Multisim10自建胆管模型的一点探索

doctorqianbing

自从跟路遥版主学会使用Multisim仿真软件，觉得这东西特别神奇。尤其是我等菜鸟级烧友的福音。但该软件主数据库中胆管模型不多，且都是国外型号。对于经常使用国产胆管的烧友来说不无遗憾。于是想自建几个国产胆管模型

充实一下。日前曾经将这方面的一些心得发过贴，但内容过于凌乱。在路遥版主的要求及鼓励下，再重新整理一下，以方便大家浏览。

以前从未接触过仿真软件。本帖是以一个菜鸟的视角切入，其中有很多猜测的成分。虽与实测相符，但并未得到权威人士认可。恳请在这方面有更多研究的前辈指正。
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通过使用该软件发现，可以将主数据库中的胆管模型编辑修改后保存到用户数据库中，再重新命名一下即可使用。需要编辑的项目有：常规、符号、模型、引脚参数、封装、电子参数、用户定义。其中模型一项最为关键，且内容较多，含义不详。举两个例子：

12AX7模型

.SUBCKT Triode_12AX7 1 2 3
* EWB Version 4 - Triode Model
* Vpk= 250 Vgk= -2 Ip= 0.00131 mu= 83.5
* Cgk= 1.7e-012 Cpk= 1.6e-012 Cgp= 4e-013
Rgk 1 4 1e+006
D0  4 3 Diode_12AX7
Cgk 1 3 1.7e-012
Cpk 2 3 1.6e-012
Cgp 2 1 4e-013
B0  5 0 v=83.5*v(1,3)+v(2,3)
BIp 2 3 i=1.73242e-006*sqrt(abs(v(5)+v(5))/2*v(5)^2)
.MODEL Diode_12AX7 D(N=0.001)
.ENDS

12AT7模型

.SUBCKT Triode_12AT7 1 2 3
* EWB Version 4 - Triode Model for small signal apps.
* Vpk= 250 Vgk= -5 Ip= 0.0011 mu= 44.8
* Cgk= 1.5e-012 Cpk= 2.2e-012 Cgp= 4.5e-013
Rgk 1 4 1e+006
D0  4 3 Diode_12AT7
Cgk 1 3 1.5e-012
Cpk 2 3 2.2e-012
Cgp 2 1 4.5e-013
B0  5 0 v=44.8*v(1,3)+v(2,3)
BIp 2 3 i=8.29722e-006*sqrt(abs(v(5)+v(5))/2*v(5)^2)
.MODEL Diode_12AT7 D(N=0.001)
.ENDS

那就使用“帮助”栏看看是否有所帮助

真空管一栏中有如下一页




真空三极管的直流特征以双量纲电压控制电流源建模，也就是说屏压、屏流、栅压三者之间的函数关系遵从上面的这个电子三极管模型方程。在直流特征的基础上再加上极间电容就是动态特征，即交流特征。

通过翻查6DJ8模型资料，指向这个链接http://users.ece.gatech.edu/mleach/papers/tubeamp/tubeamp.pdf。其中讨论的PSpice仿真软件的胆管模型与Mutisim是完全相同的。

不妨猜测一下，上面两个模型中的内容是用来描述这个电子三极管模型方程的。但其中的每一项仍然需要进一步推敲。

先来看一下12AX7

.SUBCKT Triode_12AX7 1 2 3
* EWB Version 4 - Triode Model

* Vpk= 250 Vgk= -2 Ip= 0.00131 mu= 83.5
应该是典型直流工作参数

* Cgk= 1.7e-012 Cpk= 1.6e-012 Cgp= 4e-013
极间电容，其中1.7e-012 代表1.7×10的负12次方F，也就是1.7pF

Rgk 1 4 1e+006
D0  4 3 Diode_12AX7
上面这两项是对栅阴输入回路的等效，也就是栅极1与阴极3之间等效成一只1M欧电阻与一只晶体二极管正向串联（中间节点是4），等效电路详细参见这里http://users.ece.gatech.edu/mleach/papers/tubeamp/tubeamp.pdf

Cgk 1 3 1.7e-012
Cpk 2 3 1.6e-012
Cgp 2 1 4e-013
这三项还是极间电容

B0  5 0 v=83.5*v(1,3)+v(2,3)----------------------------------------------------------（1）
BIp 2 3 i=1.73242e-006*sqrt(abs(v(5)+v(5))/2*v(5)^2)-------------------------（2）
上面这两个等式应该就是对三极管模型方程的描述，其中sqrt-----平方根，abs--------绝对值

这里先假设（1）式=83.5*v(1,3)+v(2,3)=v(5)-------------------------------------------（3）
将其代入（2）式就是上面图中的电子三极管模型方程
这里好像故意把一个完整的方程分成两部分来描述，或许是括号太多了，计算机不能识别？ 不懂，瞎猜的
.MODEL Diode_12AX7 D(N=0.001)
.ENDS
从上面图中可知，系数K（也就是等式2中的第一项）可由管子的典型直流工作参数求得


为证实以上猜测，试着按6N1的参数对12AT7模型进行编辑、修改，得到如下模型（考虑到两者管脚功能相同，其他项目可不做修改，这样简单一些）
* EWB Version 4 - Triode Model for small signal apps.
* Vpk= 245.5 Vgk= -4.5 Ip= 0.0075 mu= 35
* Cgk= 3.1e-012 Cpk= 1.85e-012 Cgp= 2.7e-012
Rgk 1 4 1e+006
D0  4 3 Diode_6N1
Cgk 1 3 3.1e-012
Cpk 2 3 1.85e-012
Cgp 2 1 2.7e-012
B0  5 0 v=35*v(1,3)+v(2,3)
BIp 2 3 i=9.08526e-006*sqrt(abs(v(5)+v(5))/2*v(5)^2)
.MODEL Diode_6N1 D(N=0.001)

把这以下几项（典型直流工作参数）
Vpk= 245.5 Vgk= -4.5 Ip= 0.0075 mu= 35 代入上面图中第二个等式即可求得6N1的K=9.08526e-006*（即9.08526×0.000001）

将其保存后，进行仿真。再与实测电路进行比较，可见直流参数相当吻合。


仿真结果



实测结果


以上只是三极管模型，五极管模型引入帘栅极后要复杂一些，暂不做讨论了。

这次重新整理，一些细节可能有遗漏。有兴趣的话可移步这里http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... page%3D2&page=1

twojadupa

这个要好好学学，楼主辛苦了

路遥plus

回复 1# doctorqianbing


技术好帖，谢谢分享！

火星计划2009

这个值得借鉴，很难得

kenny

技术好帖，看来仿真的结果确实是仅供参考。

路遥plus

技术好帖，看来仿真的结果确实是仅供参考。
kenny 发表于 2012-8-3 08:33

确实是这样，kenny兄。  

估计是器件的数学模型不够完善，虚拟性能太好之故，但还是很有参考价值的，可以令模拟或设计的效率大大提高。

doctorqianbing

回复  doctorqianbing


技术好帖，谢谢分享！
路遥plus 发表于 2012-8-3 02:33

谢谢路遥版主加分。
更以此贴支持我的启蒙老师荣任胆区版主。

doctorqianbing

这个值得借鉴，很难得
火星计划2009 发表于 2012-8-3 06:47

谢谢火星大侠支持、鼓励

路遥plus

谢谢路遥版主加分。
更以此贴支持我的启蒙老师荣任胆区版主。
doctorqianbing 发表于 2012-8-3 11:31

谢谢!

这确实是技术好帖。兄弟请多费心把国产常用的管子建模型，然后打包我们再来想办法与大家分享如何？

mld

轻轻问下：
           建好的模型有什么方法可以验证吗？

火星计划2009

路遥兄的建议很好，不过要组建模型估计楼主的工作量极大啊也不能在短时间内完成，但是对论坛做出卓越的贡献我等会联名为你请功

火星计划2009

支持楼主完成之时我会联系各位版主为你请功

路遥plus

轻轻问下：
           建好的模型有什么方法可以验证吗？
mld 发表于 2012-8-3 11:37

   实做

doctorqianbing

技术好帖，看来仿真的结果确实是仅供参考。
kenny 发表于 2012-8-3 08:33

谢谢K兄支持。
从仿真结果看，直流工作点与实测符合的很好。至于电路的其他性能，因没有条件测试，不敢妄加评论。但仍可以想办法对其去伪存真。比如用同一个器件组建不同架构的电路，再用不同器件组建相同的电路架构进行比较，还是能够说明一些问题的。

doctorqianbing

谢谢!

这确实是技术好帖。兄弟请多费心把国产常用的管子建模型，然后打包我们再来想办法与大家分享如 ...
路遥plus 发表于 2012-8-3 11:35

这个工作量可就大了。我会尽力的。
另外，还有很多内容没有完全搞清楚，目前只是一点尝试。
而且我下载的这个版本在我的电脑上运行不稳定，经常出错。

路遥plus

这个工作量可就大了。我会尽力的。
另外，还有很多内容没有完全搞清楚，目前只是一点尝试。
而且我下 ...
doctorqianbing 发表于 2012-8-3 12:00

逐步来，不急。

lkfherman

回复 1# doctorqianbing

万分支持doctorqianbing 兄的技术好贴 小弟对数学从小学起便是白痴一祥 看兄贴可助我学习学习！

doctorqianbing

支持楼主完成之时我会联系各位版主为你请功
火星计划2009 发表于 2012-8-3 11:39

谢谢火星前辈支持

tjxhy698

支持楼主自建电子管元件，这样太好了。我已经下载软件了（谢谢路版），但没找到电子管元件，在元件库中有电子管吗？在 CircuitMaker 2000中有国外的几种电子管也不错滴（是mld 坛友提供的软件）

tjxhy698

回复 19# tjxhy698
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