VCVS 的功能

Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 具有 4 個端?。左側的 2 個端子為輸入端子 (控制端子)，可輸出與輸入電壓差成比例的電壓。因此，如果比例常數大于 1，可視為放大器;如果小于 1，可視為衰減器。接下來我們試著制作一個 “10倍的放大器”。首先，在 “Select Component Symbole” 對話框中選擇 “e”，并將其放在電路圖上。如下圖 (圖1) 所示：

圖1 元件對話框中選擇 “e”

接下來，在 “E” 的地方填寫比例常數。由于要仿真 10 倍放大器，所以改為 “10”。 將光標懸停在組件 (E1) 處單擊鼠標右鍵，或在字母 “E” 上右鍵點擊以打開編輯器，在 “Value” 處輸入值。如下圖 (圖2) 所示：

圖2 在 “Value” 輸入任意值

如下圖 (圖3) 所示進行布線，添加 1kHz、100mVp-p 的正弦波形，并檢查輸出波形以確認操作。在 OUT 端子的波形被放大了 10倍，可以確認 1Vp-p 的振幅波形。像這樣，用這種方式可以很容易仿真放大器。

圖3 電路圖和模擬結果

VCVS 仿真理想運算放大器

上文提及 Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 可以仿真放大器，以下與放大器的代表性 IC “運算放大器” 進行簡單的比較。如下圖 (圖4) 所示，使用高精度運算放大器 IC “OP07” 仿真 10 倍的放大器 (非反相放大器)。同樣，Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 也使用電阻來仿真 10 倍的非反相放大器。

Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 的增益設置為非常大的值 1T (10 的 12 次方)。OP07 的頻帶寬度 (BW) 為 0.6MHz，而運算放大器的頻率并不是無限大的，故大于 BW 的信號不能發揮放大器的作用，需要實操確認這一點。

圖4 10 倍非反相放大器的比較

由下圖 (圖5) 的模擬結果可以看出，由于輸入信號高于 10MHz 和 BW，OP07 的輸出 (OUT2：綠色) 被衰減到幾乎為 0V，且用 Voltage-controlled Voltage Sourc (VCVS) 仿真的放大器 (OUT1：藍色) 產生的信號按預期放大了 10 倍。

圖5 10 倍非反相放大器的模擬結果

工程師們有時可能會困惑，在實際模擬中需要具體使用哪種設備模型。特別是在放大器電路的設計中，即使用具有代表性的運算放大器 IC，但其也有數千種不同類型。另外，現實中運算放大器的規格并不理想，存在開環增益、頻率、輸入 / 輸出阻抗等限制，以及噪聲和溫度的影響。在這種情況下，使用 Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 可仿真理想放大器，能夠有效地研究基本電路規格，而無需擔心詳細規格。

總結

本文介紹了如何使用 Voltage-controlled Voltage Source (VCVS) 仿真放大器。除了能仿真放大器之外，也有使用變量 S 的傳遞函數 (Laplace 變換函數) 來定義的方法，我們將在之后的文章為大家進一步講解。

審核編輯：湯梓紅