Wprowadzenie do elektroniki/Symulacja Spice/Wzmacniacz sygnału

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Schemat podstawowy[edytuj]

Poniżej podstawowy schemat wzmacniacza narysowany w programie gEda i przystosowany do symulacji w Spice

Schemat wzmacniacza sygnału analogowego.png

W schemacie wyróżnić należy dwie rzeczy. Mianowicie dzielnik rezystancyjny R1/R2. Dzielnik ten ustawia nam napięcie odniesienia na poziomie połowy napięcia zasilania. Zabieg ten pozwala na pracę wzmacniacza z pojedynczym napięciem zasilania. Kolejną ważną rzeczą jest kondensator C1. Spełnia on następujące funkcje:

  • odcina składową stałą od źródła sygnału
  • dla składowej stałej wzmacniacz pracuje jako wtórnik - wzmocnienie 1 (napięcie na wyjściu równe będzie połowie napięcia zasilającego)
  • dla składowej zmiennej włączony zostanie rezystor R5 i wzmocnienie ustali się na wartość kp=R6/R5 = 2.

Źródło napięcia sinusoidalnego V2 parametryzujemy następująco:


  • Vd - składowa stała (u nas 0)
  • Vsin - amplituda (u nas 1V)
  • f - częstotliwość (u nas 100 Hz)


Poniżej przedstawiam wynik symulacji czasowej dla tego układu


Symulacja wzmacniacza dla wymuszenia sinusoidalnego.png

Schemat rozszerzony[edytuj]

Załóżmy, że moc na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest niewystarczająca dla naszych potrzeb. Dlatego postanowimy dodać tranzystorową zewnętrzną końcówkę mocy. Oto równoważny schemat.


Schemat wzmacniacza z tranzystorową końcówką mocy.png

Ponieważ chcemy aby wzmacniacz operacyjny sterował napięciem na wyjściu tranzystorów z tego też punktu bierzemy sprzężenie zwrotne. Reszta układu jest analogiczna do układu przedstawionego w punkcie 1.

Wynik symulacji czasowej przedstawia dodatkowo sygnał sterujący tranzystorami.

Symulacja wzmacniacz z tranzystorową końcówką mocy.png

Czerwonym kolorem wyrysowany jest sygnał na wyjściu wzmacniacza a niebieską linią sygnał sterujący końcówkę mocy (sygnał na wyjściu LM741)

Podsumowanie symulacji[edytuj]

Wykresy przedstawiają symulację czasową

tran 1us 40ms

modele tranzystorów wyciąłem z pliku znalezione przy pomocy google https://www.infineon.com/dgdl/S_AFBJT%5B1%5D.lib?fileId=db3a3043156fd5730115a3f6c81509a8 (modeli elementów trzeba szukać niestety samodzielnie) Pliki potrzebne do wykonania symulacji można pobrać tutaj :http://chomikuj.pl/mysiadziura/www.marekk.dreamhosters.com/wzmacniacz_analogowy,4394072070.zip(archive)