Курсовик 4 курс

Оглавление.

1. Введение (с.2)

2. Теоретические сведения. (с.3)

3. Программная среда NI Multisim. (с.4)

4. Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Multisim (с.5-6)

5. Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Ultiboard (с.7-11)

6. Заключение (с.12)

7. Список литературы (с.13)

1.Введение.

Широкополосный усилитель - линейный усилитель для усиления сигналов в сплошной полосе частот.

Цели:

• Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Multisim

• Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Ultiboard

• Получение готовой к печати платы

2. Теоретические сведения

Операционный усилитель (ОУ) – усилитель постоянного тока с полосой пропускания в несколько мегагерц с непосредственной связью между каскадами (т.е. без Ср), с большим коэффициентом усиления, высоким входным и малым выходным сопротивлениями, а также низким уровнем шума, при хорошей температурной стабильности, способный устойчиво работать при замкнутой цепи обратной связи (ОС).

ОУ предназначен для выполнения различных операций над аналоговыми величинами, при работе в схеме с глубокими отрицательными обратными связями (ООС). При этом под аналоговой величиной подразумевается непрерывно изменяющееся напряжение или ток

Линейный широкополосный усилитель использует только один МОП-транзистор типа VMP1 производства компании Siliconix для достижения усиления около 15 дБ во всем диапазоне частот от 2 до 100 МГц. Нагрузкой усилителя служит трансформатор Т3. Напряжение смещения регулируется подстроечным резистором с сопротивлением 500 Ом. 

2. Программная среда NI Multisim.

Главная особенность NI Multisim – простой наглядный интерфейс, мощные средства графического анализа результатов моделирования, наличие виртуальных измерительных приборов, копирующих реальные аналоги. Библиотека элементов содержит более 2000 SPICE-моделей компонентов National Semiconductor, Analog Devices, Phillips, NXP и других производителей. Присутствуют электромеханические модели, импульсные источники питания, преобразователи мощности. Инструмент Convergence Assistant автоматически исправляет параметры SPICE, корректируя ошибки моделирования. 

С  помощью новой версии Multisim 12.0 инженеры могут проверять работоспособность микросхем с программируемой логикой FPGA (Field-Programmable Gate Array) в единых решениях с аналоговыми элементами (например, в силовых установках) до завершения фазы настольной симуляции.

Издание Multisim Professional Edition специально предназначено для задач оптимизации соединений и быстрого прототипирования, а также обеспечивает удобную интеграцию с фирменным оборудованием компании National Instrumenst, включая перепрограммируемые FPGA-платформы для ввода-вывода RIO (Reconfigurable I/O) и PXI-платформы для испытаний прототипов.

Редакция Multisim 12.0 Education Edition для учебных заведений больше сфокусирована на преподавание схемотехники и является мощным дополнением к лабораторному оборудованию, учебникам и другим материалам курса. Целиком эта интегрированная система помогает преподавателям стимулировать внимание студентов к предмету и подкреплять теорию схемотехники интерактивным подходом к изучению поведения различных схем. Новые функции в версии Multisim 12.0 также облегчают усвоение разных тем из мехатроники, силовой и цифровой техники, расширяя использование одной и той же среды в обучении инженеров. Многие академические институты, колледжи и университеты выбирают систему Multisim за ее интерактивные компоненты, средства имитационного моделирования и интеграцию с аппаратными платформами NI ELVIS (Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite – виртуальный инструментарий для учебной лаборатории) и NI myDAQ (лаборатория контрольно-измерительного оборудования).

2. Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Multisim

Проектируем схему ШПУ на элементах, приведенных в схеме.

Составляя схему, заранее выбираем корпус из базы данных, для удобства при проектировании в NI Ultiboard.

После задания корпусов для каждого элемента можно приступать к проектированию печатной платы с реальными элементами в программной среде NI Ultiboard .

2. Проектирование ШПУ 5 Вт в программной среде NI Ultiboard.

После перевода нашей схемы в NI Ultiboard, программный пакет просит нас одобрить модели корпусов, подобранных для используемых элементов.

Рис.2 Окно импорта перечня соединений

Программный пакет устанавливает все наши требования, и выводит нам все элементы, с их реальными размерами на поле, на котором необходимо расположить элементы на печатной плате.

Рис.3 Поле печатной платы, с неустановленными элементами.

Мы проводим расстановку всех элементов в соответствии со схемой ШПУ 5 Вт. Все элементы установлены на соответствующие места. Далее нам необходимо установить проводниковые линии в схеме. Все проводниковые линии находятся на нижнем слое печатной платы. На верхнем слое платы отмечаем текстовые пометки для ВХОДА (Input 50 Om), ВЫХОДА (Output 50 Om), питания (24V).

Рис.4 Поле печатной платы, с установленными элементами и проводниковыми линиями.

По завершению всех работ с платой, мы можем просмотреть собранное устройство в 3Д режиме, и рассмотреть готовое устройство.

Рис.5 Печатная плата с элементами (вид сверху).

Рис.6 Печатная плата с элементами (вид сбоку).

Заключение.

В процессе выполнения проектирования широкополосного усилителя были изучены основные функции и принцип работы программных пакетов NI Multisim и NI Ultiboard. Результатом работы является производственная печатная плата усилителя, представленная на рисунке.

Рис.7 Производственная печатная плата ШПУ мощностью 5 Вт.

Список литературы.

• «Основы радиоэлектроники» Манаев Е. И., Издательство: Радио и связь, 1990, 3-е изд., рецензент Баскаков С. И.

• «Полупроводниковая схемотехника» Титце У., Шенк К, Издательство: Мир, 1982, перевод под редакцией Алексенко А.Г.

13