Табличный процессор Excel

 

Введение

Cap 9 - с его помощью выполняется графический ввод проектируемой схемы и анализ характеристик аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств. Предложенная программа предназначена для схемотехнического моделирования на персональном компьютере, она позволяет быстро и наглядно строить графики зависимостей характеристик схем от варьируемых параметров. В этой программе включена методика анализа нелинейных схем по постоянному току, расчёт переходных процессов и частотных характеристик. Графики результатов выводятся в процессе моделирования или после его окончания по выбору пользователя, имеются сервисные возможности обработки графиков.

Главным недостатком является недостаточная элементная база, данная в виде зарубежных аналогов, что затрудняет создание схемы.

Программа Micro-Cap 9 очень удобна для первоначального освоения схемотехнического моделирования электронных схем и рекомендуется для исследовательских работ, не предполагающих немедленной конструкторской реализации.

1. Анализ схемы в частотной области


Рисунок 1 - Принципиальная схема исследуемого устройства


1.1 Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристики схемы


Исходные данные для построения АЧХ и ФЧХ схемы:


Рисунок 2 - Окно задания параметров частотного анализа


Частотные характеристики имеют следующий вид:

Рисунок 3 - АЧХ и ФЧХ исходной схемы


По результатам частотного анализа определяем следующие параметры:

Коэффициент усиления:

Воспользовавшись функцией «Глобальный максимум», определяем максимальный коэффициент усиления:


Рисунок 4 - Максимальное значение коэффициента усиления исходной схемы (32,181 дБ)


Полоса пропускания:

Воспользовавшись функцией «Width» свойства «Перейти к Performance», и введя значение -3бД по отношению к максимальному значению коэффициента усиления (29,181 дБ) определяем полосу пропускания заданной схемы, численно равную 306,562 кГц.


Рисунок 5 - Полоса пропускания исходной схемы (306,562 кГц)


Определение средней частоты

fcp=?f/2=53,054 /2=153,281 кГц , где ?f - полоса пропускания схемы.


1.2 АЧХ и ФЧХ схемы в зависимости от изменения температуры


Рисунок 6 - Окно задания параметров зависимости АЧХ и ФЧХ от изменения температуры

Получаем следующие зависимости:


Рисунок 7 - Графики зависимости АЧХ и ФЧХ от температуры


1.3 Построение графиков зависимостей Ku=f(to) и ?f=f(to) исследуемой схемы


Используя значение функции «Width» свойства «Перейти к Performance», для каждого значения температуры определяем коэффициент усиления и полосу пропускания. Результаты расчетов сведены в таблицу 1. Графики приведены на рисунках 8 и 9.


Таблица 1 - Значение зависимостей Ku=f(to) и ?f=f(to)

tº CКус, дБ?f, кГц5033,567298,1064533,368300,0584033,120302,0093532,815303,8903032,443305,6002531,989307,0842031,434308,0981530,749308,2861029,887307,059528,770302,873027,237293,128-524,970273,488-1021,477244,802-1517,070225,210-2013,036225,378-258,588232,541-302,895277,712-35-4,249252143-40-12,688276,569-45-22,109505,950-50-26,700815,091

Рисунок 8 - Зависимость Ku=f(to)

Рисунок 9 - Зависимость ?f=f(to)

2. Анализ схемы во временной области


.1 Временные характеристики на входе и выходе схемы


Для построения временных характеристик воспользуемся Анализом переходных процессов (Transient)


Рисунок 10 - Окно задания параметров анализа переходных процессов


Временные характеристики имеют следующий вид:


Рисунок 11 - Временные характеристики на входе и выходе схемы

2.2 Временные характеристики на входе и выходе схемы в зависимости от температуры (-50оС…50оС, шаг 5оС)


Рисунок 12 - Окно задания параметров анализа переходных процессов в зависимости от температуры


Рисунок 13 - Временные характеристики на входе и выходе схемы при изменении температуры

2.3 Семейство временных характеристик на входе и выходе схемы в зависимости от амплитуды источника сигнала


Для построения семейства временных характеристик на входе и выходе схемы в зависимости от изменения амплитуды источника сигнала, изменим амплитуду сигнала вырабатываемого генератором V1.

Изменение амплитуды вырабатываемого сигнала задается в окне Stepping окна задания параметров Transient.


Рисунок 14 - Семейство временных характеристик на входе и выходе схемы

2.4 График зависимости Uвых=f(Uвх)


Рисунок 15 - График зависимости напряжения выхода от входа

3. Анализ переходных процессов


.1 Реакция схемы на единичный скачок (функция Хэвисайда)


Для анализа переходных процессов изменим тип входного генератора V1 с «Sine Sourse» на «Pulse Sourse».


Рисунок 16 - Параметры импульсного генератора сигнала


График реакции схемы:


Рисунок 17 - Реакция схемы на единичный скачек (функция Хэвисайда)

3.2 Реакция схемы на ?-функцию


Исходные данные для построения реакции схемы на ?-функцию:


Рисунок 18 - Параметры импульсного генератора сигнала


График реакции схемы:


Рисунок 19 - Реакция схемы на ?-функцию

3.3 16-битовое аналогово-цифровое преобразование (АЦП)


Выходной аналоговый сигнал и его цифровое преобразование имеют вид:

амплитудный схема скачок шестнадцатибитовый

Рисунок 20 - Аналоговый сигнал и его цифровое преобразование

Заключение


В данной курсовой работе был рассмотрен транзисторный усилитель с помощью компьютерной программы МС9. Были проведены ряд анализов:

Построены АЧХ и ФЧХ схемы.

Определены максимальный коэффициент усиления 20,76 дБ (KU), полоса пропускания 208,68 ГГц (?f) и средняя частота 104,34 ГГц (fср).

Построены АЧХ и ФЧХ схемы в зависимости от температуры (-500C…500C, шаг 50C).

Построены графики зависимости KU=f(t0) и ?f=f(t0)

При проведении анализа схемы во временной области были построены временные характеристики на входе и на выходе схемы; построены временные характеристики на входе и на выходе схемы в зависимости от температуры (-500C…500C, шаг 50C),а так же семейство временных характеристик на входе и на выходе схемы в зависимости от изменения амплитуды источника сигнала и график зависимости UВЫХ=f(UВХ).

При анализе цифровой части были проведены анализы схемы на:

единичный скачок (функцию Хэвисайда);

- ?-функцию.

Проведено 16-битное аналого-цифровое преобразование выходного сигнала схемы.

Список используемой литературы


1. Амелина М.А. «Программа схемотехнического моделирования MicroCap».

. Разевич В.Д. «Система схемотехнического моделирования MicroCap».



Введение Cap 9 - с его помощью выполняется графический ввод проектируемой схемы и анализ характеристик аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств. Пре

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ