Saber常见电路仿真实例

Saber常见电路仿真实例

一稳压管电路仿真 (2)

二带输出钳位功能的运算放大器 (3)

三5V/2A的线性稳压源仿真 (4)

四方波发生器的仿真 (7)

五整流电路的仿真 (10)

六数字脉冲发生器电路的仿真 (11)

七分频移相电路的仿真 (16)

八梯形波发生器电路的仿真 (17)

九三角波发生器电路的仿真 (18)

十正弦波发生器电路的仿真 (20)

十一锁相环电路的仿真 (21)

一稳压管电路仿真

稳压管在电路设计当中经常会用到，通常在需要控制电路的最大输入、输出或者在需要提供精度不高的电压参考的时候都会使用。下面就介绍一个简单例子，仿真电路如下图所示：

在分析稳压管电路时，可以用TR分析，也可以用DT分析。从分析稳压电路特性的角度看，DT分析更为直观，它可以直接得到稳压电路输出与输入之间的关系。因此对上面的电路执行DT分析，扫描输入电压从9V到15V，步长为0.1V，分析结果如下图所示：

从图中可以看到，输入电压在9～15V变化，输出基本稳定在6V。需要注意的是，由于Saber仿真软件中的电源都是理想电源，其输出阻抗为零，因此不能直接将电源和稳压管相连接，如果直接连接，稳压管将无法发挥作用，因为理想电源能够输

出足以超出稳压管工作范围的电流。

二带输出钳位功能的运算放大器

运算放大器在电路设计中很常用,在Saber软件中提供了8个运放模板和大量的运放器件模型,因此利用Saber软件可以很方便的完成各种运方电路的仿真验证工作.如下图所示的由lm258构成的反向放大器电路,其放大倍数是5,稳压二极管1N5233用于钳位输出电压.

对该电路执行的DT分析,扫描输入电压从-2V->2V,步长为0.1V,仿真结果如下图所示:

从仿真结果可以看出,当输入电压超出一定范围时,输出电压被钳位.输出上限时6.5V,下限是-6.5V.电路的放大倍数A=-5.

注意:

1.lm258n_3是Saber中模型的名字,_3代表了该模型是基于第三级运算放大器模板建立的.

2.Saber软件中二极管器件级模型的名字头上都带字母d,所以d1n5233a代表1n5233的模型.

三5V/2A的线性稳压源仿真

下图所示的电路利用78L05+TIP33C完成了对78L05集成稳压器的扩展，实现5V/2A 的输出能力。

为了考察电路的负载能力，可以在Saber软件中使用DT分析，扫描变化负载电流，得出输出电压与输出电流的关系，也就可以得到该电路的负载调整率了。DT分析参数设置为：

Independent source=i_dc.iload

sweep from0.01to2by0.1.。

分析结果如下图所示：

从上图可以看出，在整个范围内(0.01A

半桥推挽电路的开环仿真

推挽电路拓扑在电源设计里常用，这里介绍一个简单的推挽电路开环仿真的例子，可以直观的理解推挽电路的工作原理。电路如下图所示：

对该电路进行TR分析，end time=200u,time step=10n，仿真结果如下所示。

1.输出电压

2.驱动电压

3.变压器原边波形

4.变压器负边波形

Saber中仿真用的原理图文件

四方波发生器的仿真

在电路设计的时候，经常会需要设计脉冲发生电路，下图是一个由lm339比较器构

成的方波发生器：

其基本工作原理如下：

1.假设lm339输出为高，则inp电压为(2/3)vcc,并且vcc通过r5、r3向c1充电，inm 端电压逐渐上升；

2.当inm端电压高于Vinp时，lm339输出为低，则inp端电压跳变为（1/3）vcc，此时电容c1通过电阻r3向vout端放电，inm端电压逐渐下降；

3.当inm端电压低于Vinp时，lm339输出为高，开始重复过程1。

过程1到3反复重复，导致lm339输出端vout在vcc和gnd直接跳变，产生方波输出，方波频率主要有r3和c1决定（r5＝4.7k<

在sabersketch中对该电路执行TR分析，end time=10m，time step=10n,分析结果如下所示。

1.lm339两个输入管脚inp和inm波形

2.lm339输出管脚vout波形

五整流电路的仿真

整流电路在电源设计中会经常用到,这里介绍一个单相整流电路仿真示例。如下图所示：

四个二极管D1N4148构成整流桥，直流滤波电容C1=100u，负载电阻RL=1k。交流输入为正弦电压，峰值电压为17V，频率为50Hz。对该电路执行TR分析，设置end time=200m，time step=1u。其分析结果如下图所示：

从上图可以看出，仿真结果正确。

问题:

1.如何测试输出电压Vout的纹波电压？

2.如何修改电路参数，可以使得Vout输出有下图的效果？

有兴趣的网友可以试试

六数字脉冲发生器电路的仿真

脉冲电路在电路设计中会经常碰到,这里介绍一个简单的仿真示例。如下图所示：

电路由与非门和阻容网络组成，其基本工作原理如下：

（a）假设上电瞬间节点in的电压对于非门来说为低电平，则节点mid电压为高电平，而节点out的电压为低电平。

（b）由于mid为高电平，则会通过2k电阻向电容C充电，n_67节点电压逐渐上升。而非门的输入阻抗极高，所以in节点的电压基本与n_67节点一致，导致in节点的电压也上升。

（c）当in节点电压高于与非门的输入高门限时，非门输出反转，mid为低电平，导致out节点电压反转，输出为高电平。

（d）电容C通过2k电阻向mid节点放电，n_67节点电压下降，in节点电压也跟着下降。当in节点电压低于非门的输入低门限时，输出再次反转，mid为低电平，导致节点out输出反转为高电平。

整个电路在a～d四个过程中往复运行，out节点上产生振荡方波。需要注意的是，这个振荡电路的仿真和以前的不一样，电路的没有直接的参考地。那么，这个电路的仿真能正确吗？

在Sabersketch中建立图1所示的原理图，然后选择DC，TR分析，End Time＝

100m，Time Step＝100n，仿真器输出结果如下图所示。