用替换定理推导带SPICE的戴维南阻力值

文章作者:K.Bharath Kumar

在此设计思想中,我们探讨了如何将网络分析的替代定理应用于SPICE电路仿真软件,以获得等效电阻/电导。

戴维南和诺顿等效电路[1-3]是电路设计人员和研究人员非常有价值的分析工具。如何利用现有的网络定理获得网络的戴维南电阻和诺顿电导?

在本设计思想中,利用网络分析的代换定理,利用SPICE电路仿真软件得到等效电阻/电导[4-5]。具有任意负载电阻(k·R)的网络的戴文等效表示T)当k>0时,如图1a所示。戴维南抵抗运动T在端子A、B之间确定。负载电阻k·RT根据替换定理,可以用等效电压源替换EC·k/(K+1) ,其中EC是戴维南开路电压,可通过单独定义感兴趣的戴维南电阻网络作为SPICE网络列表文件描述中的子电路获得C通过(在SPICE中)如图1b所示连接的电压依赖型电压源实现k/(k+1)。

图1具有任意负载电阻值(k·R)的网络的戴维南等价表示T)当k>0时,如图(1a)所示;E的乘积C对于k/(k+1),通过(在SPICE中)连接如1b所示的电压相关电压源来实现。

R的值T对于网络(图3)可通过将该电压除以电流I的乘积得到[6-7]K通过电压相关电压源和k,其值定义为:EC/(一)K(K+1)).

图3待确定其穿过端子A、B的戴维南电阻的网络。

针对不同k值计算的戴维南阻力如所示表一对于图3:

具有任意负载电导值(G)的线性网络的Norton等效电路也没有/k) 当k>0时,如图2a所示,网络的诺顿电导(G也没有)在端子C、D之间确定。负载电导G也没有/根据替换定理,诺顿等效表示法中的k可由等效电流源代替(图2b)联合国安全理事会/(k)+1) ,我在那里sc是Norton短路电流,可通过所考虑网络的单独子电路SPICE描述获得。

图2具有任意负载电导值(G)的线性网络的Norton等效电路也没有/k) 当k>0时,网络如2a所示;负载电导G也没有/根据替换定理,诺顿等效表示中的k可以用等效电流源代替(2b)。

最终诺顿电导值可通过以下表达式获得:K·联合国安全理事会/((k)+1)·vK)

电压VK(电流控制电流源两端的电压)可使用SPICE程序导出。图4显示了一个网络,其跨端子C、D的诺顿电导有待确定。

图4要确定其穿过端子C、D的诺顿电导的网络。

诺顿电导也没有图4中给出了各种k值的单位为毫毫毫霍斯表2:

获取戴维南抗性的SPICE文件说明(RT)

子电路THEV用于描述中的网络(图3)表3:

戴维南开路电压在节点1的子电路X1处可用。替换定理要求的电压源ESUBS连接在子电路X2的节点3处。通过零电压源V23的电流给出电流IK通过电压依赖型电压源ESUBS。电流IK转换为相同值的直流电压(IK=v(4)),在节点4处使用电流控制电流源FSUB和1欧姆电阻器RR40。表情EC/((k)+1)·K),相当于节点5处的直流电压(v(5)),通过将多项式源GSUBS的三次乘积电流(即电流i)相等而获得K*电压v(5)*(k+1)与电流(=EC)由压控电流源GSUBS1承载。现在,在运行SPICE/PSPICE文件后,通过读取节点5处的直流电压v(5),可以获得戴维南电阻(单位:欧姆)。

获取诺顿电导(G)的SPICE文件说明也没有)

网络(图4)的诺顿电导(G也没有)待确定,在中的子电路名称NORT下描述表4:

短路诺顿电流I联合国安全理事会通过连接在节点1和接地0之间的零电压源V10的电流获得。该短路电流转换为直流电压(v(4)=I联合国安全理事会)通过使用1欧姆电阻器的电流控制电流源FNORT。等效电流源联合国安全理事会/(k)+1)根据替换定理的要求,连接到节点2。这与连接相同G也没有/k通过诺顿等效电路的电导。诺顿电导GNOR由(k·I联合国安全理事会)/((k)+1.)·VK)(其中V)K=V(2)处的直流节点电压,通过将多项式电压相关电流源(三次乘积)V的电流相等得到K*(k+1)*V(5)至连接在节点5和接地节点0之间的电压相关电流源GNOR1的电流。运行SPICE/PSPICE文件产生直流节点电压V(5)的值,该值给出了G的数值也没有如图4所示。

参考文献

  1. E.Van Valkenburg,网络分析,3研发部版本,第九章,第259-261页,普伦蒂斯大厅1976年
  2. P.Malvino,《电子原理》,第一章,第4-7页,塔塔·麦格劳·希尔,1998年
  3. Karpaty,“简单方法使用PSpice制作戴维南等效电路”,EDN,设计思想,第47-48页,2009年4月23日
  4. Vladimirescu,K. Zhang,A. R. Newton,D. O. Pederson,A. Sangiovanni Vincentelli,香料版2G用户指南,加利福尼亚大学电气工程与计算机科学系,伯克利,CA,美国
  5. MicroSim PSpice和基础,电路分析软件,用户指南,8.0版,1997年6月
  6. Epler,SPICE2从属源的应用说明,IEEE电路与设备杂志,第36-44,3(5)页,1984年
  7. Bharath kumar,“利用SPICE进行ABCD参数反演”,国际模拟集成电路杂志,IJAIC,第3卷,第1期,第1-6页,2017年

这篇文章最初发表在埃德恩.

巴拉斯·库马尔1981年在印度安纳塔普尔JNT大学以最高荣誉获得E&CE理工学士学位,1983年在印度哈拉格普尔印度理工学院获得微波和光通信领域的硕士学位。之后,他加入了印度班加罗尔的印度电话工业,并在光纤操作领域工作1990年,他从美国芝加哥伊利诺伊理工学院获得电气工程硕士学位,并加入日本Oki Electric,担任半导体实验室研究员。他在多个国家和国际journals.现在他已从日本Oki electric退休,目前的地址是印度安纳塔普尔Sarojini路10-365号,邮编515 001,可通过电子邮件联系:bbkrishnapuram3@yahoo.com.

留言