Wprowadzenie do elektroniki/Symulacja Spice/Wzmacniacz sygnału

Schemat podstawowy

Poniżej podstawowy schemat wzmacniacza narysowany w programie gEda i przystosowany do symulacji w Spice

W schemacie wyróżnić należy dwie rzeczy. Mianowicie dzielnik rezystancyjny R1/R2. Dzielnik ten ustawia nam napięcie odniesienia na poziomie połowy napięcia zasilania. Zabieg ten pozwala na pracę wzmacniacza z pojedynczym napięciem zasilania. Kolejną ważną rzeczą jest kondensator C1. Spełnia on następujące funkcje:

• odcina składową stałą od źródła sygnału
• dla składowej stałej wzmacniacz pracuje jako wtórnik - wzmocnienie 1 (napięcie na wyjściu równe będzie połowie napięcia zasilającego)
• dla składowej zmiennej włączony zostanie rezystor R5 i wzmocnienie ustali się na wartość kp=R6/R5 = 2.

Źródło napięcia sinusoidalnego V2 parametryzujemy następująco:

• Vd - składowa stała (u nas 0)
• Vsin - amplituda (u nas 1V)
• f - częstotliwość (u nas 100 Hz)

Poniżej przedstawiam wynik symulacji czasowej dla tego układu

Schemat rozszerzony

Załóżmy, że moc na wyjściu wzmacniacza operacyjnego jest niewystarczająca dla naszych potrzeb. Dlatego postanowimy dodać tranzystorową zewnętrzną końcówkę mocy. Oto równoważny schemat.

Ponieważ chcemy aby wzmacniacz operacyjny sterował napięciem na wyjściu tranzystorów z tego też punktu bierzemy sprzężenie zwrotne. Reszta układu jest analogiczna do układu przedstawionego w punkcie 1.

Wynik symulacji czasowej przedstawia dodatkowo sygnał sterujący tranzystorami.

Czerwonym kolorem wyrysowany jest sygnał na wyjściu wzmacniacza a niebieską linią sygnał sterujący końcówkę mocy (sygnał na wyjściu LM741)

Podsumowanie symulacji

Wykresy przedstawiają symulację czasową

tran 1us 40ms

modele tranzystorów wyciąłem z pliku znalezione przy pomocy google https://www.infineon.com/dgdl/S_AFBJT%5B1%5D.lib?fileId=db3a3043156fd5730115a3f6c81509a8 (modeli elementów trzeba szukać niestety samodzielnie) Pliki potrzebne do wykonania symulacji można pobrać tutaj :http://chomikuj.pl/mysiadziura/www.marekk.dreamhosters.com/wzmacniacz_analogowy,4394072070.zip(archive)