Часть 2. Исследование простейших схем в программе micro-cap

Часть 2.1. Исследование параметров транзисторов и параметров мостовой схемы

Цель раздела:

· знакомство с программным комплексом для моделирования радиоэлектронных схем Micro-Cap;

· освоение методики измерения параметров биполярных транзисторов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.1. Измерение параметров биполярных транзисторов.

Рис. 5. Пример схемы.

 

Анализ передаточных характеристик (статических выходных характеристик транзисторов)

По команде DC в Меню Analysis открываем окно задания параметров для анализа передаточных характеристик (Рис. 6). На этом рисунке заданы параметры для измерения семейства статических выходных характеристик биполярных транзисторов при постоянных токах базы . Т. е. независимыми переменными (аргументами) являются и , в соответствии с чем, к коллектору подключен источник постоянного напряжения V₁ к базе транзистора – источник постоянного тока I₁ (Рис. 5).На строках Variable 1, Variable 2 указаны имена варьируемых источников, диапазон их изменений – на строках Range. По оси X откладывается напряжение коллектор – эмиттер транзистора Vce(Q1), по оси Y – ток коллектора Ic (Q1). Расчет осуществляется по команде Run. Результаты моделирования приведены на

Рис. 7.

 

Рис. 6. Окно задания параметров для анализа передаточных характеристик

 

Рис. 7. Результаты исследования схемы.

Содержание отчета

1. Цель работы;

2. Схема устройства и графики;

3. Результаты измерения.

4. Выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.2. Исследование пeредаточных характеристик двойного Т-образного моста.

Анализ частотных характеристик. В качестве примера рассмотрим схему двойного Т-образного моста (заграждающий фильтр) (Рис. 8).

Рис. 8. Двойной Т-образный мост.

 

Для анализа частотных характеристик надо выбрать пункт меню Analysis/AC Analysis. Появится окно (Рис. 9)

 

Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9

Рис. 9. Анализ частотных характеристик двойного

Т-образного моста.

 

Значение некоторых полей этого окна:

¾ Кнопка Run (Запустить) – начало моделирования.

¾ Frequency Range (Диапазон частот) – конечная и начальная частота по формату Fmax, Fmin.

¾ Графа P – номер графического окна, в котором выводится функция. Если ничего не задано, то график не строится.

¾ X Expression (Выражение по оси ОХ) – имя переменной, откладываемой по оси X. В нашем случае, это частота (F).

¾ Y Expression (Выражение по оси ОY) – имя переменной, откладываемой по оси Y. v(Out) – напряжение в точке Out, ph(v(Out)) – сдвиг фазы напряжения относительно начальной в точке Out, db(v(Out)) – коэффициент усиления в Дб в точке (Out).

¾ X Range (Масштаб по оси ОХ) – максимальное и минимальное значения переменной X по формату High, Low. Если минимальное значение равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto. Необходимо помнить, что ось X – логарифмическая.

¾ Y Range (Масштаб по оси OY) – максимальное и минимальное значения переменной Y на графике. Если минимальное значение равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto.

После построения графиков с помощью клавиш можно вывести на экран разность значений по X, разность значений по Y между двумя точками, и значение в конкретной точке.

Анализ переходных процессов. Для анализа переходных характеристик надо выбрать пункт меню Analysis/Transient. Появится окно (Рис. 10):

 

Рис. 10. Окно анализа переходных процессов.

 

Значение некоторых полей этого окна:

¾ Кнопка Run – начало моделирования.

¾ Time Range – временной промежуток в котором будет строиться переходный процесс по формату Fmax, Fmin.

¾ Maximum Time Step – максимальный шаг построения в секундах.

¾ Графа P – номер графического окна, в котором выводится функция. Если ничего не задано, то график не строится.

¾ X Expression – имя переменной, откладываемой по оси X. В нашем случае, это время (T).

¾ Y Expression – имя переменной, откладываемой по оси Y. V(Out) – напряжение в точке Out.

В данном окне (Рис. 10) можно также рассчитать спектр сигнала с помощью преобразования Фурье. Для этого надо в графическом окне ввести строку:

¾ X Expression: имя переменной - частота (F),

¾ Y Expression: имя переменной - FFT(Out).

¾ X Range – максимальное и минимальное значения переменной X по формату High, Low. Если минимальное значение равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto.

¾ Y Range – максимальное и минимальное значения переменной Y на графике. Если минимальное значение равно нулю, его можно не указывать. Для автоматического выбора диапазона переменных в этой графе указывается Auto.

После построения графиков с помощью клавиш можно вывести на экран разность значений по X, разность значений по Y между двумя точками, и значение в конкретной точке.

 

Результаты построения частотных характеристик и переходных процессов. Результаты анализы схемы представлены на Рис. 11, Рис.12, Рис. 13.

Амплитудно-частотная характеристика построена в промежутке от 1кГц до 10кГц в логарифмической шкале. На рабочей частоте фильтра 2,21 кГц и 4,421кГц просмотрены значения, указанные на графиках.

Фазо-частотная характеристика построена в промежутке от 1кГц до 10кГц по логарифмической шкале. По фазо-частотной характеристике можно судить о частоте, на которой сигнал не проходит. На частотах 2,21 кГц и 4,421кГц просмотрены участки заграждения.

 

Рис. 11. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристика