1.als ****
>.ALIASES
>X_U1 U1(+=1 -=2 V+=3 V-=4 OUT=5 )
>R_R2 R2(1=2 2=5 )
>R_R1 R1(1=0 2=2 )
>V_V- V-(+=0 -=4 )
>V_V+ V+(+=3 -=0 )
>V_Vs Vs(+=1 -=0 )
>_ _(1=1)
>_ _(5=5)
>_ _(4=4)
>_ _(2=2)
>_ _(3=3)
>.ENDALIASES
>**** RESUMING opamp-SСНЕМАTIC-Opamp1.sim.cir ****
>.END
>**** Diode MODEL PARAMETERS
>X_U1.dx
>IS 800.000000E-18
>RS 1
>**** BJT MODEL PARAMETERS
> X_U1.qx
> NPN
>IS 800.000000E-18
>BF 93.75
>NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE
>( 1) 0.0000 ( 2) 20.64E-06 ( 3) 15.0000 ( 4) -15.0000
>( 5) .0197 (X_U1.6) 26.12E-06 (X_U1.7) -.0780 (X_U1.8) -.0780
>VOLTAGE SOURCE CURRENTS
>NAME CURRENT
>V_V- -1.667E-03
>V_V+ -1.667E-03
>V_Vs -7.972E-06
>TOTAL POWER DISSIPATION 5.005-02 WATTS
Рис. 16.16. Выходной файл для схемы с ОУ uA741
Рассматривая выходной файл на рис. 16.16, обратите внимание на ссылку, касающуюся uA741, в файле псевдонимов
>X_U1 1 2 3 4 5 uA741
Необходимо отметить, что узлы от 1 до 5 — это узлы с номерами схемы, а не с теми, что помещены в условном обозначении uA741. Узлы 1 и 2 используются для неинвертирующего и инвертирующего входов, узлы 3 и 4 — для плюса и минуса источника постоянного напряжения соответственно, а узел 5 — для выхода. В конце командной строки приведен символ идентификации uA741. В списке псевдонимов мы находим
>X_U1 U1(+=1 -=2 V+=3 V-=4 OUT=5)
Запись X обращается к подпрограмме, в которой описана модель для U>1, символы «плюс» и «минус» относятся к входным полюсам и так далее. На рис. 16.16 приведена лишь небольшая часть выходного файла, которая показывает, что в модель ОУ включены различные компоненты, такие как диоды, транзисторы и прочие.
Так как библиотечная модель для ОУ очень сложна, используйте ее только тогда, когда почувствуете, что более простая модель идеального ОУ (рис. 5.2, б) или модель для частотной характеристики (рис. 5.9) не могут обеспечить достаточной точности анализа.
Использование uA741 в качестве детектора уровня
Схема на рис. 16.17 используется в качестве детектора уровня входного напряжения V>1. Создайте эту схему в Capture с именем leveldet. Используйте VPWL для V>1, VDC для V>ref=3 В, V+=9 В и V–=9 В. Затем добавьте в схему резистор R>L=4,8 кОм и заземление. При двойном щелчке на символе V>1 появляется окно (электронная таблица), в которое могут быть введены пары значений напряжение-время (до 10 пар). Так как более поздние времена и соответствующие им напряжения расположены слева, введем сначала V>6 и T>6 и продолжим, пока не введем все пары напряжения-времени. Значения должны быть следующими: (0V, 1s), (-3V, 0,8s), (-5V, 0,6s), (5V, 0,4s), (3V, 0,2s), (0V, 0s). Сохраните схему после введения всех компонентов и подготовьте PSpice-анализ с именем levels. Проведите анализ переходных процессов с шагом в 1 мс на интервале в 1 с.
Рис. 16.17. Схема детектора уровня
Проведите моделирование и получите в Probe графики как входного напряжения V(V1:+), так и выходного напряжения V(U1:OUT). Убедитесь, что график V>1 следует за заданным графиком напряжения-времени. Графики, приведенные на рис. 16.18, показывают, что только до момента, когда входное напряжение достигает 3 В, выходное напряжение равно 8,6 В (немного меньше, чем V+=9 В). Когда входное напряжение превышает 3 В, выходное напряжение понижается до -8,6 В и остается на этом уровне, пока входное напряжение не упадет ниже 3 В, затем процесс повторяется. Так как входное напряжение V>i подается на инвертирующий вход ОУ, после достижения порогового напряжения V>ref, выходное напряжение снижается.
Рис. 16.18. Входное и выходное напряжения для детектора уровня
>**** 10/09/99 15:34:48 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************
>** circuit file for profile: levels
>*Libraries:
>* Local Libraries :
>* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:
>.lib nom.lib
>*Analysis directives:
>.TRAN 0 1s 0 1ms
>.PROBE
>*Netlist File:
>.INC "leveldet-SCHEMATIC1.net"
>*Alias Files
>**** INCLUDING leveldet~SCHEMATIC1.net ****
>* source LEVELDET
>R_RL 5 0 4.8k
>X_U1 2 1 3 4 5 uA741
>V_V- 0 4 9V
>V_V+ 3 0 9V
>V_Vref 2 0 3V
>V_V1 1 0
>+PWL 0s 0V 0.2s 3V 0.4s 5V 0.6s -5V 0.8s -3V 1s 0V
>**** RESUMING leveldet-SCHEMATIC1-levels.sim.cir ****
>.INC "leveldet-SCHEMATIC1.als"
>**** INCLUDING leveldet-SCHEMATICl.als ****