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Saber常见电路仿真实例

2022-11-20 7页 doc 1MB 6阅读

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Saber常见电路仿真实例Saber常见电路仿真实例TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark2"稳压管电路仿真2HYPERLINK\l"bookmark4"带输出钳位功能的运算放大器3HYPERLINK\l"bookmark8"5V/2A的线性稳压源仿真4方波发生器的仿真7HYPERLINK\l"bookmark24"整流电路的仿真10数字脉冲发生器电路的仿真11HYPERLINK\l"bookmark32"分频移相电路的仿真16HYPERLINK\l"bookmark34"梯形波发生器...
Saber常见电路仿真实例
Saber常见电路仿真实例TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark2"稳压管电路仿真2HYPERLINK\l"bookmark4"带输出钳位功能的运算放大器3HYPERLINK\l"bookmark8"5V/2A的线性稳压源仿真4方波发生器的仿真7HYPERLINK\l"bookmark24"整流电路的仿真10数字脉冲发生器电路的仿真11HYPERLINK\l"bookmark32"分频移相电路的仿真16HYPERLINK\l"bookmark34"梯形波发生器电路的仿真17HYPERLINK\l"bookmark38"三角波发生器电路的仿真18HYPERLINK\l"bookmark46"十正弦波发生器电路的仿真20HYPERLINK\l"bookmark50"十一锁相环电路的仿真21稳压管电路仿真稳压管在电路设计当中经常会用到,通常在需要控制电路的最大输入、输出或者在需要提供精度不高的电压参考的时候都会使用。下面就介绍一个简单例子,仿真电路如下图所示:在分析稳压管电路时,可以用TR分析,也可以用DT分析。从分析稳压电路特性的角度看,DT分析更为直观,它可以直接得到稳压电路输出与输入之间的关系。因此对上面的电路执行DT分析,扫描输入电压从9V到15V,步长为0.1V,分析结果如下图所示:从图中可以看到,输入电压在9〜15V变化,输出基本稳定在6V。需要注意的是,由于Saber仿真软件中的电源都是理想电源,其输出阻抗为零,因此不能直接将电源和稳压管相连接,如果直接连接,稳压管将无法发挥作用,因为理想电源能够输出足以超出稳压管工作范围的电流。带输出钳位功能的运算放大器运算放大器在电路设计中很常用,在Saber软件中提供了8个运放和大量的运放器件模型,因此利用Saber软件可以很方便的完成各种运方电路的仿真验证工作•如下图所示的由lm258构成的反向放大器电路,其放大倍数是5,稳压二极管1N5233用于对该电路执行的DT分析扫描输入电压从-2V->2V,步长为0.1V,仿真结果如下图从仿真结果可以看出,当输入电压超出一定范围时,输出电压被钳位.输出上限时6.5V,下限是-6.5V.电路的放大倍数A=-5.Im258n_3是Saber中模型的名字,_3代表了该模型是基于第三级运算放大器模板建立的.Saber软件中二极管器件级模型的名字头上都带字母d,所以d1n5233a代表1n5233的模型.三5V/2A的线性稳压源仿真下图所示的电路利用78L05+TIP33C完成了对78L05集成稳压器的扩展,实现5V/2A的输出能力。为了考察电路的负载能力,可以在Saber软件中使用DT分析,扫描变化负载电流,得出输出电压与输出电流的关系,也就可以得到该电路的负载调整率了。DT分析参数设置为:Independentsource=i_dc.iloadsweepfrom0.01to2by0.1.。分析结果如下图所示:从上图可以看出,在整个范围内(0.01A工作原理
。电路如下图所示:vtop叩10010uVDC,.''DCvgd_topq_3pn1:1i:i0n2:210voutsmDC/DC:n2:210n1:100vgd_totsmpmvtotvpulseinitialJjpulse:15十\v_PIJlse''TnitiakOpulse:15印sec:_botsec:_topL"'"对该电路进行TR分析,endtime=200u,timestep=10n,仿真结果如下所示。1.输出电压25.0iAve:24.02520.015.0」10.0」0.0」0.020u40u60u80uGr即hO(V):t⑸vout100u120u140u160u180u200ut(s)2.驱动电压3.变压器原边波形Gr即hO(V):t⑸t(s)4.变压器负边波形Saber中仿真用的原理图文件在电路设计的时候,经常会需要设计脉冲发生电路,下图是一个由lm339比较器构成的方波发生器:其基本工作原理如下:假设lm339输出为高,贝则inp电压为(2/3)vcc,并且vcc通过r5、3向cl充电,inm端电压逐渐上升;当inm端电压高于Vinp时,lm339输出为低,则inp端电压跳变为(1/3)vcc,此时电容cl通过电阻r3向vout端放电,inm端电压逐渐下降;当inm端电压低于Vinp时,1m339输出为高,开始重复过程1。过程1到3反复重复,导致1m339输出端vout在vcc和gnd直接跳变,产生方波输出,方波频率主要有r3和cl决定(r5=4.7k<口訂4GmOUMUs)yvy?raq:洒7.伊■甲闿fDUl-ia.Dveilfead-1d.OBDm从上图可以看出,电路输出实现自激振荡,频率为2387Hz。十正弦波发生器电路的仿真今天介绍一个在Saber软件环境中对正弦波发生器电路进行仿真验证的例子,电路如下图所示:50m,在Sabersketch中设置电容C2的ic=6,然后选择DC,TR分析,EndTime=TimeStep=10n,仿真器输出结果如下图所示:从上图可以看出,输出为正弦输出电压,频率约为930Hz,峰峰值约为20V。问题:为什么要设置C2的ic=6?不设置ic值仿真结果会怎样?有兴趣的网友可以去试试。一锁相环电路的仿真在电路设计时,会碰到需要与某个输入信号同步的要求,在这种情况下,通常需要设计锁相环电路来实现对输入信号频率和相位的锁定。今天介绍一个在Saber软件环境中实现对锁相环电路仿真验证的例子,设计示例如下图所示。该电路实现的功能是对输入正弦信号进行测量,并在电路内部产生一个频率和相位均与输入信号相同的正弦信号。从图中可以看出,输入正弦信号经过电压控制电压源采样(用于模拟变压器),输入到过零比较器,过零比较器输出方波做为数字鉴相器的参考输入,数字鉴相器的另一个输入来自输出正弦电压的采样,而其输出信号代表了两个输入信号之间的相位差。数字鉴相器的输出经过滤波器、偏置和放大处理以后输出一个电压信号给压控振荡源,通过调节这个电压大小,就可以控制压控振荡源的输出信号在频率和相位上与输入正弦电压一致。数字鉴相器是有底层电路构成的mocromodel模型,其工作原理与CD4046电路的鉴相器部分一致,CD4046电路工作原理如下图所示。在Sabersketch中对该电路进行DC,TR分析,EndTime=500m,TimeStep=In,仿真器输出结果如下所示。t⑸6.04.02.00.0t⑸5.04.00.00.00.150.20.30.350.40.450.50.25t(s)3.02.0Gr即hOfilter_outdiffjDut50.0m鉴相器的输出以及经过滤波以后的波形滤波器输出经过偏置、放大以后的波形数字鉴相器的两路数字输入信号的波形输入正弦信号采样和输出正弦信号波形从上图可以看出,在经过200ms以后,输出信号与输入信号完全同频同相,实现了锁相环功能。对该电路稍加修改,就可以实现锁相环的另一种运用-倍频功能。swordman会在以后的blog中和大家讨论一种源于该电路的256倍频电路。今天接着前面的内容,为大家介绍一个利用锁相环实现倍频电路的仿真例子,设计示例如下图所示。vsHEnT.i^ial]iae_dm«icE从图中可以看出,在前面介绍的锁相环电路基础上,将输出信号通过一个计数器分频以后做为采样信号传会鉴相器的输入,就可以实现倍频功能了,倍频的倍数有计数器决定。在Sabersketch中对该电路进行DC,TR分析,设置与前面一致,仿真结果如下所示。鉴相器输出和滤波以后的波形经过偏置、放大以后的波形输入和输出信号波形从上图可以看出,输出信号实现了对输入信号的256倍频(输入信号频率为50Hz)。
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