Моделирование входного усилителя для сабвуфера
Рассмотрение схемы замещения операционного усилителя. Определение и анализ оптимального значения резистора. Исследование особенностей схемы входного усилителя для сабвуфера. Ознакомление с процессом создания модели в программе для моделирования 20-sim.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.02.2015 |
| Размер файла | 395,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Необходимо выбрать схему электрического устройства, содержащую по крайней мере один активный элемент и не менее десяти компонентов. Составить модель в программе для моделирования 20-sim. Смоделировать составленную модель с использованием не менее трёх явных алгоритмов и одного неявного. Произвести оптимизацию полученной модели двумя методами.
В качестве исследуемой схемы выберем входной усилитель для сабвуфера представленный на рисунке 1.
Рисунок 1
На рисунке представлена схема входного усилителя низкой частоты. Он имеет 2 типа входов - линейный и высокого уровня (колоночный). Входов каждого типа два - для левого и правого каналов соответственно. Входное сопротивление по каждому входу 47 кОм. Линейные входы на схеме обозначены как in L и in R, а колоночные как Hi L и Hi R.
Коэффициент усиления по линейному входу:
Ку лин = 2 * R107 / R101 = 2 * 2,5 = 5
Множитель 2 появляется потому, что сигналы 2-х каналов суммируются (а басы обычно разводят в центр стереопанорамы), поступая в сабвуфер с обоих каналов.
Коэффициент усиления по входам высокого уровня:
Ку ву = 2 * R107 / R103 = 2 * 0,15 = 0,3 (т.е. сигнал ослабляется в 3 раза)
Резисторы R105 и R106 нужны для снижения входного сопротивления, если высоковольтные входы не используются, то помехи на эти входы не наводились сверх меры. Конденсатор С105 совместно с резистором R107 образуют фильтр низких частот (ФНЧ) 1-го порядка, обрезающий частоты выше 400 Гц. Он обеспечивает начальную фильтрацию сигнала, "отрезая" все "несабвуферские" частоты. Входные конденсаторы С101-С104 обрезают частоты ниже 3,5 Гц.
Схема замещения операционного усилителя представлена на рисунке 2.
Рисунок 2
Схема для среды 20-sim представлена на рисунке 3
Рисунок 3
Параметры схемы.
Сопротивления резисторов:
Ёмкости конденсаторов:
Коэффициент усиления операционного усилителя: К=1000000
Смоделируем работу схемы тремя явными методами:
1) Методом Runge-Kutta Dormand Prince 8:
Точность
Simulation stopped after 49.737 seconds.
Model calculations: 1425010
Number of output points: 9125
Average steps per second: 28650
Finished Simulation - 0 errors, 0 warnings
На графике присутствуют небольшие выбросы.
2) Методом Runge-Kutta-Fehlberg:
Точность
Simulation stopped after 104.968 seconds.
Model calculations: 3030113
Number of output points: 29415
Average steps per second: 28867
Finished Simulation - 1 errors, 0 warnings
[C7] error: bad calculation result in "div" instruction in expression C7\state / C7\c
При увеличении ёмкости конденсатора С7 на один порядок ошибка устраняется. Увеличение ёмкости привело к уменьшению частоты среза (Частота среза - эта та частота настройки фильтра, на которой амплитуда сигнала становится ~0.7 от первоначальной). Следовательно должна уменьшится амплитуда сигнала, что мы и наблюдаем на следующем графике.
Точность
Simulation stopped after 73.507 seconds.
Model calculations: 2058107
Number of output points: 19100
Average steps per second: 27998
Finished Simulation - 0 errors, 0 warnings
Данный метод по сравнению с Runge-Kutta Dormand Prince 8 при одинаковой точности не даёт ошибок интегрирования, но и увеличивает длительность моделирования. резистор сабвуфер sim
3) Методом Vode Adams:
Точность
Simulation stopped after 20.116 seconds.
Model calculations: 558905
Number of output points: 25443
Average steps per second: 27784
Finished Simulation - 0 errors, 0 warnings
Данный метод моделирования наиболее быстрый при достаточно высокой точности.
Смоделируем работу схемы одним неявным методом Backward Differentiation Formula (BDF):
Точность
Simulation stopped after 41.557 seconds.
Model calculations: 1089153
Number of output points: 247104
Average steps per second: 26208
Finished Simulation - 0 errors, 0 warnings
Произведём оптимизацию двумя методами путём подбора номинала резистора R16.
Схема оптимизации приведена на рисунке 4.
Рисунок 4
1) Broydon Fletcher Goldfarb Shanno
Tolerance 0.001 Минимальное значение сопротивления 90 кОм, максимальное - 150кОм, номинальное - 120 кОм
Оптимальное значение резистора составило 110703.49831304Ом
Run Number 25
2) Line Climber
Tolerance 0.001 Минимальное значение сопротивления 90 кОм, максимальное - 150кОм, номинальное - 120 кОм
Оптимальное значение резистора составило 110703.49787868Ом
Run Number 21
Для снижения значения ошибки посчитаем коэффициент усиления схемы с учётом ёмкостей:
Коэффициент усиления по входам высокого уровня:
Коэффициент усиления по линейному входу:
И для оптимального подберём оптимальное значение конденсатора
1) Broydon Fletcher Goldfarb Shanno
Tolerance 0.001 Минимальное значение сопротивления 2.65e-009 Ф, максимальное - 3.95e-009 Ф, номинальное - 3.3e-009 кОм
Оптимальное значение конденсатора составило 3.4871013695199e-9
Run Number 20
2) Line Climber
Tolerance 0.001 Минимальное значение сопротивления 2.65e-009 Ф, максимальное - 3.95e-009 Ф, номинальное - 3.3e-009 кОм
Оптимальное значение конденсатора 3.4951660596192e-9 Ф
Run Number 44
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Порядок и методика моделирования входного сигнала, общие принципы представления сигналов математическими моделями. Взаимосвязь математических моделей с компьютерными, их место и значение на современном этапе. Пакеты для моделирования различных процессов.
реферат [1,1 M], добавлен 19.04.2009Моделирование узла коммутации сообщений, который состоит из входного буфера, процессора, двух выходных буферов и двух выходных линий. Разработка структурной схемы имитационной модели, описание ее функционирования. Выбор программных средств моделирования.
курсовая работа [197,1 K], добавлен 20.02.2012Анализ и формализация задачи моделирования: построение концептуальной модели, ее формализация в виде Q-схемы. Построение имитационной модели: создание блок-схемы, представление базовой исходной имитационной модели. Исследование экономических процессов.
контрольная работа [156,0 K], добавлен 21.11.2010Разработка граф-схемы имитационной модели финансовых потоков предприятия и реализация модели программными средствами Pilgrim. Алгоритм моделирования с постоянным шагом. Выполнение моделирования на полученной программе, разработка программного кода.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 22.11.2013Выбор элемента, который необходимо изменить в процессе моделирования. Изменение названия в окне Display Properties. Выбор элемента Parameters из библиотеки и добавление на рабочее поле. Ввод начального и конечного значений сопротивления, шагов модуляции.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 29.12.2014Расчет тепловой схемы с применением методов математического моделирования. Разработка алгоритма реализации модели. Составление программы для ПЭВМ, ее отладка и тестирование. Проведение численного исследования и параметрическая оптимизация системы.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 01.03.2013Описание архитектуры процессора TMS320C25. Моделирование фильтра в модуле FDATool программной среды Matlab. Алгоритм нерекурсивной фильтрации сигнала. Расчет массива отсчетов входного сигнала. Моделирование фильтра при различных частотах входного сигнала.
курсовая работа [119,2 K], добавлен 14.06.2015Система массового обслуживания модели функционирования мастерской. Структурная и Q-схемы, построение временной диаграммы, варианты по оптимизации модели. Составление программы на языке имитационного моделирования GPSS и разбор результатов моделирования.
курсовая работа [74,2 K], добавлен 23.06.2011Разработка структурной схемы и обобщенного алгоритма работы прибора. Оценка максимальной погрешности линейного датчика давления и нормирующего усилителя. Разработка элементов принципиальной электрической схемы микропроцессорной системы сбора данных.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 08.02.2015Определение закона и построение формальной схемы функционирования системы. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация. Составление алгоритма моделирующей программы, ее верификация (тестирование). Получение и интерпретация результатов моделирования.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.05.2012Построение концептуальной модели системы и ее формализация. Алгоритмизация модели системы и ее машинная реализация. Построение логической схемы модели. Проверка достоверности модели системы. Получение и интерпретация результатов моделирования системы.
курсовая работа [67,9 K], добавлен 07.12.2009Сравнительный анализ существующих приборов. Разработка функциональной схемы устройства. Выбор и статистический расчет элементов, входящих в систему: датчика, источник тока, усилителя, микроконтроллера, блок питания. Блок-схема управляющей программы.
курсовая работа [769,9 K], добавлен 12.01.2015Ознакомление с правилами построения имитационной модели заданной системы. Рассмотрение моделирования системы и проведения серии экспериментов. Определение количества мест для телевизоров на стеллажах на станции технического контроля и на участке наладки.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.07.2014GPSS (General Purpose System Simulation) как язык для имитационного моделирования, его принципы и используемые методы, инструменты и средства. Метод построения модели с помощью GPSS, порядок составления блок-схемы данного процесса. Листинг модели.
курсовая работа [32,1 K], добавлен 20.12.2013Понятие компьютерной модели и преимущества компьютерного моделирования. Процесс построения имитационной модели. История создания системы GPSS World. Анализ задачи по прохождению турникета на стадион посредством языка имитационного моделирования GPSS.
курсовая работа [291,3 K], добавлен 11.01.2012Рассмотрение модели механизма перемотки ленты в форме структурной схемы и передаточной функции. Определение характеристического уравнения и коэффициентов обратных связей. Проверка результатов синтеза моделированием в программном пакете Classic 3.01.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.08.2013Исследование метода математического моделирования чрезвычайной ситуации. Модели макрокинетики трансформации веществ и потоков энергии. Имитационное моделирование. Процесс построения математической модели. Структура моделирования происшествий в техносфере.
реферат [240,5 K], добавлен 05.03.2017Ознакомление с процессом запуска программы "1С: Предприятие 8.3". Исследование порядка создания новой информационной базы и основных принципов работы с программой. Рассмотрение и характеристика особенностей оформления кассовых и банковских документов.
отчет по практике [2,8 M], добавлен 17.02.2018Моделирование концепта внешнего USB картридера с функцией USB и Ethernet hub с экраном, на котором располагается нужная пользователю информация. Особенности проектирования 3d модели USB гаджета: выбор программы и метода моделирования, разработка дизайна.
контрольная работа [217,7 K], добавлен 18.01.2012Организация доступа к ресурсу оперативной памяти. Использование методов имитационного моделирования для решения поставленной задачи. Преобразование адресов для сегментной организации адресного пространства. Описание функционирования имитационной модели.
курсовая работа [586,4 K], добавлен 28.05.2013
