UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ANÁLISIS ELÉCTRICO II CICLO II - 2017 Catedrático: Ing. Gerardo Marvin Jorge Hernández. Instructores: Br. Cristian Antonio Aguilar Quintanilla. Br. Diego Fernando Guidos Espinoza. Guía de Simulación III: Filtros Activos, Parte II.
Ejemplo. El circuito mostrado es un filtro pasabajas de quinto orden con respuesta Cheb yshev Ejemplo. El implementado con el circuito Antoniou simulador de inductancia. La frecuencia de corte pasabanda f p es de 10 kHz, la frecuencia en el borde rechazabanda f s es de 15 kHz, la desviación de transmisión en la región pasabanda es de 1 dB, la desviación de atenuación en la región rechazabanda es de 25 dB, la ganancia en CC es de 1. Para los amplificadores que están como seguidores de tensión usar el LM741 y para el resto el LF356. Trazar los diagramas de Bode de magnitud y fase, realizar re alizar un análisis transitorio para una onda senoidal s enoidal de 1kHz con magnitud de 1 V y también un análisis transitorio con una señal de onda cuadrada con periodo de 1 ms con amplitud máxima positiva de 1 V y amplitud mínima absoluta de 0 V.
Código en SPICE OPUS: * Ejemplo. * Guía de Simulación III. * AEL215 Ciclo II-2017. * Filtro pasabajas Chebyshev con Circuito Antoniou simulador de inductancia * (filtro_sedra_D1220.cir) *********** *********** ************************************************************************* ************************************************************************* *********** ***********
*********** Diseñar un filtro pasabajas con función de transferencia *********** Chebyshev con las siguientes especificaciones: fp = 10 kHz, *********** Amax = 1 dB, fs = 15 kHz, Amin = 25 dB, Ganancia en DC = 1. *********** *********** Luego implementar el filtro utilizando el circuito *********** Antoniouv simulador de inductancia. *********** *********** Se aplicará una onda cuadrada para análisis el transitorio, *********** y una onda en AC para el barrido en frecuencia. *********** Se harán pruebas con el LM741 y el LF356. *********** *********** *********************** Parámetros del Circuito ****************************** *********** *********** .param Vm = 1V .param Vs = Vm/sqrt(2) .param VDD = 15V .param VSS = -15V .param f = 1kHz .param T = 1/f .param RN1 = 10kOhm .param CN1 = 1.6nF .param R6N1 = 55.59kOhm .param RN2 = 10kOhm .param CN2 = 2.429nF .param R6N2 = 13.99kOhm .param RN3 = 10kOhm .param CN3 = 5.5nF *********** *********** *********************** Descripción del Circuito ***************************** *********** *********** V1 1 0 DC 0V AC {Vs}V 0deg SIN ( 0V {Vm} {f} 0s 0 0deg ) *V1 1 0 DC 0V AC 0V 0deg PULSE ( 0V {Vm} 0s 0s 0s {T/2} {T} ) VDD 15 0 DC {VDD} VSS 16 0 DC {VSS} R1 1 2 {RN1} C1 2 3 {CN1} R2 3 4 {RN1} R3 4 5 {RN1} R4 5 6 {RN1} C2 6 0 {CN1} R5 6 0 {R6N1} X1 2 4 15 16 5 LF356/NS X2 6 4 15 16 3 LF356/NS
X3 6 7 15 16 7 LM741/NS R6 7 8 {RN2} C3 8 9 {CN2} R7 9 10 {RN2} R8 10 11 {RN2} R9 11 12 {RN2} C4 12 0 {CN2} R10 12 0 {R6N2} X4 8 10 15 16 11 LF356/NS X5 12 10 15 16 9 LF356/NS X6 12 13 15 16 13 LM741/NS R11 13 14 {RN3} C5 14 0 {CN3} *********** *********** *************************** Subcircuitos *********************************** *XAMP
*+ *********** *********** *////////////////////////////////////////////////////////// *LM741 OPERATIONAL AMPLIFIER MACRO-MODEL *////////////////////////////////////////////////////////// * * connections: non-inverting input * | inverting input * | | positive power supply * | | | negative power supply * | | | | output * | | | | | * | | | | | .SUBCKT LM741/NS 1 2 99 50 28 * *********** Features: *********** Improved performance over industry standards *********** Plug-in replacement for LM709,LM201,MC1439,748 *********** Input and output overload protection *********** *************************** Etapa de Entrada ********************************* *********** *********** IOS 2 1 20N *^Corriente de desnivel en la entrada R1 1 3 250K R2 3 2 250K I1 4 50 100U
R3 5 99 517 R4 6 99 517 Q1 5 2 4 QX Q2 6 7 4 QX *Fp2=2.55 MHz C4 5 6 60.3614P *********** *********** ************************** Efecto de Modo Comun ****************************** *********** *********** I2 99 50 1.6MA *^Quiescent supply current EOS 7 1 POLY(1) 16 49 1E-3 1 *Voltaje de desnivel en la entrada^ R8 99 49 40K R9 49 50 40K *********** *********** ********************** Limite del voltaje de salida ************************** *********** *********** V2 99 8 1.63 D1 9 8 DX D2 10 9 DX V3 10 50 1.63 *********** *********** **************************** Segunda Etapa *********************************** *********** *********** EH 99 98 99 49 1 G1 98 9 5 6 2.1E-3 *Fp1=5 Hz R5 98 9 95.493MEG C3 98 9 333.33P *********** *********** ******************************* Etapa del polo ******************************* *********** *********** *Fp=30 MHz G3 98 15 9 49 1E-6 R12 98 15 1MEG
C5 98 15 5.3052E-15 *********** *********** ************************ Etapa del cero en modo comun ************************ *********** *********** *Fpcm=300 Hz G4 98 16 3 49 3.1623E-8 L2 98 17 530.5M R13 17 16 1K *********** *********** **************************** Etapa de salida ********************************* *********** *********** F6 50 99 POLY(1) V6 450U 1 E1 99 23 99 15 1 R16 24 23 25 D5 26 24 DX V6 26 22 0.65V R17 23 25 25 D6 25 27 DX V7 22 27 0.65V V5 22 21 0.18V D4 21 15 DX V4 20 22 0.18V D3 15 20 DX L3 22 28 100P RL3 22 28 100K *********** *********** ************************* Modelos del subcircuito **************************** *********** *********** .MODEL DX D(IS=1E-15) .MODEL QX NPN(BF=625) *********** *********** .ENDS *********** *********** *////////////////////////////////////////////////////////////////////// * (C) National Semiconductor, Inc. * Models developed and under copyright by: * National Semiconductor, Inc. */////////////////////////////////////////////////////////////////////
* Legal Notice: This material is intended for free software support. * The file may be copied, and distributed; however, reselling the * material is illegal *//////////////////////////////////////////////////////////////////// * For ordering or technical information on these models, contact: * National Semiconductor's Customer Response Center * 7:00 A.M.--7:00 P.M. U.S. Central Time * (800) 272-9959 * For Applications support, contact the Internet address: * [email protected] * /////////////////////////////////////////////////////////////////// * User Notes: * * 1. Input resistance (Rin) for these JFET op amps is 1TOhm. Rin is * modeled by assuming the option GMIN=1TOhm. If a different (non* default) GMIN value is needed, users may recalculate as follows: * Rin=(R1||GMIN+R2||GMIN), where R1=R2, * to maintain a consistent Rin model. *////////////////////////////////////////////////////////// *LF356 Monolithic JFET-Input OP-AMP MACRO-MODEL *////////////////////////////////////////////////////////// * * connections: non-inverting input * | inverting input * | | positive power supply * | | | negative power supply * | | | | output * | | | | | * | | | | | .SUBCKT LF356/NS 1 2 99 50 28 * *Features: *Low input bias current = 30pA *Low input offset current = 3pA *High input impedance = 1Tohm *Low input offset voltage = 1mV * ****************INPUT STAGE************** * IOS 2 1 3P *^Input offset current R1 1 3 1E12 R2 3 2 1E12 I1 99 4 100U J1 5 2 4 JX
J2 6 7 4 JX R3 5 50 20K R4 6 50 20K *Fp2=20 MHz C4 5 6 1.9894E-13 * ***********COMMON MODE EFFECT*********** * I2 99 50 4.65MA *^Quiescent supply current EOS 7 1 POLY(1) 16 49 3E-3 1 *Input offset voltage.^ R8 99 49 50K R9 49 50 50K * *********OUTPUT VOLTAGE LIMITING******** V2 99 8 2.63 D1 9 8 DX D2 10 9 DX V3 10 50 2.63 * **************SECOND STAGE************** * EH 99 98 99 49 1 F1 9 98 POLY(1) VA3 0 0 0 1.5944E7 G1 98 9 5 6 2E-3 R5 98 9 100MEG VA3 9 11 0 *Fp1=31.96 HZ C3 98 11 49.9798P * *********COMMON-MODE ZERO STAGE********* * G4 98 16 3 49 1E-8 L2 98 17 530.52M R13 17 16 1K * **************OUTPUT STAGE************** * F6 99 50 VA7 1 F5 99 23 VA8 1 D5 21 23 DX VA7 99 21 0 D6 23 99 DX E1 99 26 99 9 1 VA8 26 27 0 R16 27 28 20
V5 28 25 -.25V D4 25 9 DX V4 24 28 -.25V D3 9 24 DX * ***************MODELS USED************** * .MODEL DX D(IS=1E-15) .MODEL JX PJF(BETA=1.25E-5 VTO=-2.00 IS=30E-12) * .ENDS *$ *********** *********** .control *********** *********** ************************ Respuesta en Frecuencia **************************** *********** *********** set units=degress ac dec 1000 10Hz 100kHz plot dB(V(14)/V(1)) vs (frequency/1k) xlabel 'Frecuencia [kHz]' +ylabel 'Ganancia [dB]' title 'Diagrama de Bode de la magnitud de Vout/Vin' plot ph(V(14)/V(1)) vs (frequency/1k) xlabel 'Frecuencia [kHz]' +ylabel 'Angulo [Grados]' title 'Diagrama de Bode de la fase de Vout/Vin' *********** *********** ************************ Análisis Transitorio ******************************** *********** *********** *tran 0.1us 4ms 0ms 1us *plot V(14) V(1) vs (time*1k) xlabel 'Tiempo [ms]' ylabel 'Tension [V]' *+title 'Tension de salida (rojo), tension de entrada (verde)' .endc .end
