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根据OrCAD电路设计软件的高频电子线路仿真剖析

本文基于OrCAD/Pspice电子线路计算机辅助分析设计软件以实现高频电子线路的综合电路分析仿真为目的,针对回路使用的信号频率比较高,电路实现的功能多、结构复杂,造成OrCAD设计软件在仿真过程

  本文根据OrCAD/Pspice电子线路核算机辅佐剖析规划软件以完结高频电子线路的归纳电路剖析仿真为意图,针对回路运用的信号频率比较高,电路完结的功用多、结构杂乱,构成OrCAD规划软件在仿真进程时运算量大,电路调试进程变得杂乱、电路的元器材参量优化难度大,经过选用杂乱电路的仿真调试相关优化的办法对变容二极管调频与功率扩大及发射电路的仿真进程进行剖析,仿真效果标明,选用相关优化办法能有用进步优化规划功率。

  OrCAD/Pspice是个通用的电子线路核算机辅佐剖析规划软件,是电路核算机仿真程序中极为优异的一款软件。具有强壮的电路规划与仿真才能,能够便当地完结电子线路的直流剖析、沟通剖析、瞬态剖析、噪声剖析、灵敏度剖析、傅里叶剖析、谐波失真剖析以及在不同温度下的电路功用剖析,完结电子线路的元器材参量优化。供给了丰厚的电子元器材模型,能完结各电路参量的测验、分折功用及器材库的构建功用。跟着OrCAD/Pspice快速开展,完结各种功用时操作变得越为简化,受编程进程约束越少,且对电路的核算和仿真越为精确。在把握电路原理的基础上,能便当地使用电子辅佐仿真规划软件Pspice完结所需电路的规划剖析和器材特性剖析。笔者将对可变电容调频与功率扩大及发射电路的仿真进程进行剖析讨论。

  1 OrCAD/Pspice在高频电子线路仿真中的优势效果

  高频电子线路中的振动电路、调幅电路、混频电路、调频电路、解调电路在生活中使用十分广泛,在规划和生产中,使用OrCAD/Pspi ce来辅佐剖析所需高频电路的各项功用和特性目标,能便当完结高频电子线路各种规划需求。并且使用OrCAD/layout phus能快速完结满意线路功用要求的实践印制电路板的规划。最为重要的是OrCAD/Pspice软件核算精确,使规划仿真的目标更契合电路的实践效果。高频电子线路规划的杂乱性,OrCAD电路软件的高效性,使得OrCAD/Pspice进行高频电子线路规划、仿真、分斩、制作时,更充分表现了OrCAD辅佐规划技能的长处:缩短了规划周期,进步了规划制作项意图全体功率,节省了规划本钱;使用OrCAD中的灵敏度剖析、容差剖析、噪声剖析、最坏状况剖析、优化参量剖析功用,使得质量得到进步和确保;OrCAD许多的单元规划和丰厚的元器材模型及易于调整的模型参数,为杂乱的规划剖析供给了便当。尽管,OrCAD供给了高效渠道,但对规划剖析高频归纳电路时,还得学习把握OrCAD剖析、调试、优化电路的办法,才能让OrCAD效能得以更好的表现。如在OrCAD/Pspice电子线路核算机辅佐剖析规划软件在进行高频电子线路的归纳电路剖析仿真时,因回路信号频率高,电路杂乱,构成仿真运算量大,仿真调试进程杂乱、优化参量难度大,若非有意识地进步规划功率,许多规划者会糟蹋许多的精力在调试和参量优化进程中。

  2 仿真电子原理图

  如图1所示为有用变容二极管谓频、功率扩大及发射电路,左端IN接口为调制信号输入。右端OUT天线为调频信号经功率扩大后发射输出,电路中三极管Q1与电容C1、C2、C3、C4、电感L1及变容二极管D10组成载波信号的构成和调制信号的调频作业级,调频好的信号经电容C12耦合输入到三极管Q2和电容C11、变压器TX1组成的小信号谐振扩大级,该级扩大电路作业在甲类扩大状况,调频信号经Q2级谐振扩大后输入功率扩大Q3级,Q3级作为功率输出级要求统筹高功率和高功率输出,所以在丙类扩大,且要求作业在临界弱过压状况。终究经过合理扩大后从OUT发射出去。

  要理想地完结变容二极管调频、功率扩大及发射归纳电路规划要求,规划要需求仔细剖析各级功用电路的功用目标,合理核算好各元器材的参数,不然,将很难调试成功。即便开端设置好了各参数,若在归纳电路里调试剖析,也将因回路信号频率高,电路杂乱,构成仿真运算量大,优化参量难度大。许多规划者在调试时,由于OrCAD供给的Probe模块能便当判别丈量点的信号波形是否失真,判别出某丈量点波形失真时,就重复地优化各元器材参数,没考虑到归纳电路中的调试是极为耗时的,更为重要的一点,归纳电路中某一丈量点功用的不合格,还因电路前后级联接而构成电路彼此的影响。就如图1变容二极管调频、功率扩大及发射电路,中心常常会参加一缓冲阻隔级,一般选用非谐振的一般甲类扩大级,意图是将振动级与功放级阻隔,以削减功放级对振动级的稳定性的影响。由于电路中前后级的相互影响存在,且各级小失真的迭加,构成即便易判别出某点波形失真,仍优化困难。为了进步规划功率,就应该从每一功用分立级电路独立规划做起,再一级级相关优化,究竟高频电路比低频电路运算量是成高量级改动的,且高频中要充分考虑元器材和接线散布阻抗的。

  3 要害功用电路仿真剖析

  图1变容二极管调频、功率扩大及发射电路规划中,规划者应先完结Q1振动级规划,再参加变容二极管和调制信号的规划,不然未发生振动时,不能判别是振动级规划未好,仍是变容二极管参数未确定好,变容二极管有一系列要害参数,都需核算设置的。摄荡级在调频电路中不选用稳定性低的一般电容三点式振动电路和克拉泼振动电路,而是选用稳定性高的西勒振动电路,如图2所示。

  在西勒振动电路中,改动与电感L1上相并的C4容量值,回路的振动频率就可调整,而C3用数值固定的%&&&&&%,当C1>>C3,C2>>C3时,振动频率近似为

  当选取C3为40 pF,C4为40 pF,其他元器材按规划要求设置时,振动器仿真波形如图3所示,仿真发生的振动信号频率与核算规划的频率差不多持平,都约为4MHz。  

  关于Q3级功率扩大级,如图4所示,则要求扩大器输出功率大,功率要高,即谐振功率扩大器一般作业在临界状况,由于临界状况的谐振功率扩大器输出功率最大,功率也高,最能契合规划要求,而过压状况具有较高的功率,所以作业点能够接近过压状况,比接近欠压状况好。规划时,应先独立进行Q3级功率扩大电路作业状况的调理,不然,会由于判别作业状况电流波形受前后级电路影响要素多,而难于优化参量。图5为设置好负载值,Vct及Vbb参量后,仿真得到弱过压的临界状况(如图5所示的上部分波形)和强过压状况(如图5所示的下部分波形)时经过发射极的电流Ie波形,从该波形图能够判别调理好功率扩大级的作业状况。

    

  在每个独立功用电路规划剖析成功的基础上,前级开端逐渐往下一级相关起来调试剖析,考虑相关级的影响,然后完结整个归纳电路的规划要求,这将很大程度上进步电路参数优化功率。

  4 结束语

  经过OrCAD/Pspice规划高频电子线路一归纳电路图——变容二极管调频、功率扩大及发射电路的仿真进程剖析,规划者在高频归纳电路的调试优化时,应充分考虑前后级电路间的彼此影响和仿真进程运算量的影响,选用相关优化办法能高效完结高频电子线路的优化规划。

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