多諧振蕩�電路是一種矩形波�(chǎn)生電�。這種電路不需要外加觸�(fā)信號,便能連續(xù)�,周期性地自行�(chǎn)生矩形脈沖。該脈沖是由基波和多次諧波構(gòu)�,因此稱為多諧振蕩器電路。又�?yàn)槠錄]有穩(wěn)定的工作狀�(tài),多諧振蕩器也稱為無�(wěn)�(tài)電路。具體地�,如果一開始多諧振蕩器處�0狀�(tài),那么它�0狀�(tài)停留一段時(shí)間后將自�(dòng)�(zhuǎn)�1狀�(tài),在1狀�(tài)停留一段時(shí)間后又將自動(dòng)�(zhuǎn)�0狀�(tài),如此周而復(fù)�,輸出矩形波。常用作脈沖信號���(shí)序電�中的�(shí)鐘信��
電路如下圖:
1. 把雙�(wěn)�(tài)觸發(fā)器電路的兩支電阻耦合支路改為電容耦合支路。那�,電路就沒有�(wěn)定狀�(tài),而成為無�(wěn)電路�
2. 開機(jī):由于電路參數(shù)的微小差�,正反饋使一支管子飽和另一支截�,出�(xiàn)一�(gè)暫穩(wěn)�(tài)。設(shè)BG1飽和,BG2截止�
1. 正反�: BG1飽和瞬間,VC1�+EC突變到接近于零,迫使BG2的基極電位VB2瞬間下降到接�-EC,于是BG2可靠截止�
2. �(gè)暫穩(wěn)�(tài):
C1放電
C2充電
3. 翻轉(zhuǎn):�(dāng)VB2隨著C1放電而升高到+0.5V�(shí),BG2載始�(dǎo)�,通過正反饋使BG1� �,BG2飽和�
4. 第二�(gè)暫穩(wěn)�(tài):
C2放電
C1充電
5. 不斷循環(huán)往�(fù),便形成了自激振蕩�
6. 振蕩周期: T=T1+T2=0.7(RB2*C1+RB1*C2)=1.4RB*C
7. 振蕩頻率: F=1/T=0.7/RB*C
8. 波形的改�: 可以同單�(wěn)�(tài)電路,采用校正二極管電��
在數(shù)字系�(tǒng)的仿真過程中�(jīng)常用到多諧振蕩器。多諧振蕩器不需要外加觸�(fā)信號便能自行�(chǎn)生一定頻率和一定寬度的矩形�,這一輸出波形用于電路中的�(shí)鐘信號源。實(shí)際應(yīng)用過程中�(jīng)常用到TTL或CMOS門電路�(gòu)成的多諧振蕩�,可是我們發(fā)�(xiàn):直接應(yīng)用OrCADCapturePSpice元件庫中的門電路元件�(jìn)行仿真時(shí),可以發(fā)�(xiàn)�(jié)果總是失敗的,不能產(chǎn)生正確的輸出波形。如果采用其他電路仿真軟件,比如Multisim和Protel,同樣不能正確仿�。這是�?yàn)檫@些軟件中�(shù)字器件的模型與模擬器件的模型不同,在仿真過程中處理兩種器件的算法是截然不同的。通常說來電路�(shè)�(jì)人員必須將電路分為模擬部分和�(shù)字部�,分別�(jìn)行仿真,但在很難分離電路的情況下,則�(yīng)采用�(shù)模混合的仿真,這時(shí)必須使用模擬/數(shù)字接口。對于門電路多諧振蕩器電路的仿真,如果采用數(shù)字電路仿�,由于數(shù)字仿真時(shí)是分析邏輯電�,所以無法仿真出門電路振蕩器的輸出波形。在�(shí)踐經(jīng)�(yàn)的基�(chǔ)�,本文提出了將門電路多諧振蕩器轉(zhuǎn)�?yōu)槟M電路�(jìn)行仿真的方法,并�(jìn)一步提出了�(gòu)造由模擬子電路模型構(gòu)成新元件,然后再對新元件�(gòu)成的電路�(jìn)行仿真的方法�
2 采用TTL電路�(gòu)成門電路�(shí)�(xiàn)對多諧振蕩器的仿�
根據(jù)門電路多諧振蕩器的原理,將電路中用到的�(shù)字電路元件與非門模型用模擬電路元件構(gòu)成的電路代替。具體的電路如圖所��
圖中虛線框中的部分為被分立元件代替的與非門。從圖中可見兩�(gè)與非門相同。Q3和Q9�(gòu)成一�(gè)多發(fā)射極三極管,Q5,R2,R7,是中間級起到放大作用,R3,Q1,Dl,Q7�(gòu)成輸出級�(shí)�(xiàn)反相作用。具體的仿真步驟如下�
首先在OrcadCapture中創(chuàng)建可以�(jìn)行PSpice仿真的工程項(xiàng)�;其次在Schematic文件夾中新建Page頁并在該頁中畫出�1所示的多諧振蕩器電�,Q2N2222D1N3910在DIODE�,V1在source庫中,Vcc在place powerCAPSYM庫中,地0在place powerSOURCE庫中,電阻在ANALOG庫中;再次�(jìn)行電氣規(guī)則檢�,若存在ERC檢查�(fā)生錯(cuò)�,則�(yīng)該根�(jù)�(bào)告的�(cuò)誤信�,對電路�(jìn)行檢查和修改直到修正完所有的�(cuò)�;新建SimulationProfile,設(shè)置好相關(guān)的參�(shù)并�(jìn)行仿�。在本例中相�(guān)參數(shù)的設(shè)置為:timedomain(transientanalysis)仿真,仿真的�(shí)間到0�2 ms,從0ms開始存儲�(shù)�(jù)�
3 建立新元件實(shí)�(xiàn)對多諧振蕩器的仿�
直接采用模擬電路元件�(gòu)成門電路可以�(shí)�(xiàn)對多諧振蕩器的仿�。該方法原理簡單,但�(shí)際應(yīng)用中較為煩瑣,原因是需要重�(fù)畫很多相同的電路,而且還占用了很大的圖紙空�,這對于仿真含多諧振蕩器的電路更是如此。如何有效的解決這�(gè)問題,是一�(gè)難點(diǎn)。在研究OrCADCapture Pspice的基�(chǔ)上發(fā)�(xiàn)�(chuàng)建新元件�(jìn)行電路仿真是一�(gè)有效的方法。對于本例創(chuàng)建新元件的具體步驟如下:
�1步:打開PSpiceModelEditor。modelEditor可以用來決定許多�(biāo)�(zhǔn)元件的模型參�(shù)比如說雙極形晶體�,也可以用來�(chuàng)建子電路模型比如說運(yùn)算放大器。在這里將用MODEL Editor首先�(chuàng)建一�(gè)新的庫文�,起名為mylib.lib,用于創(chuàng)建新元件的電路模��
�2步:在出�(xiàn)的modellist窗口中新建一�(gè)model起名為nand。創(chuàng)建nandmodel�(shí)�(yīng)�(dāng)注意從子電路模型中拷��
�3步:采用PSpice語言建立子電路模�。在這里將為與非門建立子電路模�。具體的電路如圖2所示。為方便編寫程序已為電路�(biāo)上了相應(yīng)的節(jié)�(diǎn)號n1至n8,a,b,c為與非門的輸入輸出端,VCC和gnd為電源端和接地端。在電路模型編輯窗口,編輯PSpice模型程序文件如圖2所��
上述程序也可以通過一�(gè)較為簡便的方法得到。首先新建一�(gè)�,從庫中�(diào)出元件,畫出�2所示的電路。選用OracdCaptureTools菜單欄中命令create netlist,創(chuàng)建輸出網(wǎng)表文件,�(chuàng)建的過程中應(yīng)�(dāng)注意選中選項(xiàng)createhierarchicalformatnetlist,得到網(wǎng)表文件后對其�(jìn)行修改使其成為上述程��
�4步:修改元件符號庫mylib.olb中nand元件的符�,使其方便于使用�
�5步:新建工程文件oscillator.dsn,在新建頁面中畫出采用新建符號nand�(gòu)成的多諧振蕩�,電路如�3所�。圖中建立了兩�(gè)電壓波形測試�(diǎn)outl和out2,放置了電壓測試�(biāo)�。在U1,U2的元件參�(shù)屬性中將PSpicetemplate�(shè)置為X·@REFDES%A%B%C%GND�,VCC@MODEL�
�6步新建simulation profile,�(shè)置好相關(guān)的參�(shù)在本例中�(shè)置的參數(shù)為time domain(transient analysis),仿真的時(shí)間到0.2ms,從0ms開始存儲�(shù)�(jù)。此外配置mylib.lib為本工程文件的庫搜索范圍。需給電容賦一�(gè)不為0的初始條�,比如令C1初始值為0�1 V,在不賦初值的條件下對電路�(jìn)行仿�,由于算法原因電路的輸出�(jié)果將為零�
�7步:對電路�(jìn)行仿�,電路的仿真�(jié)果如�4所示。該仿真�(jié)果同對圖1�(jìn)行仿真的�(jié)�。通過對波形的測量�(fā)�(xiàn)其周期為39us。這一�(jié)果和理論分析的結(jié)果一��
4 �(jié) �
�(shí)際應(yīng)用表明:直接�(yīng)用orCADCapturePSpice元件庫中門電路元件不能對門電路多諧振蕩器�(jìn)行仿�。建立具有模擬電路構(gòu)成子電路模型的與非門元件,構(gòu)成多諧振蕩器電路并對電路�(jìn)行仿真,是一�(gè)有效解決仿真問題的方�。該方法不僅簡便易行,而且建立的元件可以重�(fù)使用,故該方法對其他�(fù)雜電路的仿真具有普遍的參考價(jià)��
利角可飽和電感和開關(guān)晶體管組合的多諧振蕩器的原理,可以構(gòu)成超小形磁心控制的直流-直流變換�,圖(a)所示為其基本電�,這里,晶體管要采用雙極型晶體�,磁心要采用鈷基非晶形磁�。電路中,VT1為主開關(guān)晶體�,采用電流反饋工作方�� VT2為控制晶體管,它以誤差電壓uC作為電源,采用電壓反饋工作方式保持其�(dǎo)通狀�(tài)�
圖(b)所示為變換器工作時(shí)磁心�(nèi)的磁通變化情�。VT2�(dǎo)通時(shí),磁通φSR隨著Uc對時(shí)間的積分從飽和值開始下�,降到P�(diǎn)�(shí)在外加時(shí)鐘脈沖Up作用下VT2截止,VT1�(dǎo)通(也可以不用外加時(shí)鐘脈�,由VT2和VT1自身�(jìn)行換流)。VT1�(dǎo)通時(shí),磁通φSR隨著電流反饋�(chǎn)生的UBE1對時(shí)間積分而上升,若升到磁通飽和狀�(tài),則VT1和YT2�(jìn)行換�,即VT1截止,VT2�(dǎo)�,磁通再次下�。電路中,主開關(guān)晶體管的截止是飽和磁心的電感與基極-�(fā)射極間電容形成的諧振引起�,存貯時(shí)間與截止�(shí)間非常短,因此,開關(guān)損耗小,開�(guān)頻率有可能達(dá)到兆赫以��
(a)直流-直流變換器基本電�;(b)磁通變化情�
� 直流-直流變換器與磁通變化情�
維庫電子�,電子知識,一查百��
已收錄詞�161625�(gè)