Фазосдвигающее устройство на операционном усилителе

Фазосдвигающее устройство на операционном усилителе

Фазосдвигающее устройство может быть построено на базе uA741 при использовании резисторов и конденсатора, как показано в рис. 16.20. Создайте проект с именем phshiftr и постройте схему в Capture, воспользовавшись компонентом VSIN для V_i, чтобы получить график переходного процесса в Probe. Фазовый угол задан формулой

? = 2 arctan 2?fR₃C₁.

Рис. 16.20. Фазосдвигающее устройство на базе ОУ uA741 

Значение R3 связано другими элементами уравнением

Для этого примера, желателен сдвиг фазы на -90°, то есть выходное напряжение должно отставать от входного на 90°. При использовании С=0,01 мкФ и f=1 кГц зададим R₃=15,9 кОм. Значения для R₁ и R₂ должны быть одинаковы, выберем приемлемое значение в 100 кОм. После введения и сохранения схемы подготовьте моделирование на PSpice с именем Phshift1. Проведите анализ переходных процессов для двух полных периодов (2 мс) с максимальным шагом в 1 мкс.

Выполните моделирование и снимите в Probe графики V(Vi: +) и V(RL:1). 

Результаты показаны на рис. 16.21. Чтобы измерить сдвиг фазы, используйте второй период и обратите внимание, что максимум входного напряжения приходится на время t=1,25 мс, в то время как максимум выходного — на время t=1,5 мс, что соответствует сдвигу в 90°. Поскольку выполнялся анализ переходных процессов, выходное напряжение слегка искажено. Обратите внимание на перерегулирование на первом положительном периоде. Распечатайте выходной файл и сравните ваши результаты с рис. 16.22.

Рис. 16.21. Временные диаграммы для фазосдвигающего устройства на базе ОУ uA741 

**** 09/03/99 12:09:25 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) *************

** circuit file for profile: Phshift1

*Libraries:

* Local Libraries :

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

.lib nom.lib

*Analysis directives:

.TRAN 0 2ms 0 2us

.PROBE

*Netlist File:

.INC "phshiftr-SCHEMATIC1.net"

*Alias File:

**** INCLUDING phshiftr-SCHEMATIC1.net ****

* source PHSHIFTR

X_U1 4 2 5 6 3 uA741

С_C1 4 0 0.01uF 

R_RL 3 0 4.8k

R_R3 1 4 15.9k

R_R2 2 3 100k

R_R1 1 2 100k

V_Vi 1 0

+SIN 0 2V 1kHz 0 0 0

V_V- 0 6 12V

V_V+ 5 0 12V

**** RESUMING phshiftr-SCHEMATIC1-Phshift1.sim.cir ****

.INC "phshiftr-SCHEMATIC1.als"

**** INCLUDING phshiftr-SCHEMATIC1.als ****

.ALIASES

X_U1 U1(+=4 -=2 V+=5 V-=6 OUT=3 )

C_C1 C1(1=4 2=0 )

R_RL RL(1=3 2=0 )

R_R3 R3(1=1 2=4 )

R_R2 R2(1=2 2=3 )

R_R1 R1(1=1 2=2 )

V_Vi Vi(+=1 -=0 )

V_V- V-(+=0 -=6 )

V_V+ V+(+=5 -=0 )

_    _(1=1)

_    _(2=2)

_    _(3=3)

_    _(4=4)

_    _(5=5)

_    _(6=6)

.ENDALIASES

**** RESUMING phshiftr-SCHEMATIC1-Phshift1.sim.cir ****

.END

** circuit file for profile: Phshift1

**** Diode MODEL PARAMETERS

**** BJT MODEL PARAMETERS

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

NODE VOLTAGE NODE  VOLTAGE NODE      VOLTAGE   NODE     VOLTAGE

( 1) 0.0000  ( 2) -.0012   ( 3)      .0055     ( 4)    -.0013

( 5) 12.0000 ( 6) -12.0000 (X_U1.6) -535.1E-09 (X_U1.7) .0055

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME  CURRENT

V_Vi -9.221E-08

V_V- -1.337E-03

V_V+ -1.337E-03

TOTAL POWER DISSIPATION 3.21E-02 WATTS

Рис. 16.22. Выходной файл для фазосдвигающего устройства на базе ОУ uA741