Формирование многоступенчатого сигнала при помощи ключей, управляемых напряжением в OrCad

Ключи, управляемые напряжением

Ключ, управляемый напряжением, находится в библиотеке BREAKOUT под именем Sbreak. Работу ключа можно описать следующим выражением:
,
где  — выходное напряжение;  — входное напряжение;  — пороговое напряжение;  — опорное напряжение.

Если входное напряжение превысит заданный пороговый уровень, то на выходе ключа формируется "ступенька" уровня, соответствующего опорному напряжению.

Пример работы элемента Sbreak:

Пусть на вход ключа, управляемого напряжением подается импульсный сигнал с параметрами: V1 = 0; V2 = 5; TD = 0; TF = TR = 5 us; PW = 20 us; PER = 50 us. Необходимо, чтобы на выходе ключа сформировалась "ступенька" амплитудой 4V, при достижении входным сигналом уровня 2 V. Схема включения ключа приведена на следующем рисунке:

Результат работы этого устройства приведен на следующих диаграммах:

Как видно из рисунка, по достижении входным сигналом напряжения 2V, выходной сигнал резко переключается в уровень 4V, который держится до тех пор, пока входное напряжение превышает пороговый уровень.
Формирование многоступенчатой функции
Для формирования многоступенчатой функции при помощи ключей, управляемых напряжением необходимо выполнить следующие условия:

1. Ввести на схему столько ключей, сколько должно быть выходных "ступенек";
2. Назначить каждому ключу соответствующие пороговое и опорное напряжения;
3. Соединить выходные напряжения ключей через сопротивления, величина каждого из которых должна быть тем больше, чем меньше соответствующее этому сопротивлению выходное напряжение ключа.

Пример формирования трехступенчатого сигнала на основе синусоидального входного источника питания:

Пример подобного устройства приведен на следующем рисунке:

Результаты работы устройства:

За формирование первой ступени отвечает первый элемент Sbreak, значения порогового и опорного напряжений которого составляют 700 mV и 2 V соответственно. Вторая ступень: второй элемент Sbreak, со значениями 2 V и 3.5V. Для третьего уровня используются значения напряжений — 4 V и 5.3 V.