Авторы: к.т.н., доц. Данилов ВячеславСеменович, асп. Лукьянов КонстантинСергеевич.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Изучение принципов работы в САПР OrCAD на примере моделирования каскада на биполярном транзисторе.

Основной частью САПР OrCAD является программа OrCAD Capture, при помощи которой создаются проекты и задания на моделирование. Запустив OrCAD Capture (Меню_«Пуск»/ Программы/ OrCAD Family Realese x.x/ Capture CIS) создаём новый проект (см. рис.1).

Рис.1.

В свойствах проекта (см. рис.2) указываем имя проекта (Name), тип проекта (Analog or Mixed A/D), и место расположение файлов проекта (Location). Следует заметить, что в качестве папки для проекта не следует использовать папки, имена которых или путь к которым содержат русские буквы или пробелы.

Рис.2.	Рис.3.

 

При дополнительном запросе о шаблоне проекта (см. рис.3), следует указать использование «пустого» шаблона (Create a blank project). После создания проекта, он содержит одну одностраничную схему (Schematic1, Page1). В общем случае проект может содержать несколько схем, каждая из которых содержать по несколько страниц. При моделировании в расчётах участвует текущая (корневая, Root) схема, причём расчёту подвергаются все страницы схемы. При открытии страницы схемы, предназначенной для моделирования (Simulation), она обрамляется двумя инструментальными панелями: одной, предназначенной для создания и редактирования схемы (по умолчанию – справа), другой для управления процессом расчётов (моделирования). Подробнее о составе этих инструментальных панелей (см. рис. 4):

Рис.4.

Меню основных инструментов (сверху вниз):

Select – режим выделения элементов схемы;

Place Part – размещения элемента из библиотек;

Place Wire – соединительная линия;

Place net alias – указание имени цепи (при необходимости повыш. наглядности)

Place bus – размещение групповой линии соединений;

Place junction – указание электрического соединения при пересечении проводников;

Place bus entry – размещение точки вхождения в групповую линию связи;

Place power – размещение указателя подключения к питанию;

Place ground – размещение значка земли/нулевого проводника;

Place hierachical block – размещение иерархического блока на схеме;

Place pin – добавление вывода элементу;

Place off-page connector – межстраничный соединитель;

Place no connect – указание на неподключенность вывода;

Place line/polyline/rectangle/ellipse/arc/text – графическое (неэлектрическое) оформление схемы линиями/ многоугольниками/ прямоугольниками/ эллипсами/ дугами/ текстовыми надписями.

При размещении элемента из библиотек (см. рис. 5),

Следует в списке элементов этой библиотеки (Part List) выбрать нужный элемент, при отсутствии его в данной библиотеки, добавить библиотеку (Add Library…), библиотеки, содержащие математические модели элементов и предназначенные для моделирования расположены по умолчанию в «C: \Program Files\Orcad\Capture\Library\PSpice\*.olb».

Особо следует отметить наличие точки нулевого (общего) провода на схеме, обязательным требованием является наличие на схеме точки (узла) с именем «0», относительно которой при моделировании отсчитываются все потенциалы. Рекомендуется использовать элемент 0/Sourse (см.рис.6). После создания схемы можно перейти к созданию профиля моделирования (Simulation Profile), см. рис.7.

Рис. 5.	Рис.6.

 

Рис.7.

Имя указывается произвольное, к текущей схеме (Root Schematic) может быть несколько профилей моделирования (заданий на моделирование) с разными параметрами. Основные параметры профиля:

- тип анализа (по времени – Transient, частотный – AC Sweep);

- границы анализа (время – Run to time, граничные частоты, Гц);

Полезным также является установка опции Last Plot на закладке Probe Window/ Show (см. рис. 9). После успешного создания профиля становятся активными инструменты, отвечающие за моделирование (см. рис.10) – активный профиль, создание, редактирование профиля, запуск моделирования, просмотр результатов моделирования, расстановка маркеров. Пример простейшего каскада, нарисованного в САПР OrCAD приведён на рис. 11.

Для изменения параметров элемента, достаточно дважды щелкнуть на параметре. Все параметры и величины задаются в системе СИ, т.е. напряжения в вольтах, время в секундах и т.д.

Рис.8.

Рис.9.

Рис. 10.

Рис.11.

Используются следующие множители-приставки:

Приставка	Степень 10	OrCAD
тера		T, t
гига		G, g
мега		meg, MEG
кило		k, K
милли	-3	m, M
микро	-6	u, U
нано	-9	n, N
пико	-12	p, P
фемто	-15	f, F

Результат моделирования схемы по рис.11. приведены на рис.12.

Рис.12.

После изменения номиналов некоторых элементов (см. рис.13) выходное напряжение стало приближаться по форме к входному (см. рис.14).

Рис.13.

Рис.14.

Наиболее необходимые в работе библиотеки и их компоненты описаны в таблице 1.

Таблица 1.

Библиотека\ \элемент	Описание
Параметр	Значение
Sourse\VDC	0Vdc	Источник постоянного напряжения
Sourse\VAC	1Vac	Амплитуда переменного напряжения для частотного анализа
0Vdc	Постоянная составляющая, для первоначального рассчёта по постоянному току
Sourse\VSIN	VOFF	Постоянная составляющая, для первоначального рассчёта по постоянному току
VAMPL	Амплитуда переменного синусоидального напряжения для временного анализа
FREQ	Частота переменного синусоидального напряжения для временного анализа
Sourse\VPULSE	V1	Источник трапециидальных
V2	импульсов напряжения
TD
TR	(необходимо соблюсти условие
TF	PER > TD+TR+TF+PW)
PW
PER
Analog\R	Value	Резистор заданного сопротивления
Analog\C	Value	Конденсатор постоянной ёмкости
IC	Начальное напряжение ( в момент времени t=0)
Analog\L	Value	Катушка индуктивности без сердечника
Analog\K_Linear	Coupling	Коэффициент магнитной связи
L1,,, L6	Обозначения катушек индуктивности, между которыми есть магнитная связь
Diode, Jdiode, Ediode	Диоды американского, японского, европейского производства
Bipolar, Jb…, Eb…	Биполярные транзисторы -//-//-
OpAMp	Операционные усилители
FET, MOSFET	Полевые транзисторы
XTAL	Кварцевые резонаторы
ABM	Идеализированные блоки для математических операций над сигналами

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Генераторы напряжения

Лабораторная работа посвящена изучению генераторов гармонических сигналов, а также импульсных генераторов. В методическом пособии разъясняется принцип работы электронных схем различных типов генераторов, приводятся оценки влияния различных факторов на их параметры. В задачу студента входит изучение устройств, моделирование и оптимизация в системе Оr Cad некоторых типов генераторов.

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Авторы: Е.П. Дупленко, Н.В. Белькович, О.Р. Боброва, Т.А. Воронова, Л.Ф. Кольцова, Т.Н. Павлычева, Т.Г. Проворова
2. Бызов В.Е., Миронова С.И., Григорьев К.С., Данилов Е.В., Коваль П.С.
3. Кафедра микробиологии им. доц. Б.М. Зельмановича
4. Составитель: к.т.н., доцент Еремеев А.Н.