3.1. Использование программного пакета MicroCap.

Для выполнения схемы в пакете Micro-Capнадо ввести компоненты и сделать соответствующие соединения между ними. Компоненты можно брать с инструментальной панели или из специального окна, включить которое командой менюOptions – Component Palettes, в любом случае все компоненты можно найти также и в меню. Так, например, компоненты резистор, индуктивность, емкость, диод и стабилитрон находятся в пункте менюComponent-Analog Primitives–Passive Components. А транзисторы и операционные усилители –Component - Analog Primitives – Active Devices. Разнообразные источники находятся вComponent-Analog Primitives – Waveform Sources.Требуемый импульсный источник напряжения может быть найден в пункте менюComponent-Analog Primitives – Waveform Sources-Pulse Sources. В открывшемся диалоговом окне необходимо заполнить следующие поля:PART= (имя компонента),MODEL= (выбрать модель источника из имеющихся в окне, если таковых нет нажмите на кнопкуModels). Параметры источника задаются в страницеTextв соответствующей строке. Для моделей источниковIMPULSEиPULSEвводятся следующие параметры:VZERO– напряжение «нуля»,VONE– напряжение «единицы»,P1 – время начала фронта,P2 – время окончания фронта,P3 – время начала среза,P4 – время окончания среза,P5 – период.

Cинусоидальный источник напряжения может быть найден в пункте менюComponent-Analog Primitives – Waveform Sources-Sine Sources. В открывшемся диалоговом окне необходимо заполнить полеPART= (имя компонента). Параметры источника задаются в страницеTextв соответствующей строке. Для модели источникаSINEвводятся следующие параметры: F – частота сигнала, A – амплитуда сигнала.

Компонент источник напряжения с функциональной зависимостью может быть найден в пункте меню Component-Analog Primitives – Function Sources – NFV. В открывшемся диалоговом окне необходимо заполнить следующие поля:PART= (имя компонента),VALUE= (выражение). Математические модели для разной формы сигналов смотреть в п. 3.2. Обязательным элементом схемы является компонент «земля», который может быть найден в пункте менюComponent - Analog Primitives – Connectors – Ground.

Соединения между элементами в схеме вводятся с помощью инструмента Wire Mode, который может быть включен через менюOptions – Mode.Отредактировать компоненты можно с помощьюSelect Mode, находящегося в пункте менюOptions – Mode.

Для диодов, транзисторов, источников питания и некоторых других компонентов необходимо заполнить поле MODEL– (выбрать модель источника из имеющихся в окне, если таковых нет, нажать на кнопкуModels).

Для отображения номеров узлов следует включить режим Node Numbers, который может быть найден в пункте менюOptions – View. Для проведения анализа необходимо выбрать пункт менюAnalysis – Transient. В открывшемся диалоговом окне необходимо заполнить следующие поля:TimeRange– время анализа,MaximumTimeStep– максимальный шаг по времени (если стоит значение 0, то программа выбирает его сама, но не всегда удачно, поэтому его значение необходимо подбирать: при очень маленьких значениях этого параметра время, затрачиваемое компьютером на анализ существенно возрастает). В полеAutoScaleRangeпоставить галочку - программа будет автоматически выбирать масштаб координатных осей, в поле Р строки поставить цифру, соответствующую номеру графика, на котором будет построена функция, в поле ХExpressionпоставить условное обозначение независимой переменной (Т – время,F– частота), в полеYExpressionпоставить интересующую функцию, например,v(1) – напряжение в узле 1 по отношению к «земле»,v(2,3) – напряжение между узлами 2 и 3,I(R1) – ток через элементR1). Далее необходимо запустить анализ, нажав кнопкуRun.

3.2.Выполнение лабораторной работы.

Собрать схемы с источником напряжения с функциональной зависимостью и, в зависимости от задания, синусоидальным или импульсным источником напряжения, работающими на нагрузку 1 – 5 кОм.

Исследовать гармонический состав:

1. прямоугольного колебания (меандра): e(t) = 4 *E*(cos(w₁t) – 1/3cos(3w₁t) + 1/5 сos(5w₁t) –1/7cos(7w₁t) + …) /илиe(t) = 4 *E*(sin(w₁t) – 1/3sin(3w₁t) + 1/5sin(5w₁t) –1/7sin(7w₁t) + …) /;

2. пилообразного колебания: e(t) = 2*E*(sin(w₁t) – 1/2sin(2w₁t) + 1/3sin(3w₁t) –1/4sin(4w₁t) + …) /;

3. последовательности униполярных треугольных импульсов: e(t) =E*(/2 – 4/*(cos(w₁t) + 1/3²cos(3w₁t) + 1/5²cos(5w₁t) + …)) /;

4. последовательности униполярных прямоугольных импульсов: e(t) =E*(_и/T+ 2/*1/nsin(nw₁_и/2) *cos(nw₁t)).

Используя источник напряжения с функциональной зависимостью и разложение в ряд Фурье, а также импульсный и синусоидальный источники напряжения для формирования опорных сигналов, с которыми необходимо сравнивать восстановленные сигналы. Меняя количество членов ряда разложения, добейтесь, чтобы погрешность восстановления сигнала по гармоникам не превышала заданную преподавателем.