Symulacja wzmacniacza z 3 tranzystorami w PSPICE - konfiguracje sprzężenia zwrotnego

Poszukuję osoby, która odpłatnie pomoże mi w wykonaniu symulacji układu wzmacniacza z 3 tranzystorami ( zaprojektowany przeze mnie do pracy dyplomowej) - z różnymi konfiguracjami sprzężenia zwrotnego.
Pozdrawiam.

To pokaż schemat tego wzmacniacza.
A może coś wymyślimy.

Załączam schemat wzmacniacza. Potrzebuję zasymulować działanie układu bez sprzężenia zwrotnego na początek - badając jego pasmo , impedancję wejściową i wyjściową. Następnie obejmuję pętlą SZ 1 stopień wzmacniacza , a potem cały układ , badając przy tym te same parametry ( pasmo, oraz impedancje we/wy) . Potrzebuję tego by później porównać wyniki tej symulacji z badaniami rzeczywistymi w laboratorium . Jeśli ktoś zauważył błędy merytoryczne w samym wzmacniaczu proszę również o uwagi. ( punkty pracy nie są nastawione na duże wzmocnienie ,a raczej na dopasowanie do siebie i nie obciążanie się wzajemne ).
Dziękuję z góry za pomoc.

O impedancji wejściowej decyduje stopień na Q1
I z obliczeń ręcznych wychodzi ok 250 z symulacji 350. Rozbieżność wynika z tego ze od obliczeń ręcznych przyjąłem beta =100 a w rzeczywistością jest większa 188 czyli Rwe=(beat*(26mV/Ic)=450)||(R11||R21)=330
O Rwy decyduje Q3 a konkretnie to Rc3.
Rwy=Rc3=350
Co do pasma to ty obliczałeś te wartości tych kondensatorów ? Bo wydają sie błędne i Ce2 jest zbędny i uniemożliwia poprawną prace.
Wzmocnienie całości obliczone ręcznie wynosi ok
KU=86*0.5*113=4.8K [V/V]
A symulacja pokazuje 4.57K [V/V]
Rożnica wynika z uproszczenia do minimum obliczeń ręcznych.
I tak 86 to wzmocnienie tranzystora Q1 0.5 to wzmocnienie Q2 i 113 to wzmocnienie Q3

A tak wygląda poprawiony schemat.
Dodałem Re4, i zwiększyłem rezystory w kolektorach do 680.
Co daje ku=2.17K [V/V] (bez Re4 Ku=14K [V/V])
Rwe=880; Rwy=680

Aha i schemat narysowałem trochę inaczej (głównie Q3) ale jest to ten sam schemat, bo ja wole bardziej "ściśnięte" schematy.

Jak coś to pisz, to ci powiem jak wyznaczyć to wszystko w pspicu.
Bo jak włączysz mój schemat to otrzymasz wzmocnienie. I charakterystykę częstotliwości.

Udało mi się dzisiaj dopiero zdobyć PSPICE 9.2 więc dopiero odpisuję Odpalam symulację.. Wszystko w porządku - dziękuję za poprawki ( teraz pasmo wydaje się sensowniejsze z nowymi wartościami kondensatorów ). Mam na początek pytanie odnośnie samego wzmocnienia - czy jeśli odpalę układ praktyczny takie wzmocnienie nie uszkodzi mi tranzystorów ( czy nie należałoby przy tych punktach pracy przed tranzystorem Q3 dać jakiegoś dzielnika napięcia ? - przypomnę tylko ,że generator używany do tego będzie miał amplitudę rzędu mV - jednak wolę mieć zapas bezpieczeństwa).
Drugie pytanie odnośnie impedancji wejściowej i wyjściowej w samym PSPICE - tutaj próbowałem z prawa Ohma dać stosunek napięcia i prądu ,ale chyba coś błędnie ustawiam bo pokazuje mi wartości nieco różne od obliczonych ( zarówno jedna jak i druga w granicach 880 Ohm ) - jak więc wyznaczyć w programie imp we/wy ?
Dzięki za pomoc:)

different napisał:

Mam na początek pytanie odnośnie samego wzmocnienia - czy jeśli odpalę układ praktyczny takie wzmocnienie nie uszkodzi mi tranzystorów ( czy nie należałoby przy tych punktach pracy przed tranzystorem Q3 dać jakiegoś dzielnika napięcia ? - przypomnę tylko ,że generator używany do tego będzie miał amplitudę rzędu mV - jednak wolę mieć zapas bezpieczeństwa).

Nic sie nie spali, po prostu wzmacniacz sie nasyci i zacznie obcinać wierzchołki sygnału wejściowego.
Zresztą przeprowadź sobie analizę w dziedzinie czasu Transient
I ustaw tak i zobaczysz jak będzie sygnał na wyjściu. A potem zmień VAMPL na 1mV i zobacz też

different napisał:

Drugie pytanie odnośnie impedancji wejściowej i wyjściowej w samym PSPICE - tutaj próbowałem z prawa Ohma dać stosunek napięcia i prądu ,ale chyba coś błędnie ustawiam bo pokazuje mi wartości nieco różne od obliczonych ( zarówno jedna jak i druga w granicach 880 Ohm ) - jak więc wyznaczyć w programie imp we/wy ?
Dzięki za pomoc:)

Dobrze kombinujesz
Zwe=Uwe/Iwe
Co na schemacie odpowiada
Zwe=V(Eg:+) / I(Eg) i właśnie to trzeba V(Eg:+) / I(Eg) wpisać w wykresie.
Zobacz

Zwe dla F=1KHz wynosi 881Ω.

Teraz Zwy obliczymy tak samo.
Czyli źródło napięcia Eg wstawiasz zamiast rezystora Ro.


I wtedy Zwy=Eg/Ieg czyli V(Eg:+) / I(Eg)


I jak widać Zwe=654Ω troche mniej niż obliczyłem ale to wina nie uwzględnienia w obliczeniach H22. Zresztą błąd jest mały i w praktyce do pominięcia.
Oczywiste można inaczej wyznaczyć Zwe jak i Zwy, ale ten jest najprostszy.
I co wszystko sie zgadza?

Wszystko się zgadza:) Mam jeszcze pytania odnośnie samego PROBE'a - czy można ustawić prostą , która 'oddzieli' pasmo 3dB ( kombinuję sobie aby od wartości max odjąć 3dB,ale nie wiem do końca jak to fizycznie zrealizować). Po 2 - czy można wyeksportować wykresy w postaci obrazków , tak by potem wkleić je do Worda czy konieczne jest działanie z Prt Scr i wklejanie tego do programu graficznego ?
W razie dalszych pytań będę dopisywał swoje wątpliwości.
Tymczasem dzięki:)

Tak trzeba odjąć 3dB, czyli w skali liniowej pomnożyć przez 0.707.
Bo czestotliwosc graniczna to taka czestotliwosc dla której wzmocnienie malej o 3dB czyli 1/√2=0.707.
Jak mamy Ku=2.17K to 3dB będzie dla F dla której wzmocnienie wynosi
Fd=2.17K*0.707=1.53419K i ta wartosc trzeba wpisać w probe a będziesz miał to zaznaczone na wykresie.
Jasne?
AD2.
No niestety tylko Prt Scr.

Wszystko się zgadza w mierze liniowej JEdnak troszkę dziwnie mi wychodzi gdy zastosuję opcję DB - wzmocnienie w funkcji f wychodzi na poziomie 66.731 ( maksymalne ) . Aby dorobić 'prostą 3dB' - wykombinowałem coś takiego :
(DB(MAX(V(RO:2)))-3dB) - wychodzi głupota
lub
MAX(DB(V(RO:2))) - wychodzi idealnie prosta będąca odzwierciedleniem wartości maksymalnej mojej funkcji
ale po odjęciu 3DB
MAX(DB(V(RO:2)))-3dB - znowu mi coś nie pasuje ( max funkcji jest przecież na poziomie 66.731 ,a owa funkcja ma wartość 65.331 - gdzie tu różnica 3dB ? chyba ,że nie kontaktuję już dzisiaj dobrze:D)

Wklep to powinno działać
(max(VDB(Ro:2)))-3

To chyba póki co wszystkie wątpliwości;)
Jeszcze raz dziękuję.

Mam jeszcze jedną prośbę . Wiem z jakich 'uproszczonych' wzorów liczy się pojemności we wzmacniaczu, jednak w pracy dyplomowej nie mogę takowych podać ( muszę się powołać na konkretne źródło z literatury) - czy mógłbyś mi napisać jak liczyłeś wartości tych pojemności ?

W sumie to kondensatorów nie obliczałem tylko przyjąłem takie a nie inne na postawie doświadczenia i symulacji.
No ale spróbujmy coś tam obliczyć.
Najłatwiej będzie obliczyć Cg1; Ce1; Co; C23.

Kondensator Cg1 „widzi” na swoich zaciskach rezystancja równe RweQ1, bo Rg=0.
Czyli
Cg1=1/(2pi*F*RweQ1)=1/(6.28*20Hz*880)=0.16/(F*RweQ1)=9uF=10uF
Ce1 „widzi” w zasadzi tylko Re4
Ce1=0.16/(F*Re4)=533uF=680uF
Co “widzi” Ro jak i RwyQ3 połączone szeregowo
Co=0.16/[F*(Ro+RweQ3)]=4.8uF=6.8uF
C23 „widzi” głównie równolegle połączone R13||R23 i reaktancja tego kondensatora powinna być mniesz od tej wartości.
Xc<<R13||R23
Xc<<1.25K
C23>0.16/F*1.25K=6.4uF=10uF

Teraz trochę trudnej.
Cg2 z jedne strony widzi RwyQ1 a z drugiej strony RweQ2. A jak wiadoma na RweQ2 ma wpływ też Q3
RwyQ1=Rc||1/h22=654
RweQ2=R12||R22||Rwe2
Rwe2=hfe*(reQ2+Re2||reQ3||Re3)=188*(2.3+150||2.3||150)=188*4.53=851
RweQ2=1.25K||851=506
Cg2=0.16/F*(RwyQ1+RweQ2)=0.16/(20*(654+506)=0.16/(20*1.16K)=0.16/23.2K=
=6.8uF=10uF

No i został Ce3 który widzi RweQ3 jak i RwyQ2
RwyQ2=Re2|[reQ2+(RwyQ1||R12||R22/hfe)]=4.4
RweQ3=reQ3||Re3=2.26
Ce3=0.16/F*(4.4+2.26)=1200uF.
Skoro mamy tu sześć filtrów RC połączonych kaskadowo wszystkie na Fd równą ok. 20Hz
To Fd będzie większa na skutek wzajemnego oddziaływania na siebie flitów.
Fd tego układu będzie w takim razie równe ok.
$$Fd=\frac{Fd1}{\sqrt{\sqrt[n]{2}}-1}=\frac{20}{\sqrt{\sqrt[6]{2}}-1}=\frac{20}{0.35}=57Hz$$
Wynik z pspica to 61hz
W praktyce można jeszcze bardziej sobie to uprościć. Uwzględniając tylko jedną cześć z tych widzianych rezystancji przez kondensator (ta która jest za kondensatorem).
I tak dla Co uwzględniamy tylko Ro
Co=8uF=10uF
Ce3=0.16/F*RweQ3=3460uF=4700uF
Cg2=0.16/F*RweQ2=16uF=22uF
co da Fd=47Hz
I właśnie dlatego inżynierowie stosują ta metodę doboru kondensatorów, niby obliczenia uproszczone, ale popełniamy błąd w dobrą stronę, która daje większa pojemność czyli mniejszą fd.
I to by było na tyle tych uproszczonych obliczeń.

PS. Mama nadziej ze sie nigdzie nie pomyliłem, wzory te pisałem bezpośrednia ze schematu, oprócz wzoru na Fd który pochodzi z książki
"Projektowanie i analiza wzmacniaczy małosygnałowych".

Witam ponownie. Wracam do tematu symulacji wzmacniacza z pętlami sprzężenia zwrotnego. Problem polega na tym ,że po podłączeniu czwórnika sprzężenia zwrotnego ( połączenie równoległe - napięciowe) - nie widać efektów w pasmie przenoszenia układu ( zmieniając wartości parametrów czwórnika w bardzo szerokim zakresie ) . Czy jest coś, co przeoczyłem w podłączeniu ? Może inny czwórnik ( jednak zależy mi by był jak najprostszy) będzie lepiej obrazował wpływ działania sprzężenia na mój wzmacniacz ? (chociażby zawężenie górnej ,a potem dolnej części pasma). Dzięki z góry za podpowiedzi.

Mam jeszcze jeden problem. Otóż wyniki symulacji znacząco różnią się od wyników uzyskanych podczas pomiarów. Mała ciekawostka - do tej pory odłączony ( moja nieuwaga ) był kolektor 2 tranzystora od masy i układ działał prawidłowo - to znaczy uzyskiwałem przyzwoite wzmocnienie oraz nie zniekształcony przebieg na wyjściu. Gdy natomiast zauważyłem te uchybienie i poprawiłem takowe - wzmocnienie znacząco spadło i na wyjściu pojawiły się śmieci. Co może być powodem? Układ zmontowany jest na pająka na płytce uniwersalnej i sporo tam mostków - może coś się zbudza przez to ? Po wtóre - czy układ na pewno jest poprawny pod względem merytorycznym ? Dzisiaj usiądę raz jeszcze i sprawdzę poprawność połączeń- może coś znajdę. Ponawiam też pytanie - jakie czwórniki ( dość proste ) sprzężenia w układzie napięciowym równoległym oraz napięciowym szeregowym wstawić by uzyskać wyraźne wyniki ? Wstawiałem w różnych konfiguracjach czwórnik RC ,ale nie jestem pewien czy takie charakterystyki będą wystarczające ( do pokazania działania sprzężenia).

Witaj.
Powiedz mi jaki ostatecznie wygląda schemat.
I jakich tranzystorów użyłeś?
I pamiętaj ze układ ma bardzo duże wzmocnienie.

Ostatecznie użyłem N2222 . Schemat zgodny z tym jaki poprawiłeś, sprawdzałem poprawność wykonania ( w sumie póki co na płytce uniwersalnej) i wszystko się zgadza,a wzmocnienie wciąż znacznie mniejsze niż w symulacji. Do tego wzmocnienie rzędu 20 V/V przy 1kHz uzyskane jest z odłączonym kolektorem wtórnika ( czyli 'środkowego' tranzystora). Po podłączenie wzmocnienie jeszcze maleje. Aby nie przedłużać myślałem aby wyrzucić stopień wtórnika z układu - oba stopnie nie powinny się wzajemnie obciążać prawda ?

To zrób tak.
Zmierz napięcia na bazie, emiterze i kolektorze, wszystkich trzech tranzystorów.
Aha i jak wyrzucisz wtórnik wzmocnienie spadnie do ok. 24[V/V]
I może zrób zdjęcie tego układu

Aha i zobacz jak powinno prawidłowo dołączać sie zdjęcie do postu
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic595877.html

Witam. Układ na 2 tranzystorach pokrywa się w pomiarach praktycznie w 100% z symulacją ( przynajmniej jeśli chodzi o wzmocnienie , z pasmem gorzej ,ale mam świadomość ,że układ zmontowany jest jeszcze na pająka więc dużą rolę przy wyższych f odgrywają pojemności montażowe). Kolejne pytanie dotyczy pomiaru praktycznego impedancji we/wy przy f ok 10kHz ( tutaj wzmocnienie jest największe w pomiarach ). Jak byłoby najwygodniej i najprościej go zrealizować? Znalazłem kilka informacji w literaturze i w necie ,ale były to raczej trochę zagmatwane metody. Wiem ,że zawsze będzie to metoda pośrednia..ale może macie jakieś materiały dotyczące tego tematu (mam tu na myśli pomiar bez pętli i z pętlą sprzężenia) ?