Aufgabenstellungen-Praktkum-Schaltungsdesign WS13

Praktkumsanleitung Schaltungsdesign WS 14/15
Inhaltsverzeichnis
1.RC-Glied – Transiente Analyse
2. Parameter
3. RC-Tiefpass - Frequenzanalyse
4. Oszillator
5. Statisches und dynamisches Verhalten von Feldeffekttransistoren DC- Analyse
6. Statisches und dynamisches Verhalten von Bipolar – Transistoren
7. Bipolar Kleinsignalverstärker8. Transformator
9. Schaltverhalten einer Diode
10. Spannungsstabilisierung mit der Z-Diode
11. Reihenschwingkreis
12. Tiefpass mit Operationsverstärkern
13. Thyristor-Phasenanschnitts-Steuerung
14. Gegengekoppelter, zweistufiger Transistor-Breitbandverstärker
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
1.RC-Glied – Transiente Analyse
Ziel: Darstellung von U(Ausgang)= f(t), U(eingang) = f (t) und W (R19 = f (t)
Spannungsquelle/GND: source.olb
Widerstand/Kondensator: analog.olb
Quelle : VSIN
Als Bezugspotential ist nur „0“ möglich!
R1
Eingangsspannnung
Ausgangsspannnung
100k
V
V
V1
VOFF = 0V
VAMPL = 2V
FREQ = 200Hz
AC = 2V
10n
0
Simuationsprofl anlegen ; Simulationssetup
Ergebnis:
2.0V
1.0V
0V
-1.0V
-2.0V
0s
1ms
2ms
V(EINGANGSSPANNNUNG)
3ms
4ms
V(AUSGANGSSPANNNUNG)
5ms
6ms
7ms
8ms
9ms
10ms
Time
Watt Meter auf dem Widerstand
R1
Eingangsspannnung
Ausgangsspannnung
100k
V
W
V1
VOFF = 0V
VAMPL = 2V
FREQ = 200Hz
AC = 2V
V
10n
0
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
40uW
20uW
0W
W(R1)
1
2.0V
2
0V
-2.0V
40uW
20uW
SEL>>
0W
0s
1
1ms
2ms
V(EINGANGSSPANNNUNG)
3ms
4ms
V(AUSGANGSSPANNNUNG)
5ms
2
Time
6ms
W(R1)
7ms
8ms
9ms
10ms
Zusätzlicher Plot (Plot , add plot to window….. trace, add trace Auswahl W(R1)
Ersetzen der Sinusquelle durch eine Pulsequelle
R1
Eingangsspannnung
Ausgangsspannnung
100k
V
V1 = 1V
V2 = 0V
TD = 0s
TR = 1us
TF = 1us
PW = 5ms
PER = 10ms
V
V1
10n
0
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
1.0V
0.5V
0V
0s
5ms
V(EINGANGSSPANNNUNG)
10ms
V(AUSGANGSSPANNNUNG)
15ms
20ms
25ms
30ms
Time
2. Parameter
Ziel:
Darstellung der Lade- und Entladekurven verschiedener Kondensatoren in einem
Diagramm
Verwendete Bibliotheken:
Spannungsquelle/GND: source.olb
Widerstand/Kondensator.analog.olb
Parameter:spezial.olb
Schaltungsaufbau:
Spannungsquelle Vpulse, um das Ein- und Ausschaltverhalten zu simulieren.
Spannung V1 auf 0V und 1V. Die Anstiegs und Abfallzeit TR und TF sollten
möglichst klein sein, um einen recheckigen Spannungsverlauf zu erhalten (1µs). Die
Periodendauer ist auf 10s gesetzt und somit doppelt so groß wie die
Halbwellendauer PW. Zu Verdeutlichung der Spannungen im Diagramm: Ausgangsund Eingangsspannung netalias setzen, place-net alias. Wichtig nun für die
Parametrierung ist, dass der Kondensator C1 keinen festen Wert sondern einen
einen in geschweiften Klammern stehenden Variablennamen erhält. Hier:l {VAR}.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Property Editor des Schriftzugs PARAMETERS öfnen ;Button New Column ; Add New
Column den Variablennamen unseres Kondensators und dessen Festwert eingeben.
Simulation:
Als Analysetyp wählen wir die transiente Analyse und stellen zusätzlich zu den regulären
Einstellungen einen Paramtic Sweep ein. Es handelt sich hier um einen Global parameter mit
dem Namen VAR. Als Werte wählen wir 5nF, 20nF, 50nF, 80nF
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
und erhalten vier Ausgangskennlinien.
3. RC-Tiefpass - Frequenzanalyse
Ziel:
Darstellung des Frequenzganges in Volt und dB
Ermittlung der Grenzfrequenz
Bibliothekenhinweis:
Spannungsquelle/GND: source.olb Quelle: VAC
Widerstand/Kondensator: analog.olb
Aufbau der Schaltung mit Spannungsquelle Vsin, R1=10k und C1=100nF.
Im Menüpunkt place-netalias können wir auch hier die Aus- und Eingangsspannung, zur
Verdeutlichung, Ua und Ue nennen.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Im property editor von V1 Uac=1V und Udc=0V ein stellen.
Starten der Simulation:
Menüpunkt pspice-edit simulation profile Parameter für Frequenzganganalyse Ac sweep/noise
…. als Startfrequenz 1Hz, Endfrequenz 10kHz , points/decade 100 ( logarithmische
Darstellung)
Darstellung der Ausgangskennlinie in Volt
1.0V
0.5V
0V
1.0Hz
3.0Hz
V(AUSGANGSSPANNNUNG)
10Hz
30Hz
100Hz
300Hz
1.0KHz
3.0KHz
10KHz
Frequency
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Darstellung der Ausgangskennlinie in dB
Frequenzgang in dB darstellen: Menüpunkt Trace-add Trace , Funktion DB() und als Trace
die Spannung V(Ua1) auswählen.
0
-10
-20
-30
-40
1.0Hz
3.0Hz
10Hz
DB(V(AUSGANGSSPANNNUNG))
30Hz
100Hz
300Hz
1.0KHz
3.0KHz
10KHz
Frequency
Eine andere Möglichkeit ist, im Stromlaufplan einen Vdb Marker setzen:
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
R1
Eingangsspannnung
Ausgangsspannnung
100k
VDB
V1
1Vac
0V
10n
0
mit Hilfe des Toggle-cursors die Grenzfrequenz ermitteln. Ergebnis: 159Hz
4. Oszillator
Ziel: Einsatz von Parameter sweep für Globalparameter
Warum schwingt diese Schaltung nicht?
,
Bestimmen Sie den Rückkopplungswiderstand R4, bei dem die Schaltung stabil
schwingt (Ziel: wenig Oberwellen)
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
R1
22
R2
10k
C1
R3
Q1
10u
20
2
Q2N3900
V1
L1
DC = 12V
AC =
C2
22n
10mH
TRAN =
V
1
R4
{rk}
R5
2.2k
C3
0.1u
0
0
R6
470
C4
2.2n
0
0
0
0
R1
22
R2
10k
C1
R3
Q1
10u
20
2
Q2N3900
V1
L1
TD = 0V
TR = 1us TF = 1us
C2
22n
10mH
V
1
V1 = 0V
V2 = 12V
PW = 100s
R4
PER = 101s
{rueckkopplung}
R5
2.2k
0
C3
0.1u
0
R6
470
C4
2.2n
0
0
PARAMETERS:
0
0
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Ausgangssignal für R4 (Rückkopplungswiderstand) = 600
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
5. Statisches und dynamisches Verhalten von
Feldeffekttransistoren DC- Analyse
Ziel: Darstellung der Ausgangskennlinie und Steuerkennlinie
Verwendete Bibliotheken:
Spannungsquelle/GND: source.olb
FET: jfet.olb
Schaltungsaufbau:
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Simulation:
Analysetyp: DC-SWEEP. Uds ist der primary sweep ( 0V bis 20V mit einer
Schrittweite von 1V )Als secondary sweep Ugs, ( 0V bis –1.4V mit einer Schrittweite
0.2V ).
Zusätzlich kann die Verlusthyperbel über den Menüpunkt Trace – addTrace hinzufügt
werden. Hier wurde Ptot = 150mW angenommen.
Steuerkennlinie:
Für diese Darstellung müssen wir nur den primary und den secondary miteinander
vertauschen und deren Werte ändern. Empfehlenswert sind hier für Ugs eine
Abbildung von 0V bis –3V in 0.1V Schritten und für Uds ist eine Valuelist mit den
Werten 10V, 2V,1V,0.5V passend.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
6. Statisches und dynamisches Verhalten von Bipolar – Transistoren
Ziel:
Simulation der Ausgangskennlinien Ic=f(Uce), der Stromverstärkungskennlinien
Ic=f(IB), der Rückwirkungskennlinie Ube=f(Uce) und der Eingangskennlinie Ube=f(IB)
des Transistors Q2N3904
Einsetzen der Verlusthyperbel Ptot
Bibliothekenhinweis:
Stromquelle/Spannungsquelle: source.olb
Quelle: ISRC, VSRC
I
Bipolartransistor: bipolar.olb Beispiel Q2N3900
Aufgabe: Simulation der Ausgangskennlinie IC = f (UCE)
Rückkopplungskennlinie UBE = f (UCE)
Verlustleistungshyperbel für Ptot = 500mW
Arbeitsgerade ( UB = 15V, RC + RE = 500Ω) UB=UCE
Stromverstärkungskennlinie IC = f (IB)
Eingangskennlinie UBE = f (IB)
Q1
UCE
Eingangsspannung
Q2N3900
DC =
AC =
TRAN =
IB
AC =
TRAN =
DC =
0
Schaltung zum Simulieren der Kennlinien
Simulationsprofiles
Anlegen eines neuen
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Art der Analyse DC SWEEP
Einstellen des primary sweep :
Wertebereich in dem sich die X-Achse der Ausgangskennlinie bewegen soll.
Darstellung des Ausgangskennlinienfeldes die Spannungsquelle Uce, ( Startwert
von 0V, , Endwert von 20V , Schrittweite von 0,1V)
secondary sweep:
Hierbei die Strom/Spannungsquelle gewählt, von der die Kurvenschar abhängig sein
muss. Im Fall des Ausgangskennlinienfeldes wäre das IB.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Darstellung der Ausgangskennlinien
Durch den secondary sweep erhält man mehrere Kennlinien. Über den Menüpunkt
add Trace die Verlusthyperbel einfügen. Da sich die Verluste näherungsweise über
Uce*Ice berechnen lassen, kann mit Vorgabe von Ptot= 500mW die Kurve mit dem
Ausdruck 0.5W / V1(Uce) einfügt werden. Y-Achse in der Skalierung 0-40mA halten.
Darstellung der Stromverstärkungskennlinien
Bei dieser Kennlinie wollen wir Ic=f(IB) darstellen. Den primary sweep auf die
Stromquelle IB einstellen und den secondary sweep auf die Spannungsquelle Uce,
Valuelist die darzustellenden Werte eintragen. Strommarker auf den Kollektor des
Transistors Ergebnis:
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Darstellung der Eingangskennlinie:
Funktion Ube=f(IB) darstellen ; primary sweep und secondary sweep einstellen.
primary sweep die Stromquelle IB (0 bis 90µA ).
secondary sweep Spannungsquelle Uce ein ; Werte der valuelist 0V und 20V um zwei klar
voneinander getrennte Kurven zu erhalten.
Darstellung der Rückwirkungskennlinie:
Kennlinie Funktion Ube=f(Uce) primary sweep auf die Spannungsquelle Uce (Wertebereich
bis z.B. 16V )
Spannungsmarker an die Basis des Transistors. Den secondary sweep Stromquelle IB ( Werte
30µA, 60µA und 90µA in die valuelist )
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
7. Bipolar Kleinsignalverstärker
R1
39k
RC
270
C2
V
Ua
Rv
C1
1k
1uF
Q2
1uF
Ue
VEingang
Q2N3904
V
RLast
15V
270
Betriebsspannung
VOFF = 0V
10k
R2
RE
120
VAMPL = 10mV
FREQ = 1000Hz
CE
100u
0
Quelle: VSIN , VDC
Bestimmen Sie die Spannungsverstärkung und den Klirrfaktor
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Klirrfaktor 1,1 %
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
V
R1
39k
Rv
C1
1k
1uF
Ue
VEingang
10k
R2
VOFF = 0V
VAMPL = 150mV
FREQ = 1000Hz
Erhöhung der Eingangsspannung auf 150mV
Klirrfaktor 8,2 %
8. Transformator
Ziel: Darstellung der primär- und sekundärseitigen Spannung
Verwendete Bibliotheken:
Widerstand/ Transformator: analog.olb
Spannungsquelle/GND:source.olb
Schaltungsaufbau:
Spannungsquelle Vsin, ( Amplitude 325V , Frequenz auf 50 Hz ). An der
Sekundärseite des Transformators Lastwiderstand von 1k. R1 simuliert den
Ohmschen Widerstand der Primärspule. (Sonst dynamischer Kurzschluss der
Quelle)
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Einstellen des Übertragungsverhältnisses im property editor des Transformators
TX1. L1_VALUE=1H und L2_VALUE=10mH, was einem Übersetzungsverhältnis von
10:1 entspricht.
Simulation:
transiente Analyse Laufzeit 20ms bzw. 40ms, je nachdem wie viele Perioden
dargestellt werden sollen
Erweiterung der Schaltung: Transformator mit Gleichrichter
XFRM_Linear/analog
R1
VOFF = 0V
V
0.1
TX1
D1
U_Ausgang
D1N4002
C1
330u
V1
VAMPL = 325V
RLast
1k
FREQ = 50Hz
0
0
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
2. y-Achse für die Ausgangsspannung führt zur Verbesserung der Darstellung
Ersetzen der Diode durch Graetzbrücke
D3
XFRM_Linear/analog
D1N4002
R1
VOFF = 0V
D1
TX1
U_Ausgang
0.1
V
D1N4002
V1
VAMPL = 325V
RLast
1k
D2
FREQ = 50Hz
D1N4002
D4
0
D1N4002
0
D3
XFRM_Linear/analog
D1N4002
R1
VOFF = 0V
0.1
V
TX1
D1
U_Ausgang
D1N4002
V1
VAMPL = 325V
RLast
1k
D2
FREQ = 50Hz
D1N4002
C2
1000u
D4
0
D1N4002
Erweiterung der Schaltung mit zusätzlichem Blockkondensator 1000µF
0
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
9. Schaltverhalten einer Diode
Ziel:
Darstellung des Diodenstromes und Diodenspannung
Verwendete Bibliotheken:
Spannungsquelle/GND: source.olb
Diode :diode.olb
Widerstand :analog.olb
Aufbau der Schaltung:
Spannungsquelle Vpulse, ( Ein- und Ausschalten simulieren ). Die Parameter von
Vpulse sind relativ beliebig wählbar. Lediglich bei den Anstiegs und Abfallzeiten
sollte man kleine Werte vorziehen, damit die Spannung möglichst recheckig wird. V1
und V2 geben das obere und untere Spannungsniveau an. Td ist die
Verzögerungszeit und TF und TR sind Abfall und Anstiegszeit des Recheckimpulses.
PW gibt die Pulsbreite an und PER die Periodendauer.
Um einen besseren Überblick in dem Spannungsdiagramm zu behalten, wird über
den Menüpunkt Place - Netalias zusätzlich noch die Namen der Spannungen an
deren Spannungsmarker gesetzt.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Simulation:
Art der Analyse :time domain(Transient) Analyse ( runtime 20µs -20us- max.stepsize
10ns. Zur Darstellung des Diodenstroms: Menüpunkt Plot – Add Y-axis ….. Trace –
addtrace … den Strom I(D1:1) in das Diagramm einzufügen.
Durchlass und Sperrkennlinie einer Z-Diode
Ermittelung der Z-Spannung
Beobachten der Kennlinie bei Verändern der Z-Spannung
Verwendete Bibliotheken:
Z-Diode D1N750: diode.olb
Stromquelle: source.olb Quelle ISRC
Masse: source.olb
Schaltungaufbau :
I1
AC = 1
TRAN =
DC = 0
D1
I
D1N750
0
Starten der Simulation :
DC-SWEEP, Stromquelle I1 ( Wertebereich –200mA bis 200mA )
Achseneinstellungen ,User defind
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Ergebnis: Sperr- und Durchlasskennlinie der Z-Diode.
Durchlass- und Sperrkennlinie der Z-Diode D1N750
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Ändern der Z Spannung auf 15V im Modelleditor (Parameter Bv)
(rechte Maustaste: Edit P-Spice-Modell)
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Aufgaben
10. Spannungsstabilisierung mit der Z-Diode
Ziele:
Darstellung des Spannungsabfalls über den Vorwiderstand Rv
(Eingangsspannung =0V-12V)
Spannungsabfall über RL bei Eingangsspannung=10V
Verwendete Bibliotheken:
Z-Diode D1N750: diode.olb Spannungsquelle/GND: source.olb
Widerstände : analog.olb
Schaltungsaufbau :
Um die Ausgangs- und Eingangsspannung besser überblicken zu können, mit Place
– Net Alias Ua und Ue benennen
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Simulation:
DC-SWEEP Simulation Spannungsquelle V1 sweepen
( Wertebereich von 0V-12V Schrittweite von 0,1V)
Um nun noch die Spannung bei V1=10V genau bestimmen zu können, wird der
Menüpunkt Trace-Cursor-Display benutzt
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Spannungsstabilisierung einer Z-Diode mit veränderlicher Last
Ändern der Eigenschaften des Lastwiderstandes ; Feld Value ersetzen durch einen
in geschweifte Klammern geschriebenen Variablennamen.
In der Bibliothek special.olb Objekt Param wählen, neben Schaltung setzen und
durch Doppelklick darauf dessen Eigenschaften ansehen. Button new column :
Variablennamen des Widerstandes und seinen Wert eingeben, den die Variable
ohne Einstellung eines Parametersweeps in den Simulationssettings hat.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Zusätzlich zu der Ausgangspannung wird Diodenstrom und den Laststrom
dargestellt. Dazu eine 2. Y-Achse anlegen und mit 0mA bis 20mA definieren.
Menüpunkt Plot–add Y axis und Plot – axis settings.
Für 4,7V
Für 20V - Diode
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Temperatureinfluss (Quelle VSRC)
V1
DC = 0V
AC = 1V
TRAN =
D2
I
D1N4148
0
Änderung: für Temperatureinfluss ist Spannungsquelle eingesetzt
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
11. Reihenschwingkreis
Ziel:
Darstellung des Frequenzganges eines Reihenschwingkreises und Ermittlung der
oberen und unteren Grenzfrequenz, sowie der Bandbreite.
Verwendete Bibliotheken:
Spannungsquelle/GND: source.olb
Spule/Widerstand/Kondensator:analog.olb
Schaltungsaufbau:
Spannungsquelle ist Vsin Vac Amplitude auf 1V einstellen. Spule L1 1.1H ,
Kondensator C1 2.2uF Widerstand R1 150.
An der Spule Differentialmarker
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Simulation:
Für die Darstellung des Frequenzganges Analysetyp AC Sweep Startfrequenz von
10Hz, Endfrequenz 200Hz, 100 Punkte pro Dekade.
Spannung über der Spule bzw. Kondensator wesentlich höher ist als die eigentliche
Eingangsspannung.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Grenzfrequenzen und Bandbreite:
löschen beide Kurven ; Spannung über den Widerstand in dB anzeigen. Menüpunkt
Trace-delete all traces, dann Trace-add Trace und als Funktion DB() und als Variable
V(ua) aus wählen.
Menüpunkt Trace-evaluate Measurements und wählen als Funktionen
Bandwidth_Bandpass_3dB(V(ua)), Cutoff_Highpass_3dB(V(ua)) und
Cutoff_Lowpass_3dB(V(ua))
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
die Bandbreite, die obere und untere Grenzfrequenz in den Measurement Results
ablesen.
12. Tiefpass mit Operationsverstärkern
Anwendungsbeispiel: Sallen – Key - Tiefpass vierten Grades
Die erforderliche Schaltung und die nötigen Bauteilewerte liefern die erwähnten Filterprogramme nach Eingabe
folgender Parameter:
Filterart
(Lowpass, Highpass, Bandpass, Bandstop)
Filtertyp
(Tschebyschef, Butterworth, Bessel, Cauer.....)
Grenzfrequenz
Maximale Welligkeit der Dämpfung im Durchlassbereich („passband ripple“)
Filtergrad (bestimmt die Anzahl der erforderlichen Bauteile. Legt fest, wie steil der Übergang vom Durchlass - in
den Sperrbereich erfolgt).
Es soll eine Audio - Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 3400Hz aufgebaut werden. Er soll als Tschebyschef
- Filter vierten Grades mit einer maximalen Welligkeit von 0,5dB im Durchlassbereich realisiert werden. An
den Eingang wird eine Sinus-Spannungsquelle „VSIN/SOURCE“ angeschlossen, sie soll eine Spannung mit der
Frequenz 1kHz und dem Spitzenwert 1V abgeben.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
C3
C1
4.7n
VCC
OUT
2
-
U1B
R3
R4
19.9k
57.7k
5
6
C2
2.2n
0
VCC
R5
3.3k
VDD
-
7
Ua
VDB
LM324/ON
V-
AC = 1V
+
OUT
LM324/ON
V-
VOFF = 0V
VAMPL = 1V
FREQ = 1kHz
1
4
+
35.6k
11
20.6k
V3
VCC
V+
Ue
11
U1A
3
4
R7
V+
R6
10n
C4
220p
VDD
VDD
R8
2.2k
V1
12V
V2
12V
0
0
0
0
0
Zuerst wird der Frequenzgang kontrolliert. Erstellen Sie also ein neues Simulationsprojekt, wählen Sie bei den
Simulation Settings „AC - Sweep“ und geben Sie den Frequenzbereich von 1Hz bis 10kHz vor (logarithmischer
Sweep, 100 Punkte pro Dekade).
1.2V
0.8V
0.4V
0V
1.0KHz
V(UA)
3.0KHz
5.0KHz
7.0KHz
9.0KHz
Frequency
Darstellung in db:
Um zu kontrollieren, ob das tatsächlich auch die geforderten max. 0,5dB sind, Spannungsmarker entfernen aus
und ersetzen sie durch „VdB - Marker“ (Menü: Pspice /Markers/Anvanced).
-0
-20
-40
-60
-80
1.0Hz
3.0Hz
10Hz
DB(V(AUSGANGSSPANNUNG))
30Hz
100Hz
300Hz
1.0KHz
3.0KHz
10KHz
30KHz
100KHz
Frequency
Y-Achse auf userdefined Bereich von -1dB bis +1dB
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
1.0
0.5
0
-0.5
-1.0
1.0Hz
3.0Hz
10Hz
DB(V(AUSGANGSSPANNUNG))
30Hz
100Hz
300Hz
1.0KHz
3.0KHz
10KHz
30KHz
100KHz
Frequency
Ersetzen der Sinusspannungsquelle durch eine Pulsquelle (VPULSE/SOURCE) und testen die Reaktion der
Schaltung auf ein symmetrisches Rechtecksignal mit f = 1kHz und einem Spitze-Spitze-Wert von 1V.
Ue
V1 = 1V
V2 = 0V
TD = 0s
TR = 1ns
TF = 1ns
PW = .5ms
PER = 1ms
V3
0
1.2V
0.8V
0.4V
0V
1.0KHz
V(UA)
3.0KHz
5.0KHz
7.0KHz
9.0KHz
Frequency
13. Thyristor-Phasenanschnitts-Steuerung
Thyristor 2N1595
Zur Zündung wird eine
Pulsspannungs-quelle
VPULSE verwendet. Sie
liefert einen kurzen
Zündimpuls mit der Pulsdauer
von 10 Mikrosekunden und
einer Anstiegs- bzw. Abfallzeit
von je einer Mikrosekunde.
Ihre Wiederholfrequenz ist
natürlich 50 Hz und ihre
„Phasenverschiebung “
wird über „DELAY“
eingestellt.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Zusatzaufgaben:
a) Simulieren
verschiedenrer„Anschnitwinkel“.
b) Darstellung der Zündspannung
zwischen Gate und Katode des
Thyristors in einem eigenen
Diagramm ( „Voltage Differential
markers verwenden)
14. Gegengekoppelter, zweistufiger Transistor-Breitbandverstärker
Stromlaufplan mit Quellen und VdB-Markern:
Es handelt sich hier um zwei Stufen in Emitterschaltung, die galvanisch gekoppelt sind. Der Ausgang der zweiten
Stufe (= ihr Kollektor) wird zum Emitter der ersten Stufe zurückgeführt. Dieses Signal wirkt gegenphasig und
vermindert deshalb die Gesamtverstärkung. Aber diese Gegenkopplung stabilisiert auch die Arbeitspunkte,
reduziert die Verzerrungen, verkleinert den Innenwiderstand des Ausganges und ergibt eine höhere obere
Grenzfrequenz.
Eingangs- und Innenwiderstand der Schaltung betragen je 75 , die Versorgungsspannung (= eine
Gleichspannungsquelle VDC/SOURCE) wird auf 12V eingestellt.
Das Eingangssignal wird von einer Sinusquelle (VSIN/SOURCE) geliefert, Spitzenwert 100mV bei einer Frequenz
von 1kHz für die Urspannung
Transistoren :Q2N3904 bzw. Q2N3906)
„AC-Sweep“ Frequenzbereich von 1Hz bis 1GHz mit 100 Punkten pro Dekade beim logarithmischen Sweep.
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Praktikum Schaltungssimulation
Aufgaben
Bestimmung der Verstärkung in
dB sowie der unteren und
oberen Grenzfrequenz der
Schaltung.
Wiederholen der Simulation mit
geänderten Werten für die
beiden Koppelkondensatoren
C1 und C2, um deren Einfluss
auf den Frequenzgang und die
untere Grenzfrequenz zu
erkennen.
Zusatzaufgabe:
„Simulation Settings“ Analyse „Time domain (Transient)“
Entfernen VdB-Marker aus der Schaltung und ersetzen durch „gewöhnliche Spannungsmarker“.
Überprüfung der im vorigen Aufgabenteil ermittelten Wert der Verstärkung.
Steigern der Eingangsspannung soweit, bis am Ausgang denjenigen Punkt erreicht wird, bei dem deutlich
sichtbare Verzerrungen auftreten.
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