Основы теории цепей. Основы схемотехники. Радиоприемные устройства. Лабораторный практикум

280 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Ðèñ. 3.15

Для выполнения п.2.2.3. необходимо войти в подменю AC Analysis Limits (рис. 3.16), нажав на кнопку Stepping, выбрать режим варьирования одного из компонентов принципиальной схемы усилителя. Нажав на кнопку раскрытия окна в строке Step What, активизируем строку, содержащую сопротивление обратной связи R7 (рис. 3.17).

Ðèñ. 3.16

Лабораторная работа ¹ 3	281

Ðèñ. 3.17

Затем вводим From — значение, являющееся минимальным, с которого начинается изменение R7, To — верхняя граница изменения величин R7, с шагом — Step Value (рис. 3.18). Установка точки Yes в рамке Step It подтверждает режим варьирования параметров.

Ðèñ. 3.18

Âрамке Method отмечаем кнопкой закон изменения компонента Linear (Linear — линейный, Log — логарифмический или List — в соответствии со списком). В рамке Parameter Type кнопкой помечаем вид варьируемого элемента: Component — компонент (Model — модель, например, источника сигнала).

Âрамке Change (изменение) выбирается (помечается точкой) способ изменения шага при вариации параметра элементов: только во вложенных циклах программы (Step variables in nested loops) или всех подлежащих изменению

282 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

параметров одновременно (Step all variables simultaneously). В первом случае существует возможность независимого выбора шага для каждого параметра. Во втором случае необходимо изменять варьируемые параметры с одинаковым шагом, что ограничивает анализ всего одним возможным вариантом. Кнопки в нижнем ряду All On, All Off включают режим варьирования (Step It) перечисленных на всех закладках в режиме Stepping параметров. Кнопка Default по умолчанию задает изменение варьируемого параметра от половинного до двойного значения от его номинальной величины. Подтверждение выбранного режима анализа и вход в него осуществляется нажатием кнопки OK. Для варианта значений сопртивления R7, указанного на рис. 3.18, получается семейство (рис. 3.19) кривых (последовательно войдя в режим АС и затем Run).

Ðèñ. 3.19

Оценка значения граничной частоты по уровню 0,707 для минимального значения варьируемого компонента проводится по ранее рассмотренной методике. Для того, чтобы проделать это для других значений сопротивления ОС необходимо нажать на пиктограмму Go To Branch (переход на другой график, рис. 3.20).

На выпадающем подменю Go To Branch в окне результатов (рис. 3.21) нажимаем на кнопку раскрытия окна R7.Value и активизацией строки (например, 4000) выбираем значение варьируемого сопротивления, которое будет представлено на семействе кривых красным цветом.

Лабораторная работа ¹ 3	283

Ðèñ. 3.20

Ðèñ. 3.21

284 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Нажимая кнопку Left переводим левый маркер на кривую коэффициента усиления для R7 = 4000 Ом на частоте 1 кГц (Кñð).Вычисляем значение коэффициента усиления, соответствующего граничной частоте 0,707Кñð и, нажатием на кнопку Right (рис. 3.22) переводим правый маркер на кривую при выбранной величине сопротивления R7 (4000 Ом). Выходим из подменю Go To Branch, нажимая кнопку Close и входим в подменю Go To Y (рис. 3.19) и указываем в окне Value, значение, соответствующее 0,707Кñð, получая значение граничной частоты для R7 = 4000 Ом. Затем входим в подменю Go To Branch и повторяем указанную последовательность действий устанавливая новое значение сопротивления обратной связи. Значение коэффициента усиления на средней частоте и граничной частоты для очередной величины R7 заносим в табл. 1.

Ðèñ. 3.22

Повторите моделирование п. 2.2.4 для вариации сопротивления нагрузки R9. Результаты занесите в таблицу 1.

Для выполнения п. 2.2.4 необходимо в исходной схеме генератор гармонических колебаний SN заменить генератором импульсных сигналов. Удалив генератор V10 (рис. 3.1) и выполнив команду Component в окне схем, на выдвигающихся вправо закладках (рис. 3.23) последовательно выбираем: Analog Primitives → Waveform Sources → Pulse Source. Устанавливаем графическое изображение генератора импульсного сигнала на вход усилителя и, нажатием на левую кнопку мыши, входим в подменю Pulse Source:Pulse Source задания параметров генератора и характеристик моделирования (рис. 3.24).

	Лабораторная работа ¹ 3			285
Таблица 1
Резистор	Êñð	f â÷ ãð, Ãö	U âûõ, Â	τ ô, ñ
	1

2

R7, êÎì

3

4

5

50

100

200

R9, Îì

300

400

500

Ðèñ. 3.23

286 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Ðèñ. 3.24

Нажатием кнопки New источнику сигнала присваивают имя (или подтверждают название, предложенное ЭВМ): в рамке слева (Name) поочередно предлагаются атрибуты источника (позиционное обозначение — Part) и предложение присвоить (или выбрать из предлагаемого в правой колонке перечня) ему (Value — рамка справа) имя V10 с возможностью отображать его в окне схем (помечается галочкой Show рядом с названием). Атрибуты источника сигнала (в рамке Name) Model, при активизации этой строки в колонке слева, задаются выбором стандартного источника из предлагаемого перечня в колонке справа. Выбираем источник SP (если вводился ранее), параметры которого высвечиваются под кнопками OK, Cancel и др. Если параметры источника вводятся впервые, то нажатием кнопки New активизируют окна параметров источника сигналов.

Одновременно в строке Value появляется подсвеченная надпись New Model, вместо которой необходимо ввести название источника сигналов (например, SP) и затем ввести в текстовом файле Source:Local text area of C:\MC8DEMO\DATA\VOAM.CIR параметры источника сигналов:

VZERO — начальное значение, В; VONE — максимальное значение, В; P1 — начало переднего фронта, с;

P2 — начало плоской вершины импульса, с;

P3 — конец плоской вершины импульса, с;

Лабораторная работа ¹ 3	287

P4 — момент достижения уровня VZERO, с;

P5 — период повторения импульса, с.

Параметры источника импульсного сигнала представлены на рис. 3.24, его форму для указанных значений можно наблюдать, активизировав строку Voltage vs.Time над столбцом предлагаемых типов источников импульсного напряжения, и, нажав кнопку Plot.

После выбора параметров источника импульсного сигнала и пределов анализа, подтверждаемого нажатием кнопки ОК, получаем принципиальную схему исследуемого каскада в виде (рис. 3.25).

Ðèñ. 3.25

Характер переходных процессов на входе усилителя и на его нагрузке получают, входя в режим анализа: последовательным выбором команд Analysis → Transient... и в подменю Transient Analysis Limits

Для выбранных параметров интегрирования и графического представления напряжения входного сигнала V(10) и на нагрузке V(4) для известной формы входного воздействия, форма напряжения в узле 4 имеет вид (рис. 3.27). Нажатием на пиктограмму Peak определите максимальное значе- ние выходного напряжения (в момент окончания входного) и время установления выходного импульса.

Войдя в режим варьирования величиной сопротивления обратной связи (Stepping...из подменю Transient Analysis Limits), для указанных в таблице 1

288 Глава вторая. Описание лабораторных работ по ОС и РПрУ

Ðèñ. 3.26

Ðèñ. 3.27

значений R7 получите семейство переходных процессов и определите величи- ну амплитуды выходного сигнала и время установления. Результаты измерений занесите в табл. 1.

Лабораторная работа ¹ 3	289

Для получения амплитудной характеристики (п. 2.2.6) необходимо (исходя из определения амплитудной характеристики) подать на вход усилителя гармонический сигнал и изменяющееся амплитудой, т. е. вернуться к схеме рис. 3.1. На вход усилителя подключите генератор сигналов SN, с параметрами (рис. 3.28).

Ðèñ. 3.28

Расчет будем проводить для дискретных значений амплитуды входного сигнала. При этом в качестве аргумента в прямоугольной системы координат Х и Y выбрано значение среднеквадратичного отклонения амплитуды напряжения в узле 10 (RMS(V10)) — среднеквадратичное отклонение напряжения в узле 10).

Выходной переменной будет выступать наибольшее значение выходного напряжения (амплитудное значение) на достаточно малом промежутке времени. Для определения момента наибольшего отклонения выходного сигнала получим переходные характеристики на входе и выходе усилителя при гармоническом входном воздействии, задав характеристики моделирования (рис. 3.29).

Как видно из рис. 3.30, оценку выходного напряжения необходимо вести вблизи Т = 250 мс.

Для получения последовательности значений амплитуд входного сигнала (среднеквадратичное отклонение напряжения генератора V9) в узле V(10) войдем в режим Stepping из подменю Transient Analysis Limits (рис. 3.31).