Bao cao thi nghiem sieu cao tan lab1

LAB 1:
PHÂN TÍCH TÍN HIỆU TRONG MIỀN THỜI GIAN
1/Giới thiệu:
Sử dụng phầm mềm PSPICE để mô phỏng mạch phân tích tín hiệu trong miền tần
số và thời gian.
Sơ đồ mạch như sau :

Thực hiện mô phỏng mạch theo yêu cầu của bài thí nghiệm:
2/ Vẽ đồ thị:
Khảo sát từ tần số 100MEG -> 10 GHz. Điện áp được biểu diễn bằng đường màu xanh,
dòng điện được biểu diễn bằng đường màu đỏ:
a/ Dòng điện và điện áp nguồn:
S
o
u
r
c
e

504mV

S
o
u
r
c
e

10.2mA

V 500mV

o
l
t
a
g
e

C 10.1mA
u
r
r
e
n
t

496mV

10.0mA

492mV

>>
9.9mA
100MHz
1

300MHz
V(VSOURCE)

2

1.0GHz

I(RS)
Frequency

3.0GHz

10GHz


b/ Dòng điện và điện áp tải:
L
o
a
d

500.20mV

L
o
a
d

10.0005mA

V 500.15mV
o
l
t

a
g
e 500.10mV

C 10.0000mA
u
r
r
e
n
t 9.9995mA

500.05mV

9.9990mA

>>
9.9985mA
100MHz
1

500.00mV

300MHz
V(VLOAD)

2

1.0GHz

3.0GHz

10GHz

I(RL)
Frequency

c/ Đo phần thực, phần ảo, pha và độ lớn của các thông số:
Xét dòng điện và điện áp nguồn:
Phần thực của điện áp nguồn và nguồn điện nguồn:

S
o
u
r
c
e

504mV

10.2mA

S
o
u
r
c
e

V 500mV

o
l
t
a
g
e

C 10.1mA
u
r
r
e
n
t

496mV

10.0mA

>>
9.9mA
100MHz
1

492mV

R(V(VSOURCE))

300MHz
R(I(RS))

2

1.0GHz

3.0GHz

10GHz

3.0GHz

10GHz

Frequency

Phần ảo của điện áp nguồn và dòng điện nguồn:

S
o
u
r
c
e
V
o
l
t
a
g
e

4.0mV

2.0mV

0V

-2.0mV

>>
-4.0mV

S
o
u
r
c
e
C
u
r
r
e
n
t

80uA

40uA

0A

-40uA

-80uA
100MHz
1

IMG(V(VSOURCE))

2

300MHz
IMG(I(RS))

1.0GHz
Frequency


Pha của điện áp nguồn và dòng điện nguồn:

-

S
o
u
r
c
e
V

o
l
t
a
g
e

400md

S
o
u
r
c
e

200md

C
u
r
r
e
n
t

0d

-200md

400md

200md

0d

-200md

>>
-400md

-400md
100MHz
1

P(V(VSOURCE))

2

300MHz
P(I(RS))

1.0GHz

3.0GHz

10GHz

3.0GHz

10GHz

Frequency

Độ lớn của điện áp nguồn và dòng điện nguồn:

S
o
u
r
c
e

504mV

S
o
u
r
c
e

10.2mA

V 500mV
o
l
t
a
g

e

C 10.1mA
u
r
r
e
n
t

496mV

10.0mA

>>
492mV

9.9mA
100MHz
1

M(V(VSOURCE))

2

300MHz
M(I(RS))

1.0GHz
Frequency

2.2 Đánh dấu trên đồ thị:
Trên đồ thị đo điện áp nguồn và tải, chúng ta đánh dấu 2 điểm trên đồ thị dung chức
năng Toggle Cursor của PSPICE như sau:
504mV
(353.883M,502.168m)

(661.983M,500.004m)
500mV

496mV

492mV
100MHz
V(VSOURCE)

V(VLOAD)

2.3 Vẽ đồ thị Bode:

300MHz

1.0GHz
Frequency

3.0GHz

10GHz

Vẽ đồ thị Bode của điện áp nguồn (Vsource) và điện áp ra (Vload)
bằng cách vẽ 20*log10(điện áp):
S
o
u
r
c
e

-5.9

L
o
a
d

-6.017

V -6.018
o
l
t
a
g
e -6.019

V -6.0
o
l
t

a
g
e
-6.1

-6.020

>>
-6.021
100MHz
1

-6.2

20* LOG10(V(VSOURCE))

2

300MHz
20* LOG10(V(VLOAD))

1.0GHz

3.0GHz

10GHz

Frequency

2.4 Phân tích mạch thụ động:

Khảo sát tần số từ 100kHz đến 100MHz. Điện áp nguồn và tải được thể hiện qua đồ
thị Bode như sau:
0

-2.0

-4.0

-6.0

-8.0
100KHz
300KHz
20* LOG10(V(VLOAD))
20* LOG10(V(VSOURCE))

1.0MHz

3.0MHz

10MHz

30MHz

100MHz

Frequency

Ta thấy điện áp tải cao hơn điện áp nguồn, vì: Khi tần số thay đổi thành phần dung kháng
Xc cũng biến thiên, f tăng thì Xc giảm dẫn tới đại lượng ZL = RL + j*Xc thay đổi nên hệ

số phản xạ sóng cũng thay đổi, dẫn đến điện áp tại các điểm đầu cuối đường truyền cũng
biến thiên.
2.5 Khảo sát sự trễ pha:
Thay VAC ban đầu thành VSIN có Offset bằng 0 và có tần số là 0.5GHz:


Đồ thị dạng sóng của điện áp nguồn và tải trong 5 chu kì song tại tần số
0,5GHz
f=0,5GHz →T = = = 2ns
Bài thí nghiệm yêu cầu vẽ đồ thị điện áp nguồn và tải trong 5 chu kì
song với tần số 0,5GHz thiết lập thời gian quét từ 0→10ns
5.0V

0V

-5.0V
0s

V(VSOURCE1)

1ns
V(VLOAD1)

2ns

3ns

4ns

5ns

6ns

7ns

8ns

9ns

10ns

Time

Trên đồ thị ta thấy Vload trễ pha hơn Vsource nửa chu kỳ nghĩa là trễ pha
hơn
Chứng minh: Ta có độ trễ của đường truyền là 1ns.
Chu kì tín hiệu là 2ns.
Trễ pha được tính theo công thức: