Временные диаграммы усилителей

Временные диаграммы усилителей

Чтобы получить временные диаграммы синусоидального входного напряжения и напряжения на стоке, необходимо несколько изменить входной файл. Входное напряжение задается синусоидальной функцией

vi 1a 0 sin (0 1mV 5kHz)

Анализ переходных процессов выполняется с помощью команды

.TRAN 0.02ms 0.6ms

которая при частоте 5 кГц предусматривает анализ на протяжении трех периодов колебаний.

Проведите моделирование и по результатам в Probe убедитесь, что напряжение стока имеет максимальное значение 9,282 мВ и минимальное — 9,266 мВ. Это дает размах напряжения в 15,4 мВ и максимальное значение 7,7 мВ. Результаты близки к полученным ранее расчетным данным. Временные диаграммы показаны на рис. 11.9. Обратите внимание, что курсор расположен так, чтобы показать максимальное значение V(3). При этом входное напряжение находится в соответствующем минимуме.

Рис. 11.9. Временные диаграммы входного и выходного напряжений

В выходном файле (рис. 11.10) показана модификация входного файла, позволяющая включить наряду с анализом переходных процессов еще и гармонический анализ для выходного напряжения V(3). Выходной файл показывает постоянную составляющую напряжения на истоке в 9,274 В. Вторая и более высокие гармоники имеют незначительную величину, давая общее гармоническое искажение менее 1%.

n-Channel JFET Amplifier circuit

VDD 4 0 18V

vi 1a 0 sin(0 1mV 5kHz)

Cb 1a 1 15uF

Cs 2 0 15uF

RG 1 0 0.5MEG

RS 2 0 770

RD 4 3 8.8k

JFET 3 1 2 JM

.MODEL JM NJF(RD=10 RS=10 VTO=-3V BETA=0.2m)

.DC VDD 16V 18V 18V

.OP

.OPT nopage nomod

.TRAN 0.02ms 0.6ms

.PROBE

.FOUR 5kHz V(3)

.END

NODE  VOLTAGE   NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1)  5.029E-06 ( 2) .7635   ( 3) 9.2744  ( 4) 18.0000

( 1a) 0.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VDD -9.915E-04

vi   0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 1.78E-02 WATTS

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VDD -9.915E-04

vi   0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 1.78E-02 WATTS

**** FOURIER ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С

FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(3)

DC COMPONENT = 9.274381E+00

HARMONIC FREQUENCY FOURIER   NORMALIZED PHASE      NORMALIZED

NO       (HZ)      COMPONENT COMPONENT  (DEG)      PHASE (DEG)

1        5.000E+03 7.679E-03 1.000E+00  -1.797E+02 0.000E+00

2        1.000E+04 2.155E-05 2.806E-03  -1.014E+02 7.829E+01

3        1.500E+04 2.311E-05 3.009E-03  -1.076E+02 7.208E+01

4        2.000E+04 2.231E-05 2.905E-03  -1.139E+02 6.578E+01

5        2.500E+04 2.154E-05 2.805E-03  -1.189Е+02 6.079E+01

6        3.000E+04 2.067E-05 2.692E-03  -1.247E+02 5.507E+01

7        3.500E+04 1.949E-05 2.538E-03  -1.300E+02 4.974E+01

8        4.000E+04 1.848E-05 2.406E-03  -1.352E+02 4.449E+01

9        4.500E+04 1.723E-05 2.244E-03  -1.399E+02 3.983E+01

TOTAL HARMONIC DISTORTION = 7.599231E-01 PERCENT

Рис. 11.10. Выходной файл результатов анализа схемы на рис. 11.7, дополненный результатами спектрального анализа