Использование uA741 в качестве детектора уровня

Использование uA741 в качестве детектора уровня

Схема на рис. 16.17 используется в качестве детектора уровня входного напряжения V₁. Создайте эту схему в Capture с именем leveldet. Используйте VPWL для V₁, VDC для V_ref=3 В, V+=9 В и V–=9 В. Затем добавьте в схему резистор R_L=4,8 кОм и заземление. При двойном щелчке на символе V₁ появляется окно (электронная таблица), в которое могут быть введены пары значений напряжение-время (до 10 пар). Так как более поздние времена и соответствующие им напряжения расположены слева, введем сначала V₆ и T₆ и продолжим, пока не введем все пары напряжения-времени. Значения должны быть следующими: (0V, 1s), (-3V, 0,8s), (-5V, 0,6s), (5V, 0,4s), (3V, 0,2s), (0V, 0s). Сохраните схему после введения всех компонентов и подготовьте PSpice-анализ с именем levels. Проведите анализ переходных процессов с шагом в 1 мс на интервале в 1 с.

Рис. 16.17. Схема детектора уровня

Проведите моделирование и получите в Probe графики как входного напряжения V(V1:+), так и выходного напряжения V(U1:OUT). Убедитесь, что график V₁ следует за заданным графиком напряжения-времени. Графики, приведенные на рис. 16.18, показывают, что только до момента, когда входное напряжение достигает 3 В, выходное напряжение равно 8,6 В (немного меньше, чем V+=9 В). Когда входное напряжение превышает 3 В, выходное напряжение понижается до -8,6 В и остается на этом уровне, пока входное напряжение не упадет ниже 3 В, затем процесс повторяется. Так как входное напряжение V_i подается на инвертирующий вход ОУ, после достижения порогового напряжения V_ref, выходное напряжение снижается.

Рис. 16.18. Входное и выходное напряжения для детектора уровня

**** 10/09/99 15:34:48 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

** circuit file for profile: levels

*Libraries:

* Local Libraries :

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:

.lib nom.lib

*Analysis directives:

.TRAN 0 1s 0 1ms

.PROBE

*Netlist File:

.INC "leveldet-SCHEMATIC1.net"

*Alias Files

**** INCLUDING leveldet~SCHEMATIC1.net ****

* source LEVELDET

R_RL   5 0 4.8k

X_U1   2 1 3 4 5 uA741

V_V-   0 4 9V

V_V+   3 0 9V

V_Vref 2 0 3V

V_V1   1 0

+PWL 0s 0V 0.2s 3V 0.4s 5V 0.6s -5V 0.8s -3V 1s 0V

**** RESUMING leveldet-SCHEMATIC1-levels.sim.cir ****

.INC "leveldet-SCHEMATIC1.als"

**** INCLUDING leveldet-SCHEMATICl.als ****

.ALIASES

R_RL   RL(1=5 2=0 )

X_U1   U1(+=2 -=1 V+=3 V+=4 OUT=5 )

V_V-   V-(+=0 -=4 )

V_V+   V+(+=3 -=0 )

V_Vref Vref(+=2 -=0 )

V_V1   V1(+=1 -=0 )

_      _(1=1)

_      _(2=2)

_      _(3=3)

_      _(4=4)

_      _(5=5)

.ENDALIASES

**** RESUMING leveldet-SCHEMATIC1-levels.sim.cir ****

.END

** circuit file for profile: levels **** Diode MODEL PARAMETERS

   X_U1.dx

IS 800.000000E-18

RS 1

**** BJT MODEL PARAMETERS

   X_U1.qx

   NPN

IS 800.000000E-18

BF 93.75

**** INITIAL TRANSIENT SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE     VOLTAGE NODE     VOLTAGE NODE     VOLTAGE

( 1) 0.0000 ( 2)      3.0000  ( 3)     9.0000  ( 4)    -9.0000

( 5) 8.6136 (X_U1.6) -1.5163  (X_U1.7) 8.7041  (X_U1.8) 8.7041

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME    CURRENT

V_V-   -1.006E-03

V_V+   -9.903E-04

V_Vref -1.619E-07

V_V1    9.026E-12

TOTAL POWER DISSIPATION 1.80E-02 WATTS

Рис. 16.19. Выходной файл для детектора уровня

В выходном файле на рис. 16.19 приведена следующая командная строка:

V_V1 1 0

+PWL 0s 0V 0.2S 3V 0.4s 5V 0.6s -5V 0.8s -3V 1s 0V

Согласно этой записи V₁ является кусочно-линейным (PWL) источником напряжения с парами время-напряжение, размещаемыми в нормальном порядке, то есть с начальными значениями времени и напряжения слева. При работе непосредственно в PSpice обычно используются круглые скобки, чтобы сгруппировать пару время-напряжение, хотя делать это не обязательно.