Чтение онлайн

Рис. 2.49

2.3. Решите задачу 2.2 при значении R2=20 Ом.

2.4. В этой задаче исследуются изменения напряжения на R, L, и С вблизи резонанса. Параметры элементов показаны на рис. 2.50, f0=159,15 Гц. Сформируйте входной файл так, чтобы получить графики VR, VL и VC для частотного диапазона от 10 до 300 Гц. Покажите, что VRmax соответствует частоте f0 в то время как VLmax — ниже f0, a VCmax — выше f0.

Рис. 2.50

2.5. Для схемы, показанной на рис. 2.51, найдите полное сопротивление со стороны источника при f=1 кГц.

Рис. 2.51

2.6. Определите график изменения проводимостей для типичной схемы с двумя параллельными ветвями (рис. 2.52). Она подобна схеме, рассмотренной в примере данной главы. Проведите моделирование с использованием Probe и получите график IP(R), чтобы определить резонансную частоту. Затем получите карту проводимостей и найдите значения G и В при резонансе.

Рис. 2.52

2.7. Для схемы на рис. 2.53 найдите частоту, при которой V2=0,707 В для объяснения амплитудно-частотной характеристики (характеристики Боде) для V2/V1. Определите фазовый сдвиг при этой частоте.

Рис. 2.53 

2.8. Для схемы на рис. 2.54 найдите частоту, при которой выходное напряжение минимально, и значение напряжения при этой частоте (амплитуду и фазу). Найдите полосу частот, в которой выходное напряжение изменяется на 3 дБ или больше.

Рис. 2.54

2.9. На рис. 2.55 приведена схема с двойным резонансом. Она имеет ширину полосы пропускания в 150 кГц. Получите графики для схемы, которые подробно показывают амплитуду и фазу выходного напряжения в интересующей нас области.

Рис. 2.55. 

2.10. Для схемы на рис. 2.56 найти I1, I2 и напряжение V40 при частоте ω=1000 рад/с. Подсказка: так как значения реактивных сопротивлений не могут использоваться в PSpice непосредственно, рассчитайте значения L и С.

Рис. 2.56

2.11. Чтобы проверить ответы, полученные в задаче 2.10, найдите V20, затем используйте напряжение на L, чтобы найти ток i2. Сравните эти значения с результатами, полученными при решении задачи 2.10.

2.12. Для схемы, показанной на рис. 2.57, найдите i и V2. Преобразуйте источники тока в источники напряжения и проверьте ваши результаты с помощью ручного расчета.

Рис. 2.57

2.13. На рис. 2.58 показана схема индикатора последовательности фаз. R1 и R2 — сопротивления идентичных ламп накаливания. Даны значения: частота f=60 Гц, V12=100∠0° В и V23=100∠–120° В. Покажите с помощью анализа на PSpice, что последовательность фаз (которая, очевидно, является прямой ABC) может быть определена по относительной яркости ламп R1 и R2.

Рис. 2.58

2.14. Трехфазная несимметричная нагрузка, соединенная в звезду, подключена к симметричному трехфазному источнику питания с частотой 60 Гц: VAB=208∠0°, VBC=208∠-120° В и VCA=208∠120° В, полные сопротивления фазы ZA0=8∠30° Ом, ZB0=4∠-50° Ом, и ZCO=6∠20° Ом. Найдите три линейных тока и ток нейтрали. Подсказка: Из заданных полных сопротивлений определите значения X и R; затем преобразуйте каждое реактивное сопротивление X в L или С в зависимости от знака реактивного сопротивления. Убедитесь, что для фазы A: R=6,928 Ом и L=10,61 мГн; для фазы B: R=2,571 Ом, С=865,7 мкФ, а для фазы С: В=5,638 Ом и L=5,433 мГн. 

SPICE имеет встроенные модели для биполярных и полевых транзисторов. Эти модели сложнее, чем модели, используемые в традиционных курсах электроники. Обычно студенты изучают схемы смещения и схемы усиления отдельно. Такое построение материала позволяет дать студенту более полное понимание методики расчета цепей постоянного тока и анализа на переменном токе для биполярных и полевых транзисторов. Поэтому сначала лучше не использовать встроенные модели при анализе транзисторных схем. Вместо этого мы будем применять упрощенную модель для прямосмещенного транзистора на постоянном токе.

Биполярные транзисторы (BJT) — первая тема, изучаемая в этой главе. На рис. 3.1 показана типичная схема смещения транзистора. Транзисторы типа npn кремниевые (Si) имеют коэффициент усиления в схеме с общим эмиттером (ОЭ) hFE=80 и напряжение база-эмиттер VBE=0,7 В (типовые значения для активной области). Никакая иная информации о транзисторе при анализе не используется. Параметры элементов схемы: R1=40 кОм; R2=5 кОм; RC=1 кОм, RE=100 Ом и VCC=12 В.

Рис. 3.1. Типовая схема смещения транзисторов

Чтобы использовать анализ на PSpice, мы предлагаем вам разработать подходящую модель для BJT. Она позволит вам находить статические значения напряжений и токов в схеме смещения. На рис. 3.2 показана такая модель наряду с другими компонентами, необходимыми для анализа. Она содержит источник тока, управляемый током (ИТУТ или CDCS), F с коэффициентом передачи hFE и независимый источник напряжения VA, моделирующий напряжение на активной области VBE.

Рис. 3.2. Модель смещения для биполярного npn-транзистора

Входной файл для этой схемы имеет вид: