OrCAD với PSpice, một phần mềm dân điện tử không thể không biết

Khái quát về OrCAD 9.2

 

Capture CIS liên thông với PSpice

 

Sau khi cài xong OrCAD 9.2, trên ổ đĩa cứng của máy, Bạn có thư mục ORCAD, trong thư mục này sẽ có các thư mục con, như: CAPTURE, LAYOUT-PLUS, PSPICE.

 

 

Các thư mục con của OrCAD 9.2 trên đĩa cứng

 

Vào CAPTURE, Bạn sẽ thấy có các thư mục con khác nữa, như hình sau:

 

 

Trong các thư mục này hãy chú ý và tìm hiểu kỹ thư mục thư viện LIBRARY của Capture. Trong thư mục này chứa các tập tin thư viện của nhiều ký hiệu mà sau này Bạn sẽ thường xuyên phải dùng đến.

 

Khi Bạn nhấp chuột ở phím Start sẽ thấy có mục: ORCAD release 9.2 trong cửa sổ. Cho chuột chỉ ngay mục này sẽ hiện ra một cửa sổ như hình sau: Lúc này Bạn muốn mở trình nào thì  nhấp chuột ngay trên tiêu hình của trình đó.

 

 

 

 

 

Bạn cũng có thể kéo dời các tiêu hình từ cửa sổ này ra màn đèn Desktop để sau này có thể nhấp chuột trên các tiêu hình này, mở nhanh phần mềm Bạn muốn sử dụng. Thí dụ:

 

   Tiêu hình dùng mở nhanh trình Capture CIS để vẽ các sơ đồ mạch điện nguyên lý.

 

 

  Tiêu hình dùng mở nhanh trình Layout Plus để vẽ bảng mạch in.

 

Bây giờ thử nhấp đúp chuột trên tiêu hình của trình Capture CIS. Bạn thấy mở ra vùng làm việc của trình vẽ sơ đồ mạch điện nguyên lý. Lúc này để vẽ một mạch điện và cho liên thông với trình PSpice. Bạn hãy chọn mục File, rồi chọn mục New và chọn mục Project... Bạn sẽ thấy hiện ra một cửa sổ New Project như sau:

 

 

Trong cửa sổ này, Bạn hãy gõ vào tên tập tin (trong ô Name) và chọn thư mục để cất tập tin này (trong ô Location).

 

* Nếu muốn liên thông với trình PSpice thì đánh dấu trong ô tròn thứ nhất (Analog or Mixed).

* Nếu muốn liên thông với trình Layout Plus để vẽ board mạch in thì đánh dấu trong ô tròn thứ hai (PC Board).

* Nếu muốn liên thông với trình PLD dùng để nạp chư?ng trình vào các IC PAL, GAL…Thì đánh dấu trong ô tròn thứ ba (Programmable Logic).

* Và nếu chỉ muốn vẽ các sơ đồ mạch điện thôi, Bạn đánh dấu trong ô tròn thứ tư (Schematic).

 

Sau khi chọn xong phần mềm để liên thông với mạch điện vẽ trong Capture CIS. Bạn nhấn phím OK. Lúc này trình Capture CIS mở ra một cửa sổ Create PSpice Project, Bạn hãy chọn mục Create a blank Project để trình Capture mở ra một trang vẽ trắng.

 

 

 

Đánh dấu trong ô tròn Create a blank project để mở trang vẽ trắng.

 

Sau khi nhấn phím OK, Bạn vào vùng làm việc chính của Capture CIS.

 

 

 

 

Trong vùng làm việc này, Bạn hãy dùng các lệnh Place để đặt các thành phần  của một mạch điện lên bảng vẽ. Ở đây, Bạn có thể dùng chuột để sắp xếp lại bảng tiêu hình công cụ. Ở bảng tiêu hình này, mỗi tiêu hình ứng với một chức năng cụ thể.

 

 

Để lấy các ký hiệu từ các thư viện đặt vào trang vẽ, Bạn chọn tiêu hình sau:  nhấp con trỏ trên tiêu hình Place Part).

 

Lúc này Bạn thấy hiện ra một giao diện: Trong giao diện này, mục Libraries cho thấy các tập tin thư viện hiện dùng.  Ở ô Part, Bạn gõ vào tên ký hiệu mà Bạn muốn lấy (Thí dụ: gõ vào 555), Bạn sẽ thấy hiện ra các nhóm từ có số 555. Từ đây Bạn hãy chọn ký hiệu mà Bạn muốn lấy. (Thí dụ: 555B), ngay khi được chọn, trong khung trắng dưới sẽ cho hiện ra ký hiệu mà Bạn muốn chọn (chức năng Preview). Nếu đồng ý Bạn nhấn phím OK. Ký hiệu Bạn lấy sẽ dính vào con trỏ, Bạn tìm nơi đặt ký hiệu. Để đặt một ký hiệu lên trang vẽ, nhấn chuột trái. Bạn  có thể nhấn tiếp chuột trái để đặt ký hiệu này ở các vị trí khác trên trang vẽ.

 

 

 

Bạn chọn IC 555B có trong thư viện ANL-MISC.OLB, ký hiệu này hiện ra trong khung Preview, nếu  đây đúng là linh kiện mà Bạn muốn lấy, Bạn nhấn phím OK để xác nhận).

 

 

 

Sau khi đặt xong các ký hiệu lên trang vẽ, Bạn sẽ thấy trên vùng làm việc của Capture  CIS có hình như sau (xem hình). Bạn chọn mục Edit và chọn mục Part để chuyển qua trang vẽ phụ (Edit Part), ở đây Bạn có thể sắp xếp lại vị trí cho các chân của IC 555 sao cho hình vẽ “rõ ràng, dễ hiểu hơn”. Chúng tôi đã dùng chuột kéo các chân của IC 555 để tạo ra một ký hiệu mới của IC 555 như hình sau:

 

Tìm hiểu IC 555: IC này có 8 chân, công dụng của mỗi chân như sau:

 

Chân số 1 (GND): Cho nối masse để lấy dòng cấp cho IC, dòng điện tử sẽ từ masse chảy vào IC.

 

Chân số 2 (TRIGGER): Ngả vào của một tầng so áp 2. Ở đây mức áp chuẩn bằng (1/3)Vcc, lấy trên cầu chia Volt tạo bởi 3 điện trở 5K. Khi mức áp trên chân 2 xuống đến mức (1/3)Vcc thì chân 3 sẽ chuyển lên mức áp cao, lúc này khóa điện trên chân số 7 ở trạng thái hở.

 

Chân số 3 (OUTPUT): Ngả ra, tín hiệu ở ngả ra có dạng xung (mức áp không thấp thì cao). Khi chân 2 xuống thấp hơn mức áp chuẩn (1/3)Vcc thì chân 3 lên mức áp cao và khi chân 6 lên cao hơn mức áp chuẩn (2/3)Vcc thì chân 3 xuống mức áp thấp.

 

Chân số 4 (RESET): Chân hồi nguyên, chân Reset xác lập trạng thái ngả ra. Khi chân số 4 cho nối masse (đặt ở mức áp thấp) thì chân 3 bị chốt ở mức áp thấp, chỉ khi chân 4 đặt ở mức áp cao thì ngả ra mới được tự do, điện áp trên chân 3 mới có thể lúc lên cao lúc xuống thấp, tạo ra tín hiệu dạng xung.

 

Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): Chân khiển, qua chân này làm thay đổi các mức áp chuẩn trên cầu chia Volt. Khi mức áp chuẩn cấp cho các tầng so áp 1 và 2 bị thay đổi thì tần số tín hiệu cũng thay đổi theo. Người ta thường đưa điện áp tín hiệu vào chân 5 để thực hiện sự điều chế tần số.

 

Chân số 6 (THRESHOLD): Ngả vào của một tầng so áp 1. Có mức áp chuẩn bằng (2/3)Vcc, lấy trên cầu chia Volt tạo bởi 3 điện trở 5K. Khi mức áp trên chân 6 lên đến mức (2/3)Vcc thì chân 3 chuyển xuống mức áp thấp, lúc này khóa điện trên chân số 7 ở trạng thái đóng kín.

 

Chân số 7 (DISCHARGE): Chân xả điện, chân này là ngả ra của một khóa điện đóng mở theo áp, khóa điện này đóng mở theo mức áp trên chân số 3. Khi chân số 3 ở mức áp cao thì khóa điện đóng lại và cho dòng chảy ra, khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa điện hở và cắt dòng chảy ra trên chân số 7.

 

 

Chân số 8 (Vcc): Chân nguồn, nối vào nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC 555. IC 555 có thể làm việc với mức nguồn nuôi từ 3V đến 18V.

 

Đến đây Bạn hãy vào kho linh kiện với lệnh Place Part (gõ phím “p” để mở nhanh thư viện và vào kho chọn lấy các ký hiệu theo sơ đồ mạch điện mà Bạn muốn vẽ).

 

* Để lấy các điện trở, Bạn gọi ra bằng tên “R” (Có trong thư viện Analog.olb).

* Để lấy các tụ điện, Bạn gọi ra bằng tên “C” (Có trong thư viện Analog.olb).

* Để lấy nguồn nuôi, Bạn gọi ra bằng tên “VDC” (Trong thư viện Source.olb).

 

Sau khi tất cả các ký hiệu của các linh kiện đã đặt xong trên trang vẽ. Bạn hãy dùng đến lệnh Place Wire để cho nối đường mạch qua các chân của tất cả linh kiện.

 

    Tiêu hình chọn dùng lệnh nối mạch. Bạn cũng có thể chọn nhanh lệnh này bằng cách gõ phím ký tự “W” (Wire).

 

Ở mode nối mạch, dấu con trỏ có dạng hình chữ thập (+). Bạn cho con trỏ chạm vào các chân của một ký hiệu, rê chuột, dây nối sẽ kéo theo qua các chân khác, khi dây nối chạm vào chân linh kiện sẽ xuất hiện một chấm tròn đỏ (dấu hiệu của điểm nối). Bạn nhấn phím chuột trái để kết thúc một đ?ờng nối, nhấn phím Esc để thôi lệnh nối mạch.

 

Bạn hãy chọn ký hiệu nối masse, bằng cách gõ phím ký tự “G”  (Ground) hay nhấp chuột trên tiêu hình sau:

 

    Tiêu hình dùng lấy ký hiệu masse cho nối vào sơ đồ mạch điện.

 

 

Sau khi đã nối xong các đ?ờng masse, Bạn nhấp đúp chuột trên trị số của từng ký hiệu linh kiện và soạn lại các trị số này, làm xong chúng ta sẽ có sơ đồ mạch điện như sau:

 

 

Hình cho thấy toàn phần một sơ đồ mạch điện nằm trên trang vẽ của Capture CIS.

 

 

 

 

 

Để lấy R1, R2, R3, chúng ta có thể gõ phím tắt “P” (Mở lệnh Place Part) để mở kho linh kiện và gõ tên linh kiện là “R”, chọn vị trí đặt ký hiệu này trên trang vẽ.

 

 

Để lấy tụ C1, C2, chúng ta có thể gõ phím tắt “P” (Place Part) để mở kho linh kiện và gõ tên linh kiện là “C”, chọn vị trí đặt ký hiệu này trên trang vẽ.

 

Để lấy nguồn nuôi V1 chúng ta có thể gõ phím tắt “P” để mở kho linh kiện và gõ tên linh kiện là “VDC”.

 

Để lấy IC 555, chúng ta có thể gõ phím tắt “P” để mở kho linh kiện và gõ tên linh kiện là “555”.

 

Để lấy dấu nối masse, chúng ta có thể gõ phím tắt “G” rồi chọn ký hiệu masse.

 

Đến đây hãy hoàn chỉnh mạch điện bằng cách biên soạn trị số cho các linh kiện trên sơ đồ mạch điện . Để ghi trị số cho các linh kiện trên sơ đồ, nhấp đúp chuột trên một trị số, Bạn sẽ thấy hiện ra giao diện Display Properties như hình sau:

 

 

Trong ô Value: gõ vào trị số của linh kiện.

 

Trong mục Display Format. Nếu Bạn chọn mục Value Only thì  chỉ có trị số cho hiện ra thôi, nếu chọn mục Do Not Display thì trị số linh kiện sẽ không hiện ra.

 

Soạn xong nhấn phím OK.

 

Để ghi các câu chú thích chữ Việt lên bản vẽ,  Bạn gõ phím “T” (mở lệnh Place Text), và trong cửa sổ Place Text, Bạn gõ vào các câu chú thích chữ Việt để thuyết minh sơ đồ mạch điện.

 

Sau khi chọn xong các trị số của các linh kiện trong mạch, ghi các câu chú thích vào mạch,  Bạn sẽ thấy sơ đồ mạch điện hoàn chỉnh như hình sau:

 

 

 

Ghi chú: Để có thể sắp xếp trị số của các linh kiện trên trang vẽ ở các vị trí bất kỳ Bạn nên chọn mode tắt tính dính lư?i. Hãy nhấp chuột trên tiêu hình sau.

 

   Tiêu hình dùng tắt mở tính dính lư?i của các thành phần của mạch điện trên lư?i của trang vẽ.

 

Đến đây, Bạn đã hoàn tất công việc mô tả một sơ đồ mạch điện trên trang vẽ của trình Capture CIS.

Hãy thử liên thông với trình PSpice để phân tích sơ đồ mạch điện trên

 

Trên đây là một mạch dao động dùng IC 555, với các mạch dao động Bạn phải đặt vào mạch điều kiện khởi đầu (lệnh IC: Initial Condition). Hãy gõ phím “P” (gọi lệnh Place Part) để mở cửa số Place Part và chọn thư viện Special rồi chọn tên linh kiện  là IC1, Bạn sẽ lấy ra đ?ợc ký hiệu dùng để qui đ?nh điều kiện khởi đầu theo chỉ đ?nh trong IC1. Bạn hãy nhấp đúp chuột trên chữ “IC=” để ghi vào mức volt khởi đầu (Thí dụ: cho là 0V). Ở đây Bạn lại dùng lệnh Place Text (phím tắt là “T”) để ghi thêm các văn bản chú thích lên sơ đồ mạch điện (Bạn xem hình).

 

 

 

Đến đây là Bạn đã chuẩn bị xong một mạch điện để chạy trong phần mềm PSpice.

 

 

Cách mở phần mềm PSpice để phân tích mạch điện trên.

 

 

Trên vùng làm việc của Capture CIS, Bạn thấy có một thanh công cụ như hình sau:

 

 

 

Trước hết hãy nhấp chuột ở tiêu hình New Simulation Profile để mở trang phân tích mạch. Bạn thấy hiện ra của sổ New Simulation như hình sau:

 

 

Gõ vào ô Name tên của trang phân tích. (tên tùy chọn).

 

Thí dụ: gõ vào “pt-555” (Đặt tên tùy chọn, sao cho dễ nhớ là đ?ợc).

 

Đặt tên xong, nhấn phím “Create” để mở cửa sổ chọn kiểu dạng phân tích. Bạn thấy hiện ra giao diện có nhiều thẻ chọn như hình sau:

 

 

Trong giao diện này ở thẻ Analysis, mục Analysis Type cho thấy có 4 cách phân tích chính. Đó là:

 

Bias Point: dùng xác đ?nh điều kiện phân cực DC của một mạch điện. Tính toán xong, Bạn sẽ có các mức áp DC trên các đ?ờng  mạch  và có dòng  điện chảy qua các nhánh của mạch.

 

DC Sweep: dùng cách quét thông số DC để phân tích các đặc tính của các linh kiện điện tử. Như vẽ các đ?ờng cong đặc tính của diode, transistor, scr, triac, các cổng logic…Khảo sát mạch với các mức nguồn nuôi DC khác nhau…

 

Time Domain (Transient): dùng phân tích các mức áp trên các điểm của mạch điện lấy theo biến thời gian(Ở đây trục x lấy theo biến thời gian). Nó có công dụng như Bạn đang dùng một máy hiện sóng nhiều tia để xem các tín hiệu trên các điểm nối của mạch điện.

 

AC Sweep/Noise: dùng phân tích các mức áp trên các đ?ờng nối của mạch điện theo biến tần số và góc pha (trục x lấy theo biến tần số hay biến góc pha). Nó dùng vẽ ra  đ?ờng cong đáp ứng biên tần, pha tần của mạch.

 

Trong thí dụ trên, Bạn thử chọn cách phân tích là Transient (Trục x lấy theo biến thời gian). Ở dạng phân tích này Bạn chỉ cần gõ số vào các ô trống (Xem hình):

Trong ô: Run to time, gõ vào khoảng thời gian phân tích (Thí dụ: gõ vào 4ms để thử).

Trong ô: Start saving data after, xác đ?nh thời điểm bắt đầu cho hiện tín hiệu.  

Trong ô: Maximum step size, chọn đ?nh bư?c in (Thí dụ: gõ vào 0.01ms).

 

Ghi chú: nếu Bạn chọn bư?c in càng nhỏ, tín hiệu in ra sẽ càng nét, hình càng đẹp nhưng tập tin dữ liệu ghi lại trên đĩa sẽ lớn và thời gian phân tích sẽ kéo dài hơn.

 

Sau khi đã chọn xong, nhấn phím “OK” để trở lại trang vẽ. Ở đây Bạn chọn tiêu hình cho chạy trình PSpice để phân tích mạch.

 

 

     Nhấp chuột trên tiêu hình này để chạy PSpice cho phân tích mạch.

 

 Sau khi phân tích xong Bạn sẽ thấy kết quả hiện ra trong trang đồ thị. (Bạn xem hình).

 

 

Trong trang đồ thị này, chúng ta thấy tín hiệu lấy ra trên chân số 3 của IC 555 có dạng xung vuông. Lúc này nếu muốn xem tín hiệu trên điểm nào của mạch điện, Bạn chỉ cần đặt ống dò ngay trên điểm đó.

Thí dụ: Cùng lúc Bạn đặt ống dò trên chân 2, chân 6 và trên chân 3. Chúng ta sẽ thấy dạng tín hiệu trên chân 3 là dạng xung vuông và trên chân 2, 6 là dạng tín hiệu răng cưa, cả hai cùng hiện trên cùng một đồ thị.

 

Bạn có thể thay đổi trị số của các linh kiện trên mạch điện rồi cho phân tích lại, Bạn sẽ có kết quả khác.

 

 

Ở đây, Bạn thay đổi trị số của tụ C1, lấy trị số của tụ nhỏ hơn là 0.0047mF. Sau khi phân tích lại, Bạn sẽ thấy kết quả hiện ra như sau: (Tần số của tín hiệu đã tăng lên).

 

Tóm lại, trong OrCAD 9.2 Bạn có thể mô tả một mạch điện với rất nhiều loại linh kiện khác nhau, mạch có thể đ?n giản hay phức tạp, mạch có thể cho kết hợp các linh kiện loại Analog hay các linh kiện loại Digital. Sau khi phân tích xong. Bạn xem kết quả trên các trang đồ thị, qua các kết quả này Bạn sẽ biết đ?ợc những đặc tính của mạch điện. Thao tác thực hành gồm các bư?c sau:

 

Bước 1: Mở trang vẽ của trình Capture CIS, vẽ các sơ đồ mạch điện hoàn chỉnh trong trang vẽ này.

 

        * Dùng lệnh Place Part để vào kho lấy ra các ký hiệu đặt lên bản vẽ.

        * Dùng lệnh Place Wire để kéo các đ?ờng nối qua các chân của linh kiện.

        * Dùng lệnh Place Ground để đặt đ?ờng masse lên sơ đồ mạch điện.

        * Mở cửa sổ Display Properties để ghi trị số các linh kiện. 

        * Với các mạch dao động, đặt điều kiện đầu (IC) để dễ phân tích.

 

Bước 2: Cho liên thông với trình PSpice để phân tích hoạt động của mạch.

 

        * Nháy chuột trên thanh công cụ để liên thông với trình PSpice.

        * Mở cửa sổ Simulation Setting để xác lập các điều kiện phân tích.

        * Chọn tiêu hình RUN để cho chạy trình PSpice dùng để phân tích mạch.

        * Sau cùng xem các kết quả trên trang đồ thị. Bạn có kết quả như hình sau:

 

 

Một thí dụ: Dùng PSpice để tính toán một mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ với sơ đồ mạch điện vẽ trong trang Capture CIS. Bài thực hành sẽ làm theo các bư?c sau:

 

Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch điện trong Capture CIS và chạy kiểu phân tích Bias Point   

 

    * Lấy linh kiện đặt lên bản vẽ với lệnh Place Part.

    * Cho nối mạch qua các chân của linh kiện với lệnh Place Wire.

    * Biên soạn trị số của các linh kiện (nhấp chuột 2 nhịp nhanh trên các trị số).   

      * Hoàn chỉnh sơ đồ mạch điện.

 

Khi thiết kế một tầng khuếch đại, trư?c hết hãy xác đ?nh điều kiện phân cực DC của mạch. Phân cực DC là sự sắp xếp các mức áp DC và chọn đ?nh mức dòng chảy qua các nhánh của mạch điện. Ở điều kiện phân cực DC, các tụ điện chưa có vai trò trong mạch. Vậy sơ đồ mạch điện chỉ gồm các điện trở, transistor và đ?ợc vẽ như sau: (Bạn xem hình).

 

Sau khi đã vẽ xong mạch trên trang vẽ Capture CIS, Bạn cho chạy trình PSpice. Hãy cho nhấp chuột vào tiêu hình New Simulation để liên thông với PSpice và đặt tên cho trang phân tích.

 

      Tiêu hình mở trang New Simulation để đặt tên cho trang phân tích.

 

 

Sau khi đặt tên xong (tên đặt tùy ý), Bạn sẽ thấy mở ra một cửa sổ để chọn kiểu dạng phân tích (Bạn xem hình ở trang 12). Bạn chọn kiểu phân tích là Bias Point, để xem kết quả phân cực tĩnh của mạch điện. Chọn xong nhấn phím OK.

 

Trở lại vùng làm việc của Capture CIS, Bạn nhấn tiêu hình 

để cho chạy trình PSpice. Sau một lúc, khi đã phân tích xong, trên vùng làm việc của Capture CIS, Bạn có thể xem kết quả bằng cách nhấn vào các phím tiêu hình sau:

 

 

   Chọn xem các mức áp phân cực DC trên các đ?ờng nối của mạch điện.  

PSpice đã tính toán xong và cho thấy các mức áp DC trên các đ?ờng nối của mạch điện.

 

Để xem dòng điện chảy  vào ra trên chân của các linh kiện và dòng điện chảy qua các nhánh của mạch, Bạn chọn tiêu hình sau:

 

 

     Chọn xem các dòng điện phân cực DC chảy qua các nhánh của mạch điện. 

 

 

PSpice đã tính toán xong và cho thấy các dòng điện DC chảy trên các nhánh của mạch điện.

 

 

 

Từ các kết quả trên Bạn đã biết đ?ợc  điều kiện phân cực tĩnh của mạch có đúng yêu cầu không. Nếu mạch đã phân cực đúng. Như vậy có thể chuyển qua bư?c 2.

 

Bước 2: Chạy trình PSpice để phân tích mạch điện theo biến tần số

 

Chạy lệnh AC Sweep khảo sát đặc tính biên tần và pha tần của mạch khuếch đại trên.

 

Khi mạch khuếch đại trên đã lấy đ?ợc phân cực tốt. Bây giờ hãy cho tín hiệu vào để kích thích mạch. Lúc này các tụ điện sẽ có vai trò quan trọng trong mạch. Chúng ta dùng các tụ hóa làm tụ liên lạc (bắt cầu cho tín hiệu đi qua) và dùng làm tụ lọc. Sơ đồ mạch điện vẽ thêm như sau:

 

Ghi chú: Để vẽ sơ đồ này. Bạn dùng lệnh Place Part  (gõ phím tắt “P”) để mở kho lấy ra các tụ điện cho nối vào mạch.

 

Khi đang sắp xếp các linh kiện trên mạch. Bạn có thể dùng các phím tắt sau để xoay hư?ng các linh kiện.

 

Gõ phím “H” (Horizontal) để lật ngang ký hiệu linh kiện đang chọn.

Gõ phím “V” (Vertical) để lật dọc ký hiệu linh kiện đang chọn.

Gõ phím “R” (Rotation) để quay ký hiệu linh kiện đang chọn.

 

Như vậy, trên mạch điện chúng ta đã cho một nguồn tín hiệu dạng Sin, có biên độ  giữ không đổi là 1VAC (Tần số của tín hiệu thay đổi và sẽ khai báo sau). Nguồn tín hiệu này sẽ kích thích mạch, dùng PSpice để khảo sát các mức áp tư?ng ứng ở ngả ra. Ở kiểu phân tích này, biến của trục ngang (trục hoành, trục X) sẽ là tần số.

Bạn hãy đĩa chuột đến nhấp trên tiêu hình để mở trang chọn kiểu phân tích mạch. Bạn sẽ thấy hiện ra cửa số Simulation Settings như hình sau:

 

 

Trong cửa sổ Simulation Settings, Bạn chọn kiểu phân tích AC Sweep/Noise.

 

Lúc này hãy xác đ?nh dãi tần số mà Bạn muốn cho phân tích mạch.

Trong ô Start Frequency: Bạn gõ vào con số để cho biết muốn bắt đầu phân tích ở tần số nào (gõ số 10, có nghĩa là tần số bắt đầu là ở 10Hz).

 

Trong ô End Frequency: Bạn gõ vào con số để cho biết sẽ kết thúc phân tích ở tần số nào (gõ vào số 1Meg, có nghĩa là tần số kết thúc là 1Mega-Hz ).

 

Trong ô Points/Decade: Bạn gõ vào con số để xác đ?nh số điểm phân tích trong một bư?c 10 (gõ vào số 100, có nghĩa là trong một khoảng 100, hãy tính 100 điểm).

 

Sau khi chọn đ?nh xong, nhấn OK để đóng cửa sổ và trở về vùng làm việc của Capture CIS. Bây giờ hãy nối vào mạch một ống dò (điện áp) để xem kết quả. Bạn có thể đặt ống dò ở ngả ra trên đ?ờng nối giữa tụ C2 và điện trở R6 (Bạn xem hình ).

 

Bây giờ, Bạn hãy nhấp trên tiêu hình Run PSpice để cho phân tích mạch. Sau khi PSpice phân tích xong. Bạn sẽ có kết quả hiện ra trên trang đồ thị (xem hình).

 

Đ?ờng cong cho thấy đáp ứng biên tần của mạch khuếch đại (với các tín hiệu có tần số trên 100KHz thì biên độ bắt đầu giảm xuống). 

 

…và Bạn cũng có thể xem đ?ờng cong pha tần. Hãy mở cửa số Add Trace (Bạn xem hình).

 

Trong cửa sổ Function or Macro, Bạn chọn hàm phase P(), tức để xem pha của tín hiệu.

 

Trong thanh Trace Expression, đặt biến V(6:2) vào hàm Phase.

 

Kết quả : Đ?ờng cong pha tần như hình sau. (ở tần số 100KHz, góc pha của tín hiệu đã trễ gần 32°).

 

 

Bước 3: Chạy trình PSpice để phân tích mạch điện với biến thời gian

 

Chạy lệnh Transient để xem dạng tín hiệu trên các điểm nối của mạch điện.

 

Khi mạch khuếch đại đã có điều kiện phân cực tốt. Bây giờ hãy đặt một tín hiệu vào kích thích mạch. Tín hiệu có dạng hình Sin, tần số lấy không đổi (Thí dụ: 1KHz), biên độ thay đổi theo dạng sóng Sin (Thí dụ: 10mV). Để có nguồn tín hiệu này kích thích mạch, Bạn khai báo thêm trong nguồn V2, dòng khai báo như sau: Sin 0 10mv 1KHz (Bạn xem hình).

Sau khi khai báo xong, hãy mở cửa sổ Stimulation Settings và chọn kiểu phân tích là Transient.

 

Bạn mở cửa sổ Analysis type và chọn kiểu phân tích là Time Domain (Transient).

 

 

Trong ô Run to time: Bạn gõ vào khoảng thời gian phân tích. Với tín hiệu có tần số 1KHz thì chu kỳ sẽ là 1ms, vậy Bạn phải chọn khoảng thời gian phân tích dài hơn chu kỳ để có thể xem đ?ợc nhiều chu kỳ tín hiệu (Thí dụ: gõ vào 3ms).

 

Trong ô Start saving data after: Bạn gõ vào con số để xác đ?nh thời điểm bắt đầu cho hiện tín hiệu trên trang đồ thị (Thí dụ: gõ vào số 0, tín hiệu sẽ hiện ra từ vị trí 0s). 

 

Trong ô Maximum step size: Bạn gõ vào con số để đ?nh bư?c tính (Thí dụ: gõ vào số 0.01ms, có nghĩa là bư?c ghi tín hiệu là 0.01ms, chú ý: con số này càng nhỏ tín hiệu sẽ càng đẹp, nhưng tập tin dữ liệu sẽ lớn).

 

Sau khi chọn xong, nhấn nút OK để đóng cửa sổ lại và trở về vùng làm việc của Capture CIS. Bây giờ hãy chạy Run để có kết quả.

Tín hiệu ngả ra có dạng hình Sin, hãy khảo sát mức méo của tín hiệu. Trong trang đồ thị, Bạn nhấp trên tiêu hình FFT (Phân tích chuỗi Fourier, để xem đồ thị dạng phổ tần):

 Mở xem đồ thị phổ tần.

 

Bạn thấy kết quả hiện ra như sau:

 

Ngoài vạch tín hiệu chính còn xuất hiện nhiều vạch tín hiệu phụ, điều này cho thấy tín hiệu ngả ra không có dạng thuần Sin, nói cách khác tín hiệu qua tầng khuếch đại đã bị  làm méo (không còn dạng thuần Sin như tín hiệu ngả vào).

  

Chúng ta hãy quan sát tín hiệu dạng thuần Sin ở ngả vào. Hãy đặt ống dò ở ngả vào. Bạn sẽ thấy tín hiệu hiện ra trên trang đồ thị (Bạn xem hình).

Tín hiệu ngả vào có dạng thuần Sin.

Biên độ 10mv và tần số là 1KHz.

 

Khảo sát tín hiệu thuần Sin trên trang đồ thị phổ tần. Bạn thấy:

 

 

Một tín hiệu thuần dạng Sin sẽ chỉ hiện một vạch đ?ng trên trang đồ thị phổ tần.

 

 

Bạn hãy xem tín hiệu trên chân C của Q1 bằng cách đặt ống dò trên chân này. Bạn sẽ có kết quả như hình sau:

Qua dạng sóng, Bạn có thể thấy tín hiệu lấy ra trên chân C của Q1 (hay trên chân B của Q2), bị méo phi tuyến trầm trọng.

 

Tuy nhiên khi tín hiệu này qua tầng khuếch đại Q2, ở ngả ra của Q2 mức méo đã giảm đi, đó là ưu điểm của mạch khuếch đại 2 transistor nối tiếp, tầng sau có thể sửa méo phi tuyến gây ra của tầng trư?c. Nhờ có đặc điểm này mà kiểu mạch khuếch đại này hiện rất thông dụng (trong các phần sau, chúng ta còn phân tích chi tiết hơn kiểu mạch khuếch đại này).

 

Người soạn, giáo viên dạy nghề: Vương Khánh Hưng