Проектирование электрической схемы в программе схемотехнического моделирования "Micro-Cap"
"Micro-Cap" – программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей с интегрированным визуальным редактором. Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе. Исследование параметров источника импульсных сигналов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.04.2020 |
| Размер файла | 1,0 M |
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
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
Цель работы:
В рамках данной лабораторной работы требуется ознакомиться с программой схемотехнического моделирования Micro-Cap, освоить графический редактор для ввода электрической схемы и исследовать частотные и переходные характеристики усилительного каскада на биполярном транзисторе.
Задание на лабораторную работу:
Ввести в графическом редакторе Micro-Capсхему усилительного каскада (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема усилительного каскада
Выполнить анализ усилительного каскада по переменному току. Исследовать влияние отдельных элементов схемы на частотные характеристики, используя элементы из варианта (рис. 2)
Рисунок 2 - Вариант задания варьируемых элементов
Построить переходные процессы на входе и выходе каскада при подключении ко входу источника импульсных сигналов с заданными параметрами в соответствии с вариантом (рис. 3)
Рисунок 3 - Вариант задания параметров источника
1. Описание среды и режимов моделирования
Micro-Cap - программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей с интегрированным визуальным редактором. Алгоритм работы включает в себя создание электрической цепи в графическом редакторе, задание параметров анализа и изучение полученных данных. Программа самостоятельно составляет уравнения цепи и проводит моментальный расчёт.
Анализ частотных характеристик (режим АС) - в данном режиме выполняется расчёт схемы по постоянному току, затем линеаризуются все нелинейные компоненты (пассивные компоненты с нелинейными параметрами, диоды, транзисторы, нелинейные управляемые источники) и выполняется расчет комплексных амплитуд узловых потенциалов и токов ветвей. При линеаризации цифровые компоненты заменяются их входными и выходными комплексными сопротивлениями, передача сигналов через них не рассматривается.
Анализ переходные процессов (режим Transient) - в данном режиме производится анализ переходных процессов при воздействии на схему сигналов различной формы. Анализ переходных процессов позволяет наглядно проследить и исследовать физические процессы, происходящие в схеме (от начального до установившегося значения). Он основан на численном решении системы дифференциальных или конечноразностных уравнений, как правило, с автоматически меняющимся шагом во времени.
В качестве расчетных переменных принимаются напряжение в узлах(либо между двумя узлами), ток текущий через ветвь между двумя узлами, мощность или энергия в заданной ветви схемы.
2. Ход работы
В ходе выполнения лабораторной работы была введена схема усилительного каскада с помощью графического редактора Micro-Cap (рис. 4)
Рисунок 4 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе 2N2222Z
Был выполнен анализ усилительного каскада по переменному току (режим AC). Исследовано влияние отдельных элементов схемы (в соответствии с вариантом рис. 2) на частотные характеристики используя процедуру Stepping.
Рисунок 5 - Измерение частоты пропускания по графику АЧХ.
Максимальные значение коэффициента усиления 39.502 dB
Частота пропускания 32.009MHz
Рисунок 6 - Измерение частоты пропускания по графику АЧХ.
Максимальные значение коэффициента усиления 39.502 dB
Частота пропускания 32.456MHz
Рисунок 7 - Измерение частоты пропускания по графику АЧХ.
Максимальные значение коэффициента усиления 34.723 dB
Частота пропускания 52.193 MHz
По графикам АЧХ усилителя были определены максимальные значения коэффициента усиления, полосы пропускания для трех тенденций, а также неравномерность АЧХ в заданной полосе частот.
Из графиков видно, что при двух конфигурациях конденсаторов (C1=1нФ,C3=1 мкФи С1=1 нФ, C3=5 мкФ) коэффициент усиления меньше на 4,779dB, а полоса пропускания больше на 22,184MHz.
В ходе выполнения работы был получен вид переходных процессов на входе и выходе каскада (режим Transient) при подключении ко входу источника синусоидального напряжения с параметрами: частота F=5кГц; амплитуда сигнала А = 0.01 В; уровень постоянной составляющей DC = 0 В; внутреннее сопротивление источника RG = 1 кОм.
Рисунок 8 - Вид переходных процессов на усилительном каскаде при гармоническом воздействии
визуальный редактор транзистор импульсный
Так как реальный источник сигнала всегда имеет некоторое сопротивление, которое представлено на схеме резистором RG, то напряжение на входе усилителя V(Input) отличается от напряжения V(V1), выдаваемого источником сигнала V1.
Были построены переходные процессы на входе и выходе каскада (в режиме Transient) при подключении ко входу усилителя источника импульсных сигналов, с параметрами заданными в соответствии с вариантом (рис. 3)
Рисунок 9 - Параметры источника импульсных сигналов
P1 = t0 = 2u-задержка до начала переднего фронта импульса;
P2 = t0 + t1 = 2.1u- задержка до конца переднего фронта импульса;
P3 = t0 + t1 +t2 = 3.1u- задержка до конца плоской вершины импульса;
P4 = t0+t1+t2+t3 = 3.2u- задержка до конца заднего фронта;
P5 = T = 7u;
VONE = 0.03 В.
Исследованы влияние заданных варьируемых элементов схемы на форму переходного процесса, используя процедуру Stepping.
Рисунок 10 - Определение времени нарастания переднего фронта импульса по графику переходного процесса
Время нарастания переднего фронта импульса 1.07 мкС
Заключение
В результате данной лабораторной работы мы ознакомились с программой схемотехнического моделирования Micro-Cap, освоили редактор электрических схем и исследовали частотные и переходные характеристики усилительного каскада на биполярном транзисторе.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет усилительного каскада, включенного по схеме с ОЭ. Компоненты схемы, ее расчет по постоянному току. Анализ схемы усилительного каскада с общим эмиттером, реализованной на биполярном транзисторе, ее моделирование с помощью MathCad15.0 и Micro-Cap9.0.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.03.2012Расчет и компьютерное моделирование усилителя на примере усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером. Выбор параметров, соответствующих максимальному использованию транзистора. Электрическая схема каскада.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.05.2013Основы схемотехники аналоговых электронных устройств. Расчет физических малосигнальных параметров П-образной схемы замещения биполярного транзистора, оценка нелинейных искажений каскада. Выбор резисторов и конденсаторов для усилительного каскада.
курсовая работа [911,3 K], добавлен 10.02.2016Расчет усилителя на биполярном транзисторе, параметров каскада по полезному сигналу. Моделирование усилительного каскада. Расчет генератора синусоидальных колебаний с мостом Вина и цепью автоматической регулировки усиления. Расчет источника питания.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 13.05.2014Особенности проведения расчета схемы вторичного источника с применением однополупериодного выпрямителя и непрерывного компенсационного стабилизатора. Общая характеристика и расчет распространённой схемы усилительного каскада на биполярном транзисторе.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.09.2012Описание электрической схемы усилителя на биполярном транзисторе с общим эмиттером. Исходные данные для его расчета по постоянному или переменному току. Построение частотных характеристик усилительного каскада. Оценка возможных нелинейных искажений.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 19.10.2014Расчет по постоянному току, коэффициента усиления и разделительных емкостей. Определение полосы пропускания. Диапазон рабочих частот усилительного каскада на биполярном транзисторе. Допустимые частотные искажения. Сопротивление источника сигнала.
курсовая работа [848,1 K], добавлен 16.07.2013Расчет усилителя на биполярном транзисторе. Проектирование генератора гармонических колебаний на основе операционного усилителя с использованием моста Вина. Расчет параметров каскада по полезному сигналу. Подбор элементов схемы для источника питания.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 29.04.2014Системы посадки самолетов метрового, сантиметрового и дециметрового диапазонов: назначение, состав и внутренняя структура, типы и сравнительное описание. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap, технико-экономическое обоснование проекта.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 23.09.2013Возможности программы схемотехнического моделирования и проектирования MC8DEMO из семейства Micro-Cap. Характеристики ключевых схем на биполярных транзисторах и базовых схем логических элементов ТТЛ с использованием возможностей программы MC8DEMO.
лабораторная работа [265,0 K], добавлен 24.12.2010Расчёт параметров усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Схема транзисторного усилителя низкой частоты. Выбор биполярного транзистора, расчет элементов схемы. Аналитический расчёт параметров усилительного каскада на полевом транзисторе.
курсовая работа [381,5 K], добавлен 03.12.2010Статистические характеристики и параметры передаваемого сообщения. Характеристики и параметры аналого-цифрового преобразования сообщения. Средняя квадратическая погрешность квантования. Основные характеристики и параметры сигналов дискретной модуляции.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 24.10.2012Разработка и унификация аналоговых и импульсных интегральных схем. Сущность экспериментального моделирования. Описание математического моделирования. Программа моделирования работы схемы содержит ряд типовых подпрограмм. Оптимизация схемы (модели).
реферат [1006,5 K], добавлен 12.01.2009Характеристика основных задач электронных схем. Характеристика схемы усилительного каскада, назначение топологии электрических схем и усилительного каскада с общим эмиттером Особенности составления матрицы узловых проводимостей. Применение ППП "MicroCap".
контрольная работа [1,8 M], добавлен 27.04.2012Расчет элементов схемы по постоянному току. Определение координат рабочей точки транзистора на выходных характеристиках. Графоаналитическтй расчет параметров усилителя, каскада по переменному сигналу. Нахождение постоянного тока и мощности в режиме покоя.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 14.03.2014Что такое электронный усилитель. Резистивный каскад на биполярном транзисторе, его простейшая схема. Графическое пояснение процесса усиления сигнала схемой с общим эмиттером. Схема, проектирование резистивного каскада с фиксированным напряжением смещения.
курсовая работа [337,9 K], добавлен 22.12.2009Расчет маломощного выпрямителя с ёмкостной нагрузкой. Расчёт усилительного каскада на биполярном транзисторе, определение его входных и выходных характеристик. Синтез цифровой комбинационной схемы. Расчёт параметрического стабилизатора напряжения.
контрольная работа [659,9 K], добавлен 18.01.2012Основные методы проектирования и разработки электронных устройств. Расчет их статических и динамических параметров. Практическое применение пакета схемотехнического моделирования MicroCap 8 для моделирования усилителя в частотной и временной областях.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 23.07.2013Понятие и принцип работы электронного усилителя. Типы электронных усилителей, их параметры и характеристики. Сравнительный анализ параметров усилителей с различным включением транзисторов в схемах. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 03.07.2011Принцип действия схемы генератора на основе операционного усилителя. Проверка работы мультивибратора в программе Micro-Cap, определение относительной погрешности. Описание интегральной схемы К572ПА2. Схема дискретно-аналогового преобразования фильтра.
курсовая работа [790,6 K], добавлен 06.04.2013
