|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Последовательность в выполнении программных задач
1. В компьютерной модели задайте транзистор и параметры входного полезного сигнала в соответствии с вариантом. 2. Постройте график зависимости коэффициента усиления от напряжения смещения. 3. Определите оптимальное значение Uсм, при котором Кус максимальный. 4. Получите временные диаграммы входного и выходного напряжения. 5. Получите график АЧХ. Задайте частоту помехи. 6. Получите график зависимости степени блокирования от величины помехи. 7. По полученному графику определите диапазон оптимального режима, при котором коэффициент блокирования отличается от единицы не более чем на 20 процентов.
Краткое описание алгоритма решения задачи Для получения величины степени блокирования σ бл воспользуемся формулой σ бл = Куп/ Кус, (2) где Куп – коэффициент усиления с помехой; Кус – коэффициент усиления без помехи. Таким образом, σ бл = где Uвх – значение напряжения входного сигнала; Uвых.с – значение напряжения выходного сигнала при отсутствии помехи; Uвых.п – значение напряжения выходного сигнала при наличии помехи. Средние значения вычисляются программой с помощью совокупности функций AVG(ABS(x)), так как ABS(x) – абсолютное значение x; В данной работе используется возможность программы Micro-Cap получить график функции, аргумент которой задаётся рядом дискретных значений. В данном случае аргументом является амплитуда сигнала помехи. По оси ординат откладываются все значения степени блокирования, присутствующие во временной диаграмме. Полученная зависимость степени блокирования от величины помехи представлена на рисунке 2. Данная зависимость используется программой как промежуточный результат. Затем по данным, полученным в результате симуляции, в окне Performance программы Micro-Cap с помощью функции High_Y строится график зависимости степени блокирования от величины помехи. По оси абсцисс откладывается амплитуда сигнала помехи, а по оси ординат – максимальные значения σ бл, взятые при различных уровнях помех. Рис. 2. Зависимость степени блокирования от величины помехи При помощи этого графика необходимо определить диапазон оптимального режима, при котором коэффициент блокирования отличается от единицы не более чем на 20 процентов. Ниже приводится полный алгоритм выполнения лабораторной работы. Алгоритм выполнения работы Компьютерная лабораторная работа выполняется в следующей последовательности. 1. Запуск компьютерной лабораторной работы. – Откройте файл Blokirovanie.cir двойным щелчком на его имени. – Окно программы представлено на рисунке 3.
Рис. 3. Окно программы 2. Выбор модели транзистора в соответствии с вариантом (варианты даны в конце описания алгоритма). – Откройте окно с параметрами транзистора двойным щелчком на элементе VT1. На экране появится окно NPN: NPN Transistor, изображенное на рисунке 4. – Из перечня доступных моделей транзистора выберите модель, указанную в варианте.
Рис. 4. Окно NPN: NPN Transistor. – Нажмите на кнопку «ДА». – Повторите пункт 3 для VT2. 3. Введение параметров полезного входного сигнала. – Откройте окно свойств источника напряжения двойным щелчком на элементе E1. На экране появится окно Sine Source, изображенное на рисунке 5; – поменяйте значения амплитуды полезного сигнала и его частоты в окошках A и F на значения, соответствующие вашему варианту;
Рис. 5. Окно Sine Source. Обведены окошки A и F
– нажмите кнопку «ДА». Параметры источника напряжения Е4 поменяются автоматически. 4. Запуск анализа переходных процессов. – В горизонтальном меню выберите пункт «анализ» и из выпадающего списка выберите «анализ переходных процессов (Transient)…». Появится окно «Установки анализа переходных процессов», изображенное на рисунке 6. – Установите значения диапазона времени симуляции, равного 3–5 периодам входного сигнала, и максимального шага по времени в соответствующих областях окна.
Рис. 6. Окно Sine Source. Обведены области окна
Диапазон времени рассчитывается по формуле Затем нажмите на кнопку «запустить». При необходимости перейдите на вкладку Кус(t). При этом окно программы должно выглядеть так, как показано на рисунке 7.
Рис. 7. Окно программы после запуска симуляции Прямая на графике отражает зависимость коэффициента усиления от времени. 5. Нахождение оптимального напряжения смещения. – Установите значение источника напряжения Е2 в положение 0 с помощью движка компонента Е2, находящегося в правом верхнем углу экрана. Двигать ползунок можно с помощью мышки или клавишами ↑ ↓. – Изменяя значение Е2 от 0 до 15 В, получите 20 значений коэффициента усиления с помощью графиков временной зависимости. – По полученным результатам постройте график зависимости коэффициента усиления от напряжения смещения, учитывая, что Uсм = Е2/10. – По графику зависимости Кус(Uсм) определите значение Е2, при котором Кус максимальный. – Перейдите на вкладку Blokirovanie.cir. – Задайте оптимальное значение Е2. Для этого дважды щёлкните по его текущему значению. В появившееся окошко (рис. 8) введите оптимальное значение напряжения Е2 вместо текущего. Нажмите клавишу Enter.
Рис. 8. Процесс задания значения напряжения Е2
– Аналогично задайте то же значение для источника напряжения Е6. 6. Получение временных диаграмм входного и выходного напряжения. – Перейдите на вкладку «Анализ переходных процессов Transient analysis», на вкладку «Uвх ( t ) и Uвых ( t )». Временные диаграммы имеют вид, представленный на рисунке 9.
Рис. 9. Временные диаграммы Uвх ( t ) и Uвых ( t ) 7. Задание частоты помехи. – Выйдите из анализа переходных процессов (клавиша F3). – Запустите частотный анализ из пункта горизонтального меню – В появившемся окне «Установки частотного анализа (АС)» нажмите кнопку «Запустить». В окне программы появится график АЧХ, имеющий вид, представленный на рисунке 10. – Определите полосу пропускания усилителя. – Выйдите из частотного анализа (клавиша F3). – Откройте окно с параметрами помехи двойным щелчком на элементе Е5. На экране появится окно Voltage Source, представленное на рисунке 11. – В окошко «частота» введите значение частоты помехи вместо текущего значения.
Рис. 10. График АЧХ
Рис 11. Окно Voltage Source. Обведено окошко «частота» Частота помехи должна находиться за полосой пропускания. – Нажмите кнопку «Да». 8. Получение зависимости степени блокирования от величины помехи, определение оптимального диапазона. – Откройте окно «Установки анализа переходных процессов» (анализ → анализ переходных процессов (Transient)…). – В этом окне нажмите кнопку «Stepping…». – В появившемся окне Stepping (рис. 12) поместите точку в положение «Да».
Рис. 12. Окно Stepping
– Нажмите кнопку «Да». – Запустите симуляцию (клавиша F2). – Перейдите на вкладку «График зависимости степени блокирования от величины помехи». – По полученному графику (рис. 13) определите диапазон оптимального режима, при котором коэффициент блокирования отличается от единицы не более чем на 20 процентов. Числовые значения параметров компонентов представляются в виде: – действительных чисел с фиксированным десятичным знаком (в качестве десятичного знака в программе МС5 используется точка). Например, сопротивление 2, 5 кОм записывается как 2500, а емкость 1мкФ как – 0, 000001; – действительных чисел с плавающим десятичным знаком – научная нотация. Например, емкость 1мкФ может быть записана как 1Е-6; – действительных чисел с плавающим десятичным знаком – инженерная нотация, согласно которой различные степени 10 обозначаются следующими суффиксами: F – фемто – 10-15 Р – пико – 10-12 N – нано – 10-9 U – микро – 10-6 М – милли – 10-3 К – кило – 103 MEG – мега – 106 G – гига – 109 Т – тера – 1012.
Рис. 13. График зависимости степени блокирования от величины помехи
Для экономии места на графиках малая буква «m» обозначает 10-3, большая буква «М» – 106. При этом большие и малые буквы не различаются. Например, сопротивление 1.5 МОМ может быть записано как 1.5MEG, 1, 5 meg или 1500К. Сами единицы измерения, как правило, не пишутся, но для большей наглядности после стандартных суффиксов разрешается помещать любые символы, которые при интерпретации чисел не будут приниматься во внимание. Пример: емкость 1мкФ – 1uF. Пробелы между числом и буквенным суффиксом не допускаются.
Варианты выполнения лабораторной работы
Таблица коэффициентов аппроксимации для бригад
Контрольные вопросы 1. В чем заключается сущность явления блокирования усилителя помехой большого уровня? 2. В чём разница между нелинейными явлениями – блокированием и интермодуляцией? 3. Какие нелинейные искажения характерны для усилителей высокочастотной связи по линиям электропередачи? 4. Какой из известных методов анализа нелинейных явлений наиболее приемлим для инженерного анализа при больших реальных уровнях помех на входе усилителя? 5. В чем состоит метод анализа и определения продуктов нелинейного преобразования на основе исследования мгновенного коэффициента передачи усилительного прибора? 6. В чем состоит сущность двухсигнального метода измерения нелинейных искажений усилителя? 7. Что такое аппроксимирующий полином Во в функции от управ-ляющего напряжения смещения усилительного прибора (транзистора) и для чего необходима эта аппроксимация? 8. В чем состоит разница между методикой измерения продуктов интер-модуляции и явления блокирования усилителя высокой (радио) частоты? 9. В чем проявляются нелинейные искажения в усилителях различного назначения отличающихся по частотному диапазону усиливаемых сигналов? 10. Что такое допустимый режим усилителя по блокированию и опти-мальный режим ВЧ усилителя по интермодуляционным искажениям?
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 453; Нарушение авторского права страницы
, (3)
, где 
.
