Proteus在模拟电子设计中的仿真应用研究(2) - 电子设计工程杂志社投稿

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Proteus在模拟电子设计中的仿真应用研究(2)

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图9失真波形

如图10所示，选中示波器面板中的光标(Cursors)按钮，分别单击波谷和波峰，可获得测量数据，计算可得输出波形和输入波形的峰-峰值，将两个数值相比即是电压放大倍数.要取消测量数据，只需在示波器屏幕上右击并选择Clear All Cursors即可.

输入电阻的测量(替代法)，接上负载电阻RL，并保证输出波形不失真.当开关SW1连接C1时，记下电压表的读数；再将开关SW1转接到RV2，并调节RV2，使电压表的读数仍为原来值，则此时RV2的阻值即为输入电阻Ri的值.

输出电阻的测量(换算法)，在输入端加一固定信号电压，并保证输出波形不失真.分别测量RL在断开和接通时的输出电压VO和VL，代入公式RO=(VO/VL-1)RL可计算出输出电阻RO.

图10波峰和波谷的测量

3 交流反相放大电路仿真分析

3.1 电路图绘制

按图11所示创建仿真实验电路.参照前两个任务，自己挑选和添加所使用的元件.in为交流信号源，在信号发生器模式(Generator Mode)中为SINE，其Amplitude(幅度)设置为1 V，Frequence(频率)设置为1 kHz，如图12所示.in也可用默认名称C1(-)，取消Hide properties前的对勾，可显示信号源的属性.out是电压探针，也可用默认名称C2(-)[3].

电源取自终端接口模式(Terminals Mode)中的POWER，在String窗口中分别输入+15 V和-15 V即可.

图11交流反相放大电路

其它参数按图12中数据进行设置.单击左侧工具栏中的Graph Mode(图表模式)图标，然后在图表模式列表中选择FREQUENCY选项，在图纸上就可以拖画出一个频率分析图框.先后单击选中out和in，然后再将其拖拉到分析图框中的左侧位置作为纵坐标及参考标准，最后再将out 拖拉到分析图框中的右侧位置做相位分析纵坐标.按下空格键进行模拟，即可得到模拟分析结果，如图13所示.

图12 正弦信号源属性设置图13 频率分析结果

双击频率分析图框的绿色标题栏，可以将分析图窗口单独显示或最大化，以便进行各种细节的分析，如测量转折频率等，如图14所示.

图14频率分析结果测量

注意，当关闭频率分析仿真结果窗口后，由于软件与系统的兼容问题，原来的电路图可能会荡然无存.此时，需执行一次撤销Undo Changes操作(快捷键 Ctrl+Z)再滚动一下鼠标滚轮，对电路放大或缩小一下即可恢复正常.

仿照上述步骤，同样可进行交流扫描分析，只是要在图表模式列表中选择AC SWEEP 选项，然后双击拖拉出的矩形框，在出现的编辑对话框中设置好开始值(Start value)、结束值(Stop value)和步数(No. steps)其他用默认值，如图15所示.

关闭交流扫描分析设置对话框，双击电路中的C1或其他要分析的元件，将其容量或阻值等改为…*X，注意X要大写，以保证其与交流扫描分析设置对话框中一致，如图16所示.

图15 交流扫描分析设置图16 元件参数设置

按空格键即可得到模拟分析结果，如图17所示.

图17交流扫描分析模拟结果

4 OCL功率放大器电路仿真分析

4.1 电路图绘制

按照图18所示创建OCL功率放大器原理电路.信号源为5 V、1 kHz的正弦信号，Q1(E)和Q2(E)分别为电流探针和电压探针直接放在导线上的结果.

电流探针在放置时可按小键盘上的“+” 或“-”键，选择合适的电流方向，或放置好后右键单击探针，在右键菜单中选择相应操作，使探针电流方向合适，否则极易出错.

运行仿真时，调节RV1和RV2，即可观察两个探针的示值变化和示波器波形的变化.电位器调节可按下述方法进行：先将RV1调到最小，再使RV2从最小到最大；然后再将RV1调到最大，之后再调节RV2.

图18OCL功率放大器原理电路

在图表模式列表中选择FOURIER(傅立叶)选项，在图纸上拖画出一个傅立叶分析图框.将电压探针Q1(E)拖拉到分析图框中的左侧，按空格键可得到傅立叶分析结果，由此结果可检测电路的谐波失真情况.

调节电位器RV1 和RV2，并在调节后按空格键进行傅立叶分析.图19所示是RV1和RV2调节到最小时的分析结果.

注意，傅立叶分析图的横坐标默认值是100 kHz，如要修改，可双击分析图，在弹出的傅立叶分析图编辑对话框中，修改Max Frequency窗口中的数值即可.图19中的横坐标数值是20 kHz.

图19傅立叶分解结果

设置正弦信号为 5V，在示波器控制面板中，将Horizontal处的Source按钮拨到A，使示波器处于B/A模式，重复进行电位器的调节，在示波器中可看到不同的波形.典型的三种波形如图20所示.

文章来源：《电子设计工程》网址: http://www.dzsjgc.cn/qikandaodu/2021/0121/811.html