SIMULARE DE CIRCUIT  MODELARE DE SUBCIRCUITE (MACROMODELARE)

Obiectul lucrarii: Lucrarea isi propune utilizarea unui simulator de tip SPICE pentru analiza unor circuite realizate cu amplificatoare operationale. Seurmareste familiarizarea cu limbajul de descriere a componentelor de circuit si a modelelor asociate, intelegerea obietivelor de simulare si deprinderea evaluarii corecte a rezultatelor. In prima parte a lucrarii se simuleaza doua circuite simple bazate pe un model simplificat al amplificatorului operational. In partea a doua se introduce conceptul de macromodel si se realizeaza o simulare completa a unor circuite cu amplificatoare operationale.

Simularea unor circuite simple

Simularea unor configuratii inversoare

Schema circuitului este urmatoarea:

Functia de transfer a circuitului este:

A = deci vom avea valorile: A1=-1, A2=-10 si A3=-100.

Descrierea circuitului este realizata prin textul urmator:

*circuite inversoare

Rr1 1 5 1k

Rf1 5 2  1k

Ea1 2 0 0 5 1e5

Rr2 1 6 1k

Rf2 6 3  10k

Ea2 3 0 0 6 1e5

Rr3 1 7 1k

Rf3 7 4  100k

Ea3 4 0 0 7 1e5

Vin 1 0 DC 0 SIN 0 0.1 1KHZ

.DC Vin -100m 100m 10m

.TRAN 1m 1m

.END

In urma simulari am obtinut urmatoarele grafice:

Simularea unui amplificator sumator

Schema circuitului este:

Functia de transfer a circuitului este:

Descrierea circuitului este realizata prin textul urmator:

*circuit sumator

R1 1 3 1k

R2 2 3 10k

R3 3 4 10k

Vin1 1 0 sin 0 0.1 1khz

Vin2 2 0 DC 1

Ea 4 0 0 3 1e5

.TRAN 2m 2m

.END

In urma simularii s-au obtinut graficele:

Simularea cu macromodele. Subcircuite

3. Determinarea raspunsului in frecventa al unor configuratii neinversoare

Schema circuitului este:

           

Functia de transfer este:Vout = Vin , datorita faptului ca schema este a unui repetor.

Descrierea circuitului este urmatoarea:

*configuratie repetoare

R2 2 3 9k

Vin 1 0 sin 0 1 1khz AC 1 0

Vcc 4 0 DC 10V

Vee 0 5  DC 10V

X1 2 1 3 4 5 ua741

.AC DEC 10 0.1 1G

.TRAN 2m 2m

.END

In urma simularii am obtinut graficele:

Polul dominant se gaseste la frecventa f=685 KHz.

4.Simularea unui circuit derivator

Schema circuitului:

Functia de transfer a circuitului este:

Descrierea circuitului este urmatoarea:

*circuit derivator

Vin 1 0 pwl 0 0 1m 1 2m 0 3m 1 4m 0 ac 1 0

R1 1 2 1

C1 2 3 0.1u

Vcc 4 0 DC 10V

Vee 0 5 DC 10v

X1 3 0 6 4 5 ua741

R2 3 6 10k

.ac dec 10 0.1 1G

.tran 4m 4m

.end

In urma simularii sau obtinut urmatoarele grafice:

Raspunsul in timp este:

Curbele de raspuns in frecventa sunt urmatoarele:

5. Simularea unui circuit redresor

Schema circuitului:

Functia de transfer a circuitului este:

Descrierea circuitului este urmatoarea:

*circuit redresor monoalternanta

.model dx D tt=0.1n cjo=2p vj=0.6

Vin 1 0 sin 0 2 1K

R1 1 2 10K

X1 2 0 3 4 5 ua741

D1 2 3 dx

D2 3 6 dx

R2 2 6 10k

Vcc 4 0 DC 10v

Vee 0 5 DC 10v

.tran 1m 1m

.end

S-au obtinut urmatoarele curbe reprezentind raspunsul in timp la intrare,la iesirea ampl.

6. Simularea unui amplificator logaritmic

Schema circuitului:

Functia de transfer este urmatoarea:

 

Descrierea circuitului este urmatoarea:

*circuit amplificator logaritmic

.model npnq NPN is=1e-15 bf=200 tf=0.5n vaf=100 +vje=0.7 cje=1p cjc=1p

Vdc 1 0 10m

Vtran 2 1 pwl 0 0 2.5u 1 5u 0

Q1 7 0 4 npnq

R1 2 7 10k

X1 7 0 3 5 6 ua741

R2 3 4 10k

Vcc 5 0 DC 10

Vee 0 6 DC 10

.tran 5u 5u

.end

In urma simularii s-au obtinut urmatoarele raspunsuri in timp.

Raspunsul la iesirea din amplificator este urmatorul:

La iesirea circuitului raspunsul este:

  

7.Simularea unei referinte de tensiune Band Gap (referinta de tip banda interzisa)

Schema circuitului este:

Descrierea circutului este urmatoarea:

*referinta bandgap

Q1 3 3 0 npnq

Q2 2 2 0 npnq

R1 4 1 100k

R2 4 2 10k

R3 1 3 11.5k

X1 1 2 4 5 6 ua741

Vcc 5 0 10v

Vee 6 0 -10v

D1 7 4 dx

Vp 7 0 1.1v

.model npnq NPN is=1e-15 bf=100 va=100

.model dx D is=1e-5 vj=0.6

.dc temp -20 60 10

.end

S-au obtinut urmatoarele dependente de temperatura: