基于PSpice的阶梯波发生器分析与设计

2010-12-24 15:00:55来源: 维库开发网

  1 引言

  PSpice通用电路仿真软件目前已广泛地应用于电子线路的设计中,因此在电子技术的教学与实验中也应充分重视PSpice的学习和运用。对于电路设计,采用仿真的手段,可以大量地减少硬件调试过程中出现的各种问题,易于电路的实现。

  2 阶梯波发生器的设计

  阶梯波发生器的应用很广泛,设计方法也很多,本文采用模拟电路中的基本模块电路进行阶梯波的设计,是为了便于利用PSpice对各功能电路及整个系统进行深入的分析。

  2.1 方波发生器

  方波发生器由反向输入的滞回比较器(U1及外围元件构成)和R4C1构成,其中滞回比较器的阈值电压

  式中Vz为稳压管的稳压值。电容器的最高充电电压和最低放电电压即是两个阈值电压的值。输出方波周期

  通过调节相关参数可改变电路的振荡频率。

  2.2 微分与限幅电路

  微分电路采用简单的电路形式,由C2和D 8及与之并联的负载构成,要求电容充放电的时间常数远小于输入方波的周期,使电容C2上电压近似等于输入方波的波形。图4的仿真波形分别为微分电路输出的波形、电容C2电压波形及输入方波的波形。

  限幅电路主要由二极管D7构成,将微分电路形成的反向尖脉冲削掉。

  2.3 积分累加电路

  积分累加电路由U2、R5和C3构成,将限幅电路输出的尖脉冲进行积分累加,从而输出阶梯波,为实现周期性的阶梯波,采用电子开关电路对累加器进行控制,当C3上电压累加到规定值,对其进行放电。输出阶梯波的阶梯数可由C3与C2的比值进行控制。

  2.4 电子开关电路与比较器

  电子开关在这里由结型场效应管J2N4393担任,其导通和截止由比较器输出电压控制。J2N4393的PSpice模型参数如下:

  .model J2N4393 NJF(Beta=9.109m Betatce="-".5 Rd= 1 Rs= 1 Lambda="6m" Vto="-1".422

  + Vtotc="-2".5m Is="205".2f Isr= 1.988p N = 1 Nr= 2 Xti="3" Alpha="20".98u

  + Vk="123".7 Cgd="4".57p M=.4069 Pb="1" Fe=.5 Cgs="4".06p Kf="123E-18"

  + Af="1")

  其中夹断电压Vto的值主要决定了饱和漏极电流,间接地影响了积分器中C3的放电是否彻底,因此本文采用Vto作为参数,对J2N4393的转移特性进行了参数扫描仿真。

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关键字:PSpice  阶梯波发生器  方波发生器

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2010/1224/article_1665.html
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