要進(jìn)行仿真，那么就必須給電路提供電源與信號(hào)。這次我們就來說說常用的信號(hào)源有哪些。

首先說說可以應(yīng)用與時(shí)域掃描的信號(hào)源。在Orcad Capture的原理圖中可以放下這些模型，然后雙擊模型，就可以打開模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。參數(shù)被設(shè)置了以后，不一定會(huì)在原理圖上顯示出來的。如果想顯示出來，可以在某項(xiàng)參數(shù)上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，然后選擇display，就可以選擇讓此項(xiàng)以哪種方式顯示出來了。

1. Vsin

這個(gè)一個(gè)正弦波信號(hào)源。

相關(guān)參數(shù)有：

VOFF：直流偏置電壓。這個(gè)正弦波信號(hào)，是可以帶直流分量的。

VAMPL：交流幅值。是正弦電壓的峰值。

FREQ：正弦波的頻率。

PHASE：正弦波的起始相位。

TD：延遲時(shí)間。從時(shí)間0開始，過了TD的時(shí)間后，才有正弦波發(fā)生。

DF：阻尼系數(shù)。數(shù)值越大，正弦波幅值隨時(shí)間衰減的越厲害。

2. Vexp

指數(shù)波信號(hào)源。

相關(guān)參數(shù)有：

V1：起始電壓。

V2：峰值電壓。

TC1：電壓從V1向V2變化的時(shí)間常數(shù)。

TD1：從時(shí)間0點(diǎn)開始到TC1階段的時(shí)間段。

TC2：電壓從V2向V1變化的時(shí)間常數(shù)。

TD2：從時(shí)間0點(diǎn)開始到TC2階段的時(shí)間段。

3. Vpwl

這是折線波信號(hào)源。

這個(gè)信號(hào)源的參數(shù)很多，T1~T8，V1~V8其實(shí)就是各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值。一種可以設(shè)置8個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，用直線把這些坐標(biāo)連起來，就是這個(gè)波形的輸出了。

4. Vpwl_enh

周期性折線波信號(hào)源。

它的參數(shù)是這樣的：

FIRST_NPAIRS：第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)，格式為（時(shí)間，電壓）。

SECOND_NPAIRS：第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)。

THIRD_NPAIRS：第三轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)。

REPEAT_VALUE：重復(fù)次數(shù)。

5. Vsffm

單頻調(diào)頻波信號(hào)源

參數(shù)如下：

VOFF：直流偏置電壓。

VAMPL：交流幅值。正弦電壓峰值。

FC：載波信號(hào)頻率

MOD：調(diào)制系數(shù)

FM：被調(diào)制信號(hào)頻率。

函數(shù)關(guān)系：Vo=VOFF+VAMPL×sin×（2πFC×t+MOD×sin（2πFM×t））

6. Vpulse

脈波信號(hào)源。這大概是我最常用到的信號(hào)源了。用它可以實(shí)現(xiàn)很多種周期性的信號(hào)：方波、矩形波、三角波、鋸齒波等。可以用來模擬和實(shí)現(xiàn)上電軟啟動(dòng)、可以用來產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)或功率信號(hào)等等。

參數(shù)如下：

V1：起始電壓

V2：脈沖電壓

TD：從時(shí)間零開始到V1開始跳變到V2的延遲時(shí)間。

TR：從V1跳變到V2過程所需時(shí)間。

TF：從V2跳回到V1過程所需時(shí)間。

PW：脈沖寬度，就是電壓為V2的階段的時(shí)間長(zhǎng)度。

PER：信號(hào)周期

在以上的幾種信號(hào)源中，還有兩個(gè)參數(shù)，AC與DC。說實(shí)話，我不是很清楚是做什么用的。一般這兩個(gè)參數(shù)都是空著不要設(shè)置的。

與以上電壓源信號(hào)對(duì)應(yīng)的還有一組電流源信號(hào)，只需要把模型名稱的第一個(gè)字母由V改成I就可以得到。其相關(guān)參數(shù)的意義是相同的。唯一的區(qū)別就是把電壓信號(hào)變成電流信號(hào)。大家可以自己去看看學(xué)習(xí)一下。

還有幾個(gè)比較重要的信號(hào)源：

1. VDC

不用多說了，這個(gè)是最基本的電壓源，可以作為直流信號(hào)源，或者電源給電路供電。唯一需要設(shè)置的參數(shù)就是電壓值。

2. VAC

這個(gè)信號(hào)源有兩個(gè)參數(shù) :

DC：直流偏置值。

ACMAG：交流電壓幅值。

ACPHASE：交流起始相位，一般不設(shè)置這項(xiàng)。

這個(gè)交流信號(hào)源，是用來做頻率掃描用的，可以用來觀察一個(gè)電路的頻域特性。同樣的，也有與上面兩個(gè)信號(hào)源相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)源。

下面，我們來通過仿真，實(shí)際嘗試一下這些模型的應(yīng)用，先在Capture環(huán)境中建立新項(xiàng)目，在原理圖中放置如下的模型，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)：

然后設(shè)置10ms時(shí)間的時(shí)域掃描，步長(zhǎng)100ns，待仿真完成后，入圖所示自最后一個(gè)開始，每放一個(gè)探頭，就在仿真結(jié)果的窗口中選擇一次菜單plot->add plot to window。然后在調(diào)整仿真結(jié)果的坐標(biāo)軸，把X\Y軸的坐標(biāo)表格細(xì)節(jié)換成點(diǎn)狀，便于觀察波形?？梢钥吹饺缦虏ㄐ危?/p>

其中，最下面的三個(gè)波形是用Vpulse這個(gè)模型通過設(shè)置不同的參數(shù)構(gòu)造的矩形波、三角波和鋸齒波。

接下來，讓我們看看VAC這個(gè)模型，是如何應(yīng)用與頻域掃描的。

首先建立一個(gè)如下圖的原理圖，并在輸入端放一個(gè)Vin的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，在RC的輸出放一個(gè)VRC的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，在LC的輸出放一個(gè)VLC的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。

然后，設(shè)定如下圖的AC掃描：

掃描范圍不能從0開始，這里是從1Hz開始，掃描到30KHz，在這個(gè)范圍內(nèi)掃描10000個(gè)點(diǎn)。頻率坐標(biāo)采用以10的對(duì)數(shù)坐標(biāo)。掃描結(jié)束后，先選擇plot->add plot to window，把掃描結(jié)果的屏幕分成上下兩個(gè)，上面的用來顯示幅頻特性，下面的用來顯示相頻特性。先點(diǎn)擊顯示波形圖的半部分，然后點(diǎn)擊

這個(gè)工具欄按鈕，添加一個(gè)波形，在彈出的對(duì)話框里，從右邊選擇函數(shù)DB()，然后在出來的DB()函數(shù)括號(hào)內(nèi)先點(diǎn)擊左邊信號(hào)列表里的V(VRC)，再輸入一個(gè)除號(hào)“/”，再點(diǎn)擊V(Vin)。得到一個(gè)函數(shù)表達(dá)式DB(V(VRC)/V(Vin))。見下圖：

然后點(diǎn)擊OK，就可以得到RC那部分電路的幅頻特性。同樣的操作，繼續(xù)在波形圖上半部分添加LC部分的幅頻特性。在波形圖下半添加兩個(gè)電路的相頻特性。相頻特性是用的函數(shù)P()。最后，我們可以得到如下的結(jié)果：

由圖中可以看出，LC電路的最大相移為180度，而RC為90度。而過了極點(diǎn)之后，LC電路的幅值下降斜率是RC的2倍。這是與理論上的結(jié)果是一致的。這里就不細(xì)述了。

對(duì)于一些復(fù)雜的信號(hào)，我們可以通過一些模型之間進(jìn)行運(yùn)算而得到。例如，中波調(diào)幅的無線電信號(hào)，就是用一個(gè)頻率作為載波，用另一個(gè)頻率去調(diào)制它，從而實(shí)現(xiàn)了在高頻載波中包含音頻信息的一種信號(hào)。這個(gè)怎么實(shí)現(xiàn)呢？

我們可以通過乘法器來實(shí)現(xiàn)，看下圖：

圖中，V1信號(hào)為低頻音頻信號(hào)，V2為高頻載波信號(hào)。用一個(gè)乘法器實(shí)現(xiàn)了用V1去調(diào)制V2，設(shè)置一個(gè)2ms的時(shí)域掃描看看結(jié)果吧：

最近論壇里L(fēng)LC電路比較流行。我們知道，LLC是變頻控制的。需要用反饋電路來控制電路的驅(qū)動(dòng)頻率。那么如何實(shí)現(xiàn)可以調(diào)節(jié)頻率的信號(hào)源呢？我們上面介紹的幾個(gè)信號(hào)源，頻率一旦設(shè)定好，就不能更改了，怎么辦呢？

我們可以用VCO系列的壓控信號(hào)源。例如下圖：

我在這里用了一個(gè)折線波信號(hào)源和一個(gè)壓控方波振蕩器。折現(xiàn)波信號(hào)源用來產(chǎn)生一個(gè)從5V到0V的負(fù)斜率的電壓，模擬電源的啟動(dòng)的軟啟動(dòng)過程。壓控振蕩器為了便于觀察，我把中心頻率設(shè)定在1K。另外，我發(fā)現(xiàn)，這個(gè)壓控振蕩器的最低頻率是在（VMAX+VMIN）/2的地方，那么為了實(shí)現(xiàn)0～5V范圍頻率的變化，我把VMAX設(shè)定在5V，VMIN設(shè)定在-5V，這樣當(dāng)輸入在5～0V之間變化的時(shí)候，輸出的信號(hào)的頻率在50KHz在1KHz之間變化。進(jìn)行一個(gè)長(zhǎng)度為10ms的時(shí)域仿真，讓我們看看仿真的結(jié)果吧：

可以看到當(dāng)最后輸入電壓為0V的時(shí)候，VCO的輸出信號(hào)頻率也穩(wěn)定在了1KHz上。如此我們就得到了通過電壓調(diào)節(jié)頻率的一個(gè)電路。仿真LLC閉環(huán)就方便多了。

接下來，讓我們想想，如何實(shí)現(xiàn)PWM的脈寬，從低占空比到高占空比逐漸變化，從而實(shí)現(xiàn)PWM電源的軟啟動(dòng)呢？可以用一個(gè)鋸齒波信號(hào)、一個(gè)折線波信號(hào)，一個(gè)理想運(yùn)放作為比較器來實(shí)現(xiàn)?？丛韴D：

為了便于觀察，信號(hào)源的頻率取的比較低。下面是仿真結(jié)果，把結(jié)果輸出在上下兩個(gè)部分，便于觀察：

從仿真結(jié)果可以看到，PWM的脈寬從小的占空比逐漸增加到大占空比。從而可以用這個(gè)方法來實(shí)現(xiàn)電源的軟啟動(dòng)過程。有了軟啟動(dòng)的這個(gè)過程，就可以讓我們電路的仿真與實(shí)際工作的表現(xiàn)更加接近了。

以上是我的一些心得，在此與大家分享，希望關(guān)注的朋友多多參與討論，一起進(jìn)步！謝謝！