PSpice-Home über PSpice Simulation und Messung im Vergleich PSpice-Beispiele Gleichrichter Spannungs- verdoppler Spannungs- stabilisierung BJT-Grund- schaltungen Fet-Grund- schaltungen OpAmp-Grund- schaltungen Kippstufen NF-Endstufen Oszillatoren Filter Regler und Regelstrecken Kennlinien Konstantstrom- quellen Regelungstechnik mit PSpice Analog Behavior Modeling (ABM) dies und das Tipps und Tricks PSpice-Links PSpice-Literatur Kontakt Lösungen zu den Aufgaben des Buches Robert Heinemanns PSPICE-Seiten Durch Anklicken der folgenden (blauen) Links können Sie Beispiele für Pspice-Simulationen von Grundschaltungen mit Operationsverstärkern auswählen: O1: Innenschaltung. OffsetkompensationO6: Innenschaltung. Frequenzgangkompensation O2: Kenndaten des Operationsverstärkers (open loop)O7: Invertierender Verstärker O3: Nichtinvertierender VerstärkerO8: Integrierer O4: DifferenziererO9: Addierer O5: Subtrahierer Beispiel O1: PSpice-Simulationen der Innenschaltung von Operationsverstärkern. Offsetkompensation Bild 1 zeigt eine Schaltung, die den inneren Aufbau eines Operationverstärkers widergibt. Bild 1: Innenschaltung eines Operationsverstärkers Wie jeder übliche Operationsverstärker besitzt die Schaltung von Bild 1 einen Differenzverstärker als Eingangsstufe und eine Gegentaktstufe am Ausgang. Dazwischen befindet sich eine Stufe (V3), die dazu dient, den Spannungspegel am Ausgang des Differenzverstärkers an die Endstufe anzupassen. Bild 2 zeigt als Ergebnis einer Transientenanalyse (Final Time = 10ms, Step Ceiling = 1u) von oben nach unten: Die Eingangsspannung, die Ausgangsspannung, die Kollektorströme der im Gegentakt arbeitenden Endtransistoren, sowie (rot) deren Überlagerung zum Ausgangsstrom der Schaltung: Bild 2: Eingangsspannung (grün), Ausgangsspannung (grün), die Kollektorströme der beiden Endtransistoren (gelb und blau), sowie (rot) deren Überlagerung zum Ausgangsstrom der Schaltung Der Verlauf der Ausgangsspannung zeigt zwei offensichtliche Mängel: Die Ausgangsspannung besitzt einen Offset (ihr Mittelwert weicht um mehr als 0,5 V von 0 V ab) und gerät außerdem auch noch am oberen Rand in die Begrenzung. Bild 3 zeigt die Schaltung von Bild 1 mit einer Offset-Kompensation über ein externes Potentiometer. Mit der in Bild 3 gezeigten Potentiometereinstellung ergibt sich eine akzeptable Offsetspannung von -37,96 uV. Bild 4 zeigt die zugehörigen Ströme und Spannungen: Die Reduzierung der Offsetspannung führt offensichtlich zu dem erfreulichen (Neben-)Effekt, dass die Ausgangsspannung nicht mehr in die Begrenzung gerät. Bild 3: Innenschaltung eines Operationsverstärkers mit externer Offsetkompensation Bild 4: Mit Offsetkompensation: Eingangsspannung (grün), Ausgangsspannung (grün), die Kollektorströme der beiden Endtransistoren (gelb und blau), sowie (rot) deren Überlagerung zum Ausgangsstrom der Schaltung Die hier untersuchte Schaltung besitzt nur eine Verstärkung von ca. 130. Das ist weitaus weniger, als übliche Operationsverstärker zu bieten haben. Wollte man der Schaltung mehr Verstärkung geben, müsste eine zusätzliche Spannungsverstärkerstufe zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und den Eingang des Pegelanpassers eingefügt werden. Darauf wurde beim Entwurf der Schaltung von Bild 1 verzichtet. Download der Dateien zur Simulation der Innenschaltung von Operationsverstärkern: Falls Sie die Schaltung simulieren möchten, sich aber vor der Zeichenarbeit scheuen, oder falls Sie mit dem Simulationssetup nicht zurecht kommen, können Sie hier die Schaltung von Bild 1 mit fertigem Simulationssetup im SCHEMATICS- oder im CAPTURE-Format herunterladen. Zur Simulation benötigen Sie die Euromodifikationen zu PSpice, die Bestandteil meines Buches sind. Damit Sie nach der Simulation automatisch die vorgefertigten Probe-Diagramme erhalten, müssen Sie vor dem Start der Simulation in SCHEMATICS die Option ANALYSIS/PROBE SETUP/RESTORE LAST PROBE SESSION wählen, bzw in CAPTURE im Fenster SIMULATION SETTINGS die Option PROBE WINDOW/SHOW/LAST PLOT. Für CAPTURE ab V10: Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei op_int_cap.exe herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie anschließend aus CAPTURE heraus op_int1.opj (ohne Offsetkompensation) und op_int2.sch (mit Offsetkompensation): Laden Sie hier op_int_cap.exe (48kB) Für SCHEMATICS: Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei op_int_sch.exe herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie dann aus SCHEMATICS heraus op_int1.sch (ohne Offsetkompensation) und op_int2.sch (mit Offsetkompensation: Laden Sie hier op_int_sch.exe (32kB) Zurück nach: oben