Читаем OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей полностью

OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Чтобы сконцентрировать исследование только на влиянии С_е, измените ваш входной файл, исключив из него С_b. Это легко сделать, заменив команду, вводящую CB на

RB 2 3 0.001

Внесите это изменение и снова выполните анализ. В Probe, как и прежде, получите график

20·lg(V(6)/84мВ).

Убедитесь, что вблизи отметки -3 дБ частота f=69,8 Гц. Таким образом, присутствие С_b почти не изменяет расположение первого полюса. Имеется также нуль в этой схеме, при частоте, соответствующей возрастанию сигнала от нижнего уровня до 3 дБ.

С помощью курсора определите ослабление при f=1 Гц. Оно должно составлять 31,47 дБ. Убедитесь, что прибавив к этому значению 3 дБ, получим значение -28,47 дБ, соответствующее частоте f=2,12 Гц. Таким образом, нуль достигается при частоте приблизительно 2,1 Гц.

Если вас интересует, что случится, когда не будет полюса, определяемого конденсатором С_e, просто установите значение сопротивления R_e в 0,001 Ом и повторно запустите анализ, восстановив С_b. В результате вы получите одиночный полюс при f=3,26 Гц.

Двухкаскадный усилитель на высоких частотах

Упрощенная гибридная π-модель двухкаскадного усилителя с общим эмиттером показана на рис. 4.8. Значения параметров элементов: V=1 мВ; R_s=50 Ом; R_L1= R_L2=2 кОм; r_bb'=100 Ом; r_b'e=1 кОм; g_m=50 мС; С_е=100 пФ и С_с=3 пФ. Входной файл для этого случая:

Two-Stage СЕ Amplifier at High Frequencies

V 1 0 AC 1mV

G1 4 0 3 0 50mS

G2 6 0 5 0 50mS

RS 1 2 50

RBB1 2 3 100

RBE1 3 0 1k

RL1 4 0 2k

RBB2 4 5 100

RBE2 5 0 1k

RL2 6 0 2k

NA1 3 0 100pF

CC1 3 4 3pF

CE2 5 0 100pF

CC2 5 6 3pF

.AC DEC 20 100Hz 1MEG

.PROBE

.END

Рис. 4.8. Модель для анализа двухкаскадного усилителя на высоких частотах

Выполните анализ и в Probe получите график V(6). С помощью курсора проверьте, что среднечастотное значение V(6)=2,805 В. Вместо этого графика получите график

20·lg(V(6)/2,806В).

Используйте режим курсора, чтобы показать, что отметка -3 дБ соответствует частоте f=542,8 кГц. Вы обратите внимание, что график не имеет точной линейной области, необходимой, чтобы найти отметку -3 дБ по методике Боде. Это объясняется тем, что усилитель имеет более одного полюса. Имеется полюс для каждого конденсатора, то есть всего четыре полюса. В цепях такого типа они обычно расположены близко друг от друга. Когда один полюс доминирует, он будет близок к отметке -3 дБ. С практической точки зрения более важно найти частоту, соответствующую 3 дБ, чем положение всех полюсов. График Боде для этой схемы приведен на рис. 4.9. Получите, кроме него, график VP(6) и покажите в завершение анализа, что при f=541,3 кГц угол θ=-48°.

Рис. 4.9. График Боде для схемы на рис. 4.8

Двухкаскадный усилитель с общим эмиттером c последовательной связью по напряжению

Анализ схемы на рис. 4.10, в которой используется стандартная обратная связь, вызывает некоторые затруднения. Необходимость применения полного набора h-параметров при анализе приводит к сложному набору расчетных формул. И в этом случае анализ с помощью PSpice значительно проще. При изучении малосигнальной схемы примем, что емкости всех конденсаторов были выбраны настолько большими, что они представляют короткое замыкание для выбранного диапазона частот. Это дает модель схемы, показанную на рис. 4.11.

Рис. 4.10. Двухкаскадный усилитель ОЭ с последовательной обратной связью по напряжению

Рис. 4.11. Малосигнальная низкочастотная модель для усилителя, представленного на рис. 4.10

Найдем коэффициент усиления по напряжению, R_i и R₀. Разметьте узлы и затем создайте входной файл. Сравните ваш файл с приведенным далее:

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