
这种类型的生成器遵循与其他从属生成器相同的原理,因此我们将仅说明此设备。它检测输入节点之间的电压并在输出节点处产生电压。后者由“增益”参数决定。图 2 中的示例澄清了所有疑问。其中,5 V 的 V1 发电机为 E3 发电机提供 15 的“增益”。因此,该发电机的输出为 5*15=75 V。可以看出,示例接线图包括一个固定的 DC电压发生器 (V1) 和相关发生器 (E1)。在任何工作配置下,后者产生的电压都是 V1 的 15 倍。因此,它是用于生成作为电路内另一个电压或电流的函数的电压的组件。

图 2:相关电压发生器的行为。
行为电压源
同样,这种类型的发电机遵循与同类其他电流发电机相同的原理,因此我们将仅说明此设备。行为电压源是一个非常重要的组件,与传统电压源不同,它允许根据用户定义的特定数学公式或关系生成电压。这种数学关系可以涉及自定义变量、函数和参数,为生成的电压的表达提供高度的灵活性。由于这一特性,这种电压(或电流)发生器被广泛用于模拟复杂的
电子元件和动态系统,例如
运算放大器、信号发生器、控制电路、
传感器等。在输入和输出电压之间创建自定义关系的能力为
电子工程师提供了用于电路分析和优化的强大工具,从而能够对系统对各种操作条件的响应进行准确和预测性的模拟。换句话说,此类发电机的电压输出是自变量数学函数的结果。那么,想象一下它的广泛应用,可以轻松表征传感器或任何其他设备。由于这种发生器是有用和重要的发生器之一,因此将通过几个示例来充分理解其操作和实际应用。
行为电压源:正弦源
可以使用该组件创建正弦电压发生器,尽管在这种情况下,您可以直接使用软件中合适的一个。图 3 显示了一个简单的电路图,由行为发生器和 1kOhm 电阻负载组成。该组件的个属性包含生成频率为 50 Hz、零峰值幅度为 1 V 的正弦信号的公式。在同一图中,波形图表示输出节点处的正弦信号。“.tran 0.1”指令允许在 100 mS 的时间段内观察该电压,其中五个连续的正弦波相互跟随。下面列出了一些用于生成具有不同特性的正弦信号的数学公式示例:
V=sin(2*PI*50*时间):50 Hz 正弦波,峰值零电压为 1 V
V=sin(2*PI*50*时间)*325:50 Hz 正弦波,峰值零电压为 325 V
V=sin(2*PI*80*时间)*5:80 Hz 正弦波,峰值零电压为 5 V
在公式中,可以看出,指定频率和电压就足以获得所需的正弦波。此外,横坐标(x 轴)由变量“时间”处理,它描述了模拟时间,以秒为单位。

图 3:使用行为电压源实现的正弦发生器。
行为电压源:三角源
通过简单地改变数学公式,就可以生成具有可
变频率和幅度的三角信号,以满足您的需求。可以改变发生器公式以获得所需的波形。例如,图 4 显示了一个周期为 10 mS、幅度为 1 V 的典型三角波。描述三角信号的公式是下面列表中的个公式。同样描述了用于生成具有不同特性的三角信号的其他公式:
V=1*abs(2*(time/10m-floor(1/2+time/10m))):周期为10 mS(100 Hz)、电压为1 V的三角信号
V=12*abs(2*(time/50?-floor(1/2+time/50))):周期为 50 uS (20 kHz)、电压为 12 V 的三角信号

图 4:使用行为电压源制作的三角形发生器
行为电压源:温度传感器
这个例子相当复杂,但事实证明非常有用。例如,有必要模拟一个温度传感器,该传感器在一天内采集一系列环境温度,每小时采集。这是一个理论示例,使用 LM35 传感器进行,每摄氏度返回 10mV 的模拟电压,因此通过读取电压可以轻松计算出温度。传感器每小时进行的测量如下:

图 5 中的图表显示了 LM35 传感器返回的电压与温度和点的插值函数的关系曲线。红色是传感器返回电压的实际测量值,而蓝色是很好地代表信号在时域中的数学趋势的函数:

QSPICE:各种类型的电源(第 4 部分)
该多项式将作为数据库插入 QSPICE 的电压生成器中。

图 5:实际测量值和插值多项式的图表
因此,创建图 6 中的电路图,我们可以观察到 1K 电阻负载和行为发生器,其中必须输入以下公式:
V=0.17778+1.4357e-5*时间^4+1.9306e-11*时间^8-8.56e-7*时间^5
可以看出,“x”已替换为变量“时间”,因为该图位于时域中并且代表 x 轴。在接线图中,我们有以下元素:
B1 发生器提供时域中由上述公式计算得出的电压(自变量是“时间”)。
阻性负载R1为1K。
模拟涉及观察前 23 秒,从 0 到 23(指令“.tran 23”)。为简单起见,小时被视为秒。
该图通过“.plot v(Signal)”指令显示“信号”节点处的电压。
利用这种技术,可以使发生器能够提供任何类型的信号,这些信号可以用数学方程表示。因此,应用范围是无限的。然而,如果需要温度传感器记录的确切序列,可以使用 PWL 文件技术,如下一节中所述。