Diseñe un VI para calcular la media periódica y la varianza de una señal de onda triangular y muestre la onda triangular en el gráfico de forma de onda.

Como uno de los software de simulación y diseño de circuitos más famosos, PSPICE tiene las ventajas de una velocidad de simulación rápida y alta precisión. Integra casi todos los dispositivos, fuentes de señal, fuentes de alimentación, multímetros y osciloscopios necesarios para el diseño y análisis de circuitos electrónicos. Cuando se utiliza PSPICE para la simulación de circuitos, al ingresar programas fuente o gráficos, puede verificar automáticamente el circuito, generar gráficos y realizar cálculos de simulación en el circuito. No solo puede analizar y optimizar la respuesta de tiempo, la respuesta de frecuencia, el ruido y otros rendimientos de circuitos electrónicos analógicos bajo diferentes estados de entrada para lograr el diseño de índice de rendimiento óptimo del circuito, sino también analizar circuitos electrónicos digitales e híbridos analógico-digital. circuitos.

1 Análisis de simulación de las características operativas del disparador Schmitt

En el editor de dibujos esquemáticos de PSPICE, el símbolo gráfico y el diagrama de pines del temporizador 555 se muestran en la Figura 1, donde el pin 1 es el terminal público, el pin 2 es el terminal de disparo, el pin 3 es el terminal de salida, el pin 4 es el terminal de reinicio, el pin 5 es el terminal de entrada de voltaje de control, el pin 6 es el terminal de umbral y el pin 7 es el extremo de descarga del Transistor interno, el pin 8 es el extremo de alimentación.

El circuito disparador Schmitt compuesto por el temporizador 555 dibujado por el editor de dibujos esquemáticos de PSPICE se muestra en la Figura 2. La señal de entrada V1 es una onda triangular, que es realizada por la fuente lineal por partes VPWL, y su amplitud cambia linealmente entre 0V-5V. El pin 8 está conectado a una fuente de voltaje CC Vcc=5V. La simulación se llevó a cabo utilizando la función de análisis transitorio de PSPICE. El análisis transitorio en el dominio del tiempo se refiere al cálculo de la respuesta transitoria de la salida del circuito bajo la acción de una señal de excitación de entrada determinada. Su esencia es calcular la respuesta en el dominio del tiempo. Los parámetros de análisis transitorio están configurados para registrar datos de 0 a 4 segundos, con un tamaño de paso máximo de 5 ms. La forma de onda de voltaje del terminal de salida Vout y la forma de onda de voltaje de entrada del 555 se muestran en la Figura 3. Como se puede ver en la Figura 3, este circuito puede convertir la onda triangular de entrada en una salida de onda cuadrada. Cuando el voltaje de la onda triangular de entrada aumenta y el nivel de salida cambia, el mosfet correspondiente es de aproximadamente 3,33 V. Cuando el voltaje de la onda triangular de entrada disminuye. , el nivel de salida cambia cuando el voltaje cambia, el mosfet correspondiente es de aproximadamente 1,67 V, es decir, el mosfet superior es diferente del mosfet inferior, y la entrada y la salida tienen características de histéresis. Después de cambiar la señal de entrada a una señal sinusoidal, las formas de onda de voltaje de entrada y salida (como se muestra en la Figura 4) aún muestran características de histéresis, y el mosfet superior y el mosfet inferior siguen siendo 3,33 V y 1,67 V respectivamente. el circuito disparador Schmitt. Los resultados de la simulación son consistentes con los resultados del cálculo teórico del mosfet superior 2Vcc/3 y el mosfet inferior Vcc/3. Obviamente, el circuito disparador Schmitt compuesto por un temporizador 555 tiene las ventajas de una estructura simple y un uso fácil.

2 Análisis de simulación de las características operativas del disparador monoestable

Los disparadores monoestables se utilizan ampliamente en la configuración, el retardo y la sincronización del pulso. El circuito de disparo monoestable compuesto por el temporizador 555 dibujado en el diagrama esquemático se muestra en la Figura 5. La señal de entrada Vi es una fuente de voltaje de pulso (Vpulso), y sus parámetros de configuración son los siguientes: V1=5 V, V2=0V, PER (período) =1 ms, PW (ancho de pulso) = 0,3 ms, para un monoestable disparador, PULSO Solo se utiliza como pulso de disparo externo, y su amplitud y ancho de pulso no afectarán la señal de salida. Después del análisis transitorio, la forma de onda del voltaje de salida se obtiene como se muestra en la Figura 6. El voltaje a través del capacitor C1 es similar a una onda en diente de sierra, y la onda cuadrada es la forma de onda de voltaje del terminal de salida Vout de 555.

Como se puede observar en la Figura 6, el capacitor c1 tiene un proceso de carga y descarga automático. La salida del temporizador 555 permanece alta hasta que el capacitor c1 se carga de 0 V a aproximadamente 3,33 V. Una vez que el capacitor se carga a 3,33 V, la salida del 555 cambia inmediatamente a un nivel bajo y luego el capacitor c1 comienza a funcionar. descargue rápidamente de 3,33 V a 0 V y luego inicie un nuevo proceso de carga y descarga. Se puede obtener un pulso rectangular periódico en el terminal de salida Vout del 555, con un ancho de pulso de aproximadamente 1,75 ms, que es consistente con el valor de cálculo teórico de 1,1×r 1×c 1. Y el ancho del pulso de salida no tiene nada que ver con el ancho del pulso y la amplitud de la señal de entrada VPULSE.

Análisis de simulación de las características operativas del trivibrador

El multivibrador es un oscilador autoexcitado después de encenderlo, puede generar automáticamente una forma rectangular sin un disparador externo. señal. El circuito multivibrador compuesto por 555 temporizadores dibujado en el diagrama esquemático se muestra en la Figura 7.

Inicie la función de análisis transitorio de PSPICE. Al observar el voltaje del terminal del capacitor C1 y el voltaje del terminal de salida Vout de 555, obtenemos la forma de onda que se muestra en la Figura 8. Descubrimos que el voltaje de salida Vout de 555 en la Figura 8 siempre permanece alto y no produce la oscilación esperada.

El multivibrador compuesto por 555 cumple teóricamente con las condiciones iniciales. El período de oscilación de salida es de aproximadamente [R1+2×R2]×C1×ln2, y el ciclo de trabajo es de aproximadamente [(r 1+R2)/. (r 1+2×R2)] onda cuadrada.

3.1 Análisis de las razones por las que el multivibrador 555 en PSPICE no arranca

El análisis muestra que la razón por la que el multivibrador 555 en PSPICE no puede arrancar radica en la fuente de arranque y el circuito de oscilación real.

Esta es mi opinión sobre el diseño de un VI para calcular la media del período y la varianza de una señal de onda triangular y mostrar la onda triangular en el gráfico de forma de onda.