Bạn làm quen với PSpice: Dùng PSpice phân tích mạch đa hài nâng áp
Tìm hiểu PSpice

PSpice là một phần mềm dùng chạy mô phỏng các sơ đồ mạch điện.
Trước hết Bạn hãy vẽ một mạch điện với các ký hiệu lấy trong các thư
viện của PSpice, sau khi đặt xong các trị số cho các thành phần linh
kiện của sơ đồ mạch, Bạn sẽ cho chạy trình PSpice để khảo sát:

1. Điều kiện phân cực của mạch. Ở đây PSpice sẽ tính điện áp trên các
đường mạch, tính racường độ dòng điện chảy vào chảy ra trên các chân
của các linh kiện và tính công suất tổn hao trên các thành phần linh
kiện của mạch

2. Cho thấy các mức áp hay dòng điện biến đổi trên mạch theo trục
thời gian, khi Bạn cho kích thích mạch với các dạng nguồn tín hiệu có
biên độ thay đổi.

3. Cho thấy đáp ứng biên độ của mạch theo trục tần số, khi Bạn cho
kích thích mạch với các dạng nguồn có tần số thay đổi.Sau đây là một thí dụ cơ bản: Khảo sát hoạt động của một tầng
khuếch đại đơn giản.
Công việc sẽ gồm có các bước sau:

Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch điện với trình Capture CIS.
Bạn kích vào tiêu hình này sẽ bung ra một cửa số, ở đây bạn sẽ đặt tên
tùy ý để PSpice lưu giữ các kết quả phân tích vào tên này. (2) Đặt tên để cất giữ các kết quả phân tích.Trong ô Name: Bạn đặt tên tùy chọn, thí dụ như: da-hai-nang-ap, đặt
tên xong nhấn nút Create là xong(3) Kích vào tiêu hình này để chọn kiểu phân tíchTrình PSpice hay tất cả các phần mềm mô phỏng khác thường chỉ làm
có 4 công việc chính, đó là:

1. Tính toán trạng thái phân cực tĩnh cho mạch.
2. Khảo sát mạch hay đặc tính của các linh kiện với chức năng quét
DC.
3. Khảo sát biên độ của mạch theo trục thời gian t
4. Khảo sát biên độ của mạch theo trục tần số f (4) Chọn kiểu phân tích là Bias Point, xác lập trạng thái phân cực tĩnh Trong cửa sổ này Bạn chọn kiểu phân tích mạch:

1. Chọn Bias Point để tính toán trạng thái phân cực cho mạch.

(5) Cho chạy PSpice để phân tích mạchSau khi đã khai báo xong kiểu phân tích, Bạn kích vào tiêu hình
này, xem hình trên, để chạy trình PSpice. Nếu mội việc đều bình
thường, hợp lệ Bạn sẽ có kết quả còn nếu như mạch có dính lỗi thì trình
PSpice sẽ cho hiện ra một văn bản nói rõ mạch đang bị lỗi gì, lúc đó
Bạn sẽ sửa lỗi và cho phân tích lại.Bước 3: Xem kết quả và hiệu chỉnh điều kiện phân cực.

Để biết mức áp có trên các đường mạch, Bạn kích vào tiêu hình có chữ
V.

Kết quả phân tích của PSpice cho thấy, với mức áp nguồn nuôi là 9V
DC, mức áp trên chân C là khoảng 4V, nằm khoảng giữa mức nguồn
nuôi là được, mức áp trên chân B là 0.77V là được, vì rào áp của mối
nối B-E đã là 0.6V. Nếu Bạn muốn giảm mức áp trên chân C xuống một
chút, Bạn có thể tăng trị của R2, hay giảm trị của R1. Ở đây vai trò của
R3 ít có ảnh hưởng đến trạng thại phân cực của mạch.

Chuyển qua xem cường độ dòng điện chảy vào ra trên các chân của các
linh kiện

Kết quả phân tích cho thấy, dòng chảy ra trên chân B là khoảng 3uA và
dòng chảy ra trên chân C của transistor là 489uA, và dòng chảy vào
trên chân E là tổng của hai dòng này cộng lại. Nếu muốn biết hệ số
khuếch đại dòng tĩnh của transistor, Bạn lấy dòng I
C


Bạn kích mở cửa sổ chọn kiểu phân tích và khai báo các thông số phân
tích:* Với nguồn tín hiệu Sin có tần số là 1KHz, chu kỳ tín hiệu sẽ là 1ms,
Bạn chọn ô Run to time là 4ms nếu Bạn muốn xem 4 chu kỳ tín hiệu
hiện trên màn hình, Bạn chọn 10ms nếu Bạn muốn cho hiện 10 chu kỳ
tín hiệu trên màn hình.

* Ở ô Start saving data after chọn 0, có nghĩa Bạn muốn xem kết quả
từ vị trí khởi đầu, nếu Bạn chọn 1ms, trình PSpice sẽ bỏ qua phần 1ms
không cho hiện ra trên đồ thị biên-thời.

* Ở ô Maximun Step Size chọn 0.01ms, ý Bạn muốn trong 1ms PSpice
sẽ tính 100 điểm, vậy với khai báo 4ms bên trên, trình PSpice sẽ tính
400 điểm để cho vẽ ra đồ thị biên-thời. Khai báo này quá ít hình vẽ ra
sẽ thô, khai báo này quá nhiều, vượt khả năng phân tích của PSpice,
PSpice sẽ báo lỗi.

Sau khi phân tích xong, trình PSpice cho hiện kết quả trên đồ thị biên-
thời. Từ đồ thị này Bạn biết gì:

* Bạn thấy tín hiệu vào trên chân B và lấy ra trên chân C có tính đảo
pha. Khi mức volt trên chân B tăng lên thì mức volt trên chân C sẽ giảm
xuống và ngược lại.Để khảo sát tín hiệu chúng ta có thể chuyển qua dùng đồ thị phổ tần,
dùng phân tích Fourier, chúng ta thấy một tín hiệu thuần Sin sẽ chỉ hiện
một vạch trên đồ thị phổ tần, với các tín hiệu phi Sin, phân tích chuổi
Fourier sẽ cho thấy nó là sự kết hợp của nhiều thành phần tín hiệu Sin
có tần số là bội của tần số cơ bản, lúc đó trên đồ thị phổ tần ngoài một
vạch chính còn xuất hiện nhiều vạch phụ khác, chúng ta nói đó là các
sóng hài của tín hiệu phi Sin. Vậy một tín hiệu thuần Sin sẽ không có
hài, một tín hiệu phi Sin, như sóng vuông sẽ phát sinh nhiều sóng hài.
Người ta gọi tín hiệu sóng vuông là sóng đa hài.
Bước 5: Khảo sát mạch với nguồn tín hiệu Sin có biên độ cố định.Bây giờ khảo sát mạch với nguồn tín hiệu dạng Sin có biên độ không
đổi với tần số thay đổi. Chúng ta vào kho lấy nguồn tín hiệu VAC, cho
mức nguồn là 1V để dễ phân tích đồ thị. Bạn xem hình. Cho mở cửa sổ chọn kiểu phân tích: Bạn chọn mục AC Sweep và khai
báo các thông số phân tích.Trong ô Start Frequency lấy 10, có nghĩa là khởi đầu dùng nguồn tín
hiệu 10Hz. Ô End Frequency chọn 1 Meg, tần số phân tích cao nhất là
1MHz. Trong ô Points/Decade chọn 101, nghĩa là trong một bước 10,

dùng tụ liên lạc C1, C2 có trị 1uF

Kết quả phân tích cho thấy, khi dùng các tụ liên lạc nhỏ, tín hiệu ở vùng
tần số thấp bị giảm biên. Điều này dễ hiểu, vì dung kháng X
C
của các tụ
điện có sức cản dòng lớn đối với các tín hiệu có tần số thấp, nó cản
mạnh các tín hiệu vào ra mạch khuếch đại, nên kết quả biên độ vùng
tần thấp bị giảm. Chúng ta thường nói, nếu dùng các tụ liên lạc nhỏ sẽ
làm mất tín hiệu vùng tần thấp.
Thử xem vai trò của các cuộn dây trong các mạch khuếch đại. Gắn cuộn
cảm L trên chân C, chúng ta được gì?

Chúng ta biết cuộn dây có cảm kháng X
L
tăng theo tần số, tần số càng
cao, cảm kháng càng lớn. Kết quả phân tích cho thấy: Với cuộn dây đặt
trên chân C, biên độ tín hiệu vùng tần cao tăng mạnh tạo ra đỉnh, do
đó cuộn dây này quen gọi là peak coil.
Qua phần thị phạm trên, tôi nghĩ Bạn cũng đã quen với cách dùng
PSpice để phân tích các sơ đồ mạch điện. Không cần biết mạch điện
của Bạn đơn giản hay phức tạp trình tự phân tích cũng thường gồm có
các bước như phần trình bày trên. Ở đây cũng nói rõ hơn, OrCAD hay
PSpice không dùng cho các Bạn không phải dân chuyên ngành, trước

lần lượt tạm chuyển vào trạng thái ngưng dẫn, và khi transistor từ
ngưng dẫn trở lại bão hòa thì lại đẩy transistor kia vào trạng thái ngưng
dẫn. Chi tiết Bạn có thể tìm đọc lại các bài viết trước của tôi.

Bạn click chuột vào dòng này để mở xem
Sau khi dùng PSpice phân tích mạch, chúng ta có kết quả như hình sau:

Trích đoạn Một mạch điện tương tự:

---