Circuite cu excitatie sinusoidala care unctioneaza la semnale mici sau la semnale mari

CIRCUITE CU EXCITATIE SINUSOIDALA CARE UNCTIONEAZA LA SEMNALE MICI SAU LA SEMNALE MARI

Daca u₁(t) sinw t (figura d), atunci din caracteristica de transfer in tensiune rezulta ca u₂(t) va avea forma din figura c. In acest caz, semnalul de iesire are o forma diferita fata de cel de intrare datorita neliniaritatii caracteristicii de transfer.

Daca u₁(t)= 1+sin w t (figura f), atunci semnalul de iesire este sinusoidal (ca in figura g) ca sic el de intrare. Astfel, spunem ca un circuit rezistiv neliniar cu o singura sursa de semnal (cu e sau I variabil in timp) functioneaza la semnale mici daca orice raspuns are forma semnalului de intrare. In cazul in care un singur raspuns nu are aceeasi forma cu semnalul de intrare spunem ca circuitul functioneaza la semnale mari. Pentru un circuit dat, functionarea la semnale mari sau mici depinde de parametrii semnalului de intrare.

Analiza unui circuit care functioneaza la semnale mici se poate face pe un circuit echivalent liniar conform algoritmului:

se determina punctul static de functionare considerand circuitul excitat de sursele de current continuu (surse independente cu parametric constanti in timp), sursele de semnal fiind pasivizate

se determina circuitul echivalent de semnal mic asociat psf determinat la punctul anterior pentru fiecare resistor neliniar

se face analiza circuitului echivalent de semnal mic obtinut prin interconectarea circuitelor echivalente de semnal mic si a rezistoarelor liniare. Acest circuit este excitat numai de sursele de semnal, sursele de current continuu fiind pasivizate. Solutia obtinuta este componenta variabila in timp a raspunsului circuitului

se verifica daca conditiile de functionare la semnal mic sunt satisfacute pentru toate rezistoarele neliniare. Daca exista un singur rezistor neliniar pentru care aceste conditii nu sunt indeplinite, rezultatul analizei de la punctul anterior este incorect.

INSTRUCTIUNI PSPICE

a) descrierea tranzistorului bipolar:

Q<name> <c> <b> <e> [<subs>] <model>

<c> = nodul corespunzator colectorului

<b> = nodul corespunzator bazei

<e> = nodul corespunzator emitorului

<subs> = nodul corespunzator substratului (optional)

<model> = numele modelului

b) descrierea modelului tranzistorului bipolar :

.MODEL <name> <type> [<param>=<value> ]

<name>= numele modelului (declarat in linia de descriere a tranzistorului)

<type>=tipul modelului (pentru tranzistor bipolar este PNP sau NPN):

<param> = <value> - reprezinta setarea unor parametrii ai modelului.

Principalii parametri ai tranzistorului bipolar (modelul Gummel-Poon) sunt:

c) descrierea analizei in curent alternativ a circuitului echivalent de semnal mic:

.AC LIN][OCT][DEC] <points> <start> <end>

[LIN][OCT][DEC] = variatia liniara, pe octave, sau decadica a frecventei;

<points> = numarul de puncte in intervalul considerat;

<start>, <end> = capetele intervalului de frecventa considerat;

Pentru sursele independente forma generala este:

V<name> <+node> <-node> AC <mag> [<phase>]

I<name> <+node> <-node> AC <mag> [<phase>]

<+node>, <-node> = nodurile pozitiv si negativ

AC <mag> [<phase>] = semnal de curent alternativ de tipul

x = <mag> * sin (2 pf t + phase), unde x este tensiune sau curent si f este frecventa specificata in linia de comanda.AC

PROBLEME DE REZOLVAT

Sa se simuleze cu PSPICE urmatorul circuit:

R_b = 1MW ; R_c = 4kW; E₁ = 5V; V_cc = 9V; e₂ = E₂ sin (wt);

TB:   b= 200 ; Cje = 2pF; Cjc = 2pF; Vje = 0.6V; Vjc = 0.6V;

a) Sa se reprezinte grafic caracteristica de transfer in curent continuu V_e = f (V_i), unde

V_i , iar V_e este tensiunea pe rezistorul R_c.

b) Sa se faca analiza de curent alternativ la semnal mic a circuitului pentru E₂=1.0 V si respectiv E₂= 20.0 V. Sa se reprezinte grafic V_e=f (frecv) , frecventa variind decadic intre 0.1 Hz si 100Mhz. Sa se discute valabilitatea rezultatelor obtinute prin analiza de semnal mic pentru cele doua valori ale lui E₂, timand seama de caracteristica determinate la punctul a).