Схемотехника / Учебники и методички / LAB01PR
.pdf
Лабораторная работа №1 по курсу «СТКУ АУ»
«Изучение простейших линейных схем аналоговой обработки сигналов»
Цель работы: Освоение процесса моделирования с использованием Cadence Virtuoso Schematic Editor & Virtuoso Symbol Editor, Analog Artist Simulation. Изучение простейших линейных схем аналоговой обработки сигнала.
Задание:
1.Провести частотный (AC Analysis) анализ схемы пассивного RC-фильтра НЧ или ВЧ первого порядка.
2.Провести временнόй (Transient) анализ схем инвертирующего или неинвертирующего усилителя (согласно варианту).
3.Провести анализ схемы активного инвертирующего интегратора.
4.Провести временнόй анализ схемы повторителя напряжения.
5.Провести временнόй анализ схемы сумматора-вычитателя.
6.Провести частотный и временные анализы схемы активного фильтра НЧ или ВЧ первого порядка (согласно варианту).
Каждую схему следует сохранять в отдельном файле.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1.Запуск САПР Cadence
Шаг 0: Запустите VMware Player и запустите с помощью него виртуальную машину RHL из папки 4226-linux.
Шаг 1: Дважды щѐлкните на ярлык с названием “CADENCE”.
На экране появится окно командного интерфейса (Command Interface Window (CIW)), которое показано на Рис. 1.
Рис. 1 – Главное окно программного комплекса Cadence
Шаг 2: В окне командного интерфейса выберите пункт меню
File…→New…→Library… Появится окно создания новой библиотеки «New Library». В
качестве названия библиотеки (графа Name) введите uXXXXXX, где XXXXXX – номер
1
вашего студенческого билета и нажмите OK. В двух последующих диалоговых окнах нажмите OK. Созданную в этой лабораторной работе библиотеку рекомендуется использовать далее во всех следующих лабораторных работах.
Рис. 2 – Создание новой библиотеки
Шаг 3: В окне командного интерфейса выделите свою библиотеку, затем выберите пункт меню File…→New…→Cell View…
Появится окно создания нового файла «Create New File», показанное на Рис. 3.
Введите название файла “RC” и нажмите OK.
Рис. 3 – Создание нового файла.
2
Появится новое окно редактора схем «Virtuoso Schematic Editing», показанное на
Рис. 4.
Рис. 4 – Окно «Virtuoso Schematic Editing»
2. Ввод схемы пассивного фильтра низких частот первого порядка и задание номиналов элементов
Ввести схему пассивного RC фильтра первого порядка. Для ввода схемы необходимо расположить схемотехнические элементы, а затем соединить их проводниками, согласно электрической схеме на Рис. 5(ФНЧ) или Рис. 6(ФВЧ) по варианту. Далее приведено подробное описание процесса создания схемы пассивного RC
фильтра первого порядка.
3
Рис. 5 – Электрическая схема пассивного RC-фильтра низких частот (НЧ) 1-ого порядка
Рис. 6 – Электрическая схема пассивного RC-фильтра высоких частот (ВЧ) 1-ого порядка
4
Шаг 4: В окне «Virtuoso Schematic Editing» выберите пункт меню Add→Instance…
Появится показанное на Рис. 7 окно добавления элементов «Add Instance». Нажмите
Browse, появится дополнительное окно «Library Browser - Add Instance», показанное на
Рис. 8.
Рис. 7 – Окно добавления элементов и характеристики резистора R1
5
Рис. 8 – Окно просмотра библиотек элементов
Шаг 5: Выберите библиотеку analogLib в столбце «Library», элемент res в столбце
«Cell», и представление symbol в столбце «View». Затем переключитесь снова на окно Рис. 7 и заполните его, затем нажмите Hide, наконец, поставьте символ устройства res в
окне редактора схем Virtuoso Schematic Editing.
Поворот выделенной части схемы: пункт меню Edit Rotate (j) , отражение:
выберите элементы, выберите пункт меню при выделенном элементе Edit Move (M),
далее нажмите <F3> в появившемся окне нажмите Upside down. Для отмены активной команды нажать <Esc>. В общем случае, при нажатии <F3> появляется окно свойств текущей команды, с помощью которого можно, например, изменить тип линий проводников (только перпендикулярные линии под любым углом) или повернуть/отразить элемент при активной команде Edit Move.
6
Шаг 6: Повторите шаги 4–5, но для конденсатора cap с характеристиками,
показанными на Рис. 9.
Рис. 9 – Характеристики конденсатора C1
Шаг 7: Повторите шаги 4–5 для источника синусоидального напряжения vsin с
характеристиками, показанными на Рис. 10. Параметр AC magnitude требуется для дальнейшего моделирования, его значение равно 1. Такое значение выбрано исходя из удобства операций с децибелами, поскольку dB 1 = 0.
7
Рис. 10 – Характеристики источника напряжения V1
8
Шаг 8: Повторите шаг 4–5, добавьте два элемента земли gnd, окно свойств которых показано на Рис. 11.
Рис. 11 – Добавление gnd
Шаг 9: В окне Virtuoso Schematic Editing, выберите пункт меню Add→Pin…
Заполните появившееся всплывающее окно как показано на Рис. 12., нажмите Hide, и
затем поставьте вывод (pin) IN согласно рисунку со схемой Вашего фильтра.
Рис. 12 – Добавление вывода (pin) IN
9
Шаг 10: Повторите шаг 9 для вывода OUT. Обратите внимание, что для вывода IN
направление (direction) – input, а для OUT – output.
Рис. 13 – Добавление вывода (pin) OUT
Шаг 11: В окне Virtuoso Schematic Editing, выберите пункт меню
Add→Wire(narrow), и соедините все элементы, как показано на Рис. 6. Назначить имена
IN и OUT соответствующим проводникам в схеме следующим образом – с помощью команды Add→Wire Name… вызвать окно, в графе Names указать имя, далее нажать Hide,
и разместить ярлык с именем на нужном проводнике.
Шаг 12: В собранную схему добавить блок источников питания для моделирования на рис.14 (НЕОБХОДИМО ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОБАВЛЯТЬ ДАННЫЙ
БЛОК ВО ВСЕ СХЕМЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ).
Параметры источников напряжения vdc из библиотеки analogLib: DC Voltage = 1.5V для
V1 и V2 и 0V для V0.
10