Добавил:
Developer Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабораторные практикумы / 2 Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемных устройств

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
25.01.2024
Размер:
18.99 Mб
Скачать

PART — предлагаемое позиционное обозначение (может быть изменено на любое другое) при активизации указанной строки левой кнопкой мыши.

Рис.11.3

RESISTANCE — величина компонента или его величина и закон изменения сопротивления в модели резистора при изменении температуры (задается температурным коэффициентом -ТС).

Присвоенное компоненту название, позиционное обозначение и др. и величина будут изображаться в главном окне при вводе принципиальной схемы, если соответствующий параметр будет помечен галочкой SHOW в рамке Name или Value , соответственно.

При вводе значения параметров допускается использование масштабных коэффициентов:

Значение

6

3

-3

-6

-9

-12

-15

 

10

10

10

10

10

10

10

Префикс

MEG

K

M

U

N

P

F

Степ.форма

10E+6

10E+3

10E-3

10E-6

10E-9

10E-12

10E-15

Масштабный коэффициент может содержать и другие дополнительные символы, которые программа игнорирует. То есть величина емкости в 5 пФ может быть введена:

5 PF или 5 Р или 5Е-12. Дробные значения, например сопротивления 4,3 кОм, задаются как 4.3к.

В ниспадающем меню (рис.11.2.6) (рис.11.3) так же можно

FREQ – вводить информацию о законе изменения сопротивления при изменении частоты (FREQ, используется при анализе только в частотной области).

MODEL — ввести дополнительное нестандартное обозначение компонента (например, RMODEL), COST – коэффициент, отражающий стоимость резистора из общей стоимости узла (схемы, устройства).

POWER — указать, какая часть мощности (например, 0,7) рассеивается на компоненте, от общей мощности, потребляемой узлом, в соответствие с документом на разработку устройства (техническим заданием),

SHAPEGROUP – указывать массив условно графических обозначений (УГО), к которому принадлежит компонент (обычно принимается по умолчанию) и

PACKADE — тип корпуса, из ранее введенного списка корпусов (типо-размеров). Последние из указанных параметров обычно используются в программе PCAD при

разработке топологии печатной платы и оценке стоимости устройства (если это предполагается в задании). Подтверждением окончания ввода любого компонента является нажа-

590

тие кнопки OK. Если какие-либо сведения введены неверно, то нажатие кнопки Cancel ,отменяет всю введенную информацию о компоненте.

Другие активированные кнопки подменю (рис.11.2.6)позволяют:

(рис.11.2.7)- изменять размеры, цвет и шрифт комментариев, при описании атрибутов компонента (обычно применяется по умолчанию),

(рис.11.2.8)- добавлять к перечню характеристик компонента (PART, RESISTANCE и др.) дополнительные характеристики по желанию пользователя,

(рис.11.2.9) — удалять любую из приведенных характеристик (активируется при размещении курсора не какую-либо строку характеристик в окне компонента),

(рис.11.2.10)- отображать в диалоговом режиме способ получения заданного значения ,например, величины сопротивления резистора (принимается по умолчанию).

(рис.11.2.11)- выводить на экран монитора УГО компонента,

(рис.11.2.12)- переход в файл помощи (комментарии к описанию компонентов и их характеристик в подменю (рис.11.2.6) ).

(рис.11.2.13)- переход в главное меню файла помощи,

(рис.11.2.14)- отображать в открывающемся диалоговом окне возможность получения выбранной величины, например, величины сопротивления резистора, как эталонного.

Строка

(рис.11.2.15)

указывает на вывод на экран дисплея значений токов (рис.11.2.16), мощностей (рис.11.2.17) и условий анализа (обычно температуры) (рис.11.2.18), при которых они получены. При этом существует возможность коррекции цвета надпи-

сей (рис.11.2.19), выводимых на экран. Выбор других режимов позволит помечать точками концы компонента (рис.11.2.20) , присваивать им названия

(рис.11.2.21)или номера (рис.11.2.22).

Активизация (по умолчанию) режима

(рис.11.2.23)- реализует возможность включения в процесс моделирования выбранного компонента,

(рис.11.2.24) — обеспечивает подсветку компонента

Ввод конденсатора

Последовательность ввода конденсаторов и его параметров аналогична вводу резисторов: выбор на строке основных компонентов условно-графического обозначения конден-

сатора (рис.11.1) (рис.11.2.25), что при установке его в принципиальную схему и на-

жатии левой кнопки мыши, переводит в подменю (рис.11.2.26) задания параметров конденсатора

(рис.11.4)

591

Рис.11.4

Рис.11.5

Назначение кнопок в подменю, как и используемые надписи, ничем не отличаются от функций, описанных для резисторов. Параметры, задаваемые в левом окне подменю, учитывают особенности описываемого компонента. Так после задания или подтверждения, предлагаемого

(рис.11.2.27) — позиционного обозначения, и

(рис.11.2.28) — величины емкости (в данном случае 7 пФ), а также может быть задана:

(рис.11.2.29) — функциональная зависимость величины заряда в конденсаторе от приложенного к нему напряжения,

(рис.11.2.30) — зависимость величины емкости от частоты воздействия, а так же другие характеристики конденсатора, описываемые аналогично в процессе ввода резистора.

Если учитываются частотные или нелинейные свойства величины емкости от приложенного напряжения, частоты, температуры и т.д., что указывается в строке

(рис.11.2.31) в форме некоторого выражения, то эти сведения вносятся в библиотеку, принадлежащую описываемой схеме, и используются при моделировании. В этом случае активизируются окна (рис.11.5) и указываются необходимые дополнительные сведения (подробнее об их назначении и возможностях можно ознакомиться, обратившись к файлу помощи).

Ввод транзисторов

Транзистор типа NPN, который выбирается пиктограммой (рис.11.2.32) на второй строчке главного меню, устанавливается в схему, как описывалось ранее, и затем, на нис-

падающем меню NPN:NPN Transistor (рис.11.6), выбираются:

592

Рис.11.6

PART – позиционное обозначение компонента (Q1),

VALUE — характеристика, определяющая его активный режим (может пропускаться), MODEL – используемый транзистор – KТ316В.

Если параметры транзистора были ранее введены в библиотеку, то программа обраща-

ется к файлу (рис.11.2.33) и они высвечиваются в окнах параметров транзистора.

При отсутствии в списке, предлагаемом в активированном окне справа, транзистора KТ316В, параметры модели транзистора необходимо ввести в подсвеченных окнах

(рис.11.2.33) , вме-

сто параметров, представленных в окнах, предварительно нажав кнопку New (рис.11.6):

.MODEL 2T316B NPN (Is=3.49f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=102 Bf=74.97 Ne=1.483 Ise=44.72f Ikf=.1322 Xtb=1.5 Var=55 Br=.2866 Nc=2 Isc=447f Ikr=.254 Rb=66.7 Rc=7.33 Cjc=3.934p Vjc=.65 Mjc=.33 Fc=.5 Cje=1.16p Vje=.69 Mje=.33 Tr=65.92n Tf=94.42p Itf=.15 Vtf=15 Xtf=2).

Остальные параметры модели транзистора принимаются по умолчанию.

Ввод параметров источника гармонического сигнала

Для ввода источника гармонического сигнала необходимо, находясь в окне схем (рис.11.7) последовательно активизировать меню Component → Analog Primitives → Waveform Sources → Sine Source.

Рис.11.7

593

Находясь в подменю (рис.11.2.34) , описываем модель генератора гармонических сигналов, присваивая ему позиционное обозначение PART V3 и тип модели MODEL 1MHz. В качестве источника сигнала выбран из библиотеки МС9 стандартный генератор гармонического напряжения с частотой 1 МГц, поскольку при анализе в частотной области (АС…) амплитуда напряжения всегда выбирается А = 1 В. Поскольку при анализе свойств усилителя в частотной области (АС…) интервал изменения частот

устанавливается в подменю (рис.11.2.34а), то величина параметра F не имеет значения. Параметры модели F,A,DC и т.д. вводятся в соответствие с рис.11.7.

Если создается новый источник, то список компонентов заносится в текстовый файл

после активизации

строки MODEL, нажатия кнопки

(рис.11.2.35), присвоения

названия модели

генератора

синусоидальных сигналов

на выпадающем меню

 

(рис.11.2.34) и заполнения окошек, определяющих параметры генера-

тора. Параметры генератора задают, указывая в окне

 

F — значение частоты генератора гармонических сигналов (в герцах, используется

только при анализе во временной области),

 

А — величину амплитуды

сигнала (в вольтах, используется только при анализе во

временной области),

 

 

DC — значение постоянной составляющей (в вольтах),

PH — значение начальной фазы сигнала (в градусах) ,

RS — величину внутреннего сопротивления источника сигналов (в Омах),

RP — период повторения моделируемого процесса (если процесс затухающий, при указанной величине постоянной времени TAU, сек.),

TAU – постоянная времени затухания переходного процесса. Если параметры генератора были ранее введены, то требуемый генератор выбирают активизацией соответст-

вующей строки в правом окне подменю (рис.11.2.34).

Как видно из рис.11.7 источник ЭДС по значению внутреннего сопротивления близок

кидеальному (RS = 0,001 Ом).

Впоследующем, при работе с этим файлом и повторном обращении к меню Component на закладке Analog Primitives появляется укороченный список компонентов, применявшихся ранее.

Ввод батареи источника питания

Питание обоих каскадов усилителя осуществляется от одного источника ЭДС V2. Величина напряжения источников питания равна 12В. Подключение источника питания (ба-

тареи) в схему после выбора его пиктограммы (рис.11.2.35а) в строке главного меню и задания параметров (рис.11.8) должно проводиться с учетом места подключения и типа проводимости транзистора.

594

Рис.11.8

Ввод соединительных линий

Соединительные линии между элементами схемы прочерчивают, используя кнопку

ввода ортогональных проводников (рис.11.2.36) Wire Mode (изображение линии) на панели инструментов (рис.11.2).

Ввод автотрансформатора

Ввод индуктивностей, обладающих взаимоиндукцией, осуществляется при последовательном выполнении в главном окне команд (рис.11.9):

Модель

сердечника

Рис.11.9

Рис.11.10

Выбор строки с компонентом К и помещение его в любом месте окна схем осуществ-

ляет переход в подменю (рис.11.2.37) (рис.11.10), позволяющего задавать параметры трансформатора (автотрансформатора), в простейшем случае не обладающего сердечником (воздушный автотрансформатор).

Назначение кнопок в подменю (рис.11.2.38) , как и используемые надписи, ничем не отличаются от функций, описанных для резисторов. Параметры, задаваемые в левом окне подменю, учитывают особенности описываемого компонента. Так после задания или подтверждения, предлагаемого (рис.11.2.39) — позиционного обозначения, и

(рис.11.2.40) — перечисления компонентов (катушки индуктивности), объединенных взаимоиндукцией,

(рис.11.2.41) — величины связи между катушками индуктивности, пропущенная позиция

595

(рис.11.2.42) автоматически указывает на конструкцию трансформатора без сердечника.

Выбор параметров сердечника, обладающего нелинейной зависимостью B=f(H), из предлагаемого перечня или создание новой модели, требует знания геометрических размеров и его конфигурации, параметров материала, из которого изготовлен сердечник и другие характеристики. Требования, предъявляемые к параметрам модели сердечника, их описание можно найти в файле помощи МС9 или в [4].

Ввод “земли”

 

Завершается

ввод принципиальной схемы подключением к общей шине

“электрической земле“ условно-графического обозначения “земли” (рис.11.2.43), используя строку основных компонентов (рис.11.2) окна схем.

Удаление (коррекция) компонентов принципиальной схемы

При необходимости коррекции некоторых элементов принципиальной схемы необходимо вначале удалить соответствующий элемент (компонент, линию ), нажав левой кноп -

кой мыши стрелку (рис.11.2.44)-“изменение режима “ окна главного меню, активизировать режим (Select Mode) редактирования элементов или компонентов схемы. Затем, поведя курсор к компоненту, нажать левую кнопку мыши. При этом подсвечивается, обычно зеленым цве-том, компонент или соответствующий текст на принципиальной схеме и затем, войдя в меню EDIT, выбирают CUT и удаляют необходимые атрибуты. Возникающие труднос-ти при удалении элементов или вводе новых устраняются обращением к программе HELP главного меню.

4.2.1 Режимы работы транзисторов по постоянному току

Закончив ввод компонентов принципиальной схемы и, проверив их значение, нажа-

тием кнопки (рис.11.2.45)Node Numbers (номера узлов, рис.11.2) в окне схем определяют узлы, на которые подаются или с которых снимаются напряжения. Запомнив, или записав их, переходят в режим анализа усилителя по постоянному току, последовательно

выполнив (рис.11.2.46). На выпадающем подменю

(рис.11.2.47) (рис.11.11)

596

Напряжения в узлах

Рис.11.11

активирована кнопка (рис.11.2.48) «Напряжения в узлах», что позволяет рассчитывать напряжения для выбранной в строке (рис.11.2.49)температуры 27оС (или списка значений).

Выбор режима Place Text (установка метки) позволяет отражать на экране монитора, одновременно с величиной напряжения в узлах, значения температуры, при которой они определены, а так же позиционные обозначения компонентов.

Для получения значений постоянных токов в цепях принципиальной схемы (рис.11.1) необходимо активизировать кнопку (рис.11.2.50) (рис.11.12).

597

Рис.11.12

Активизация кнопки (рис.11.2.51), позволяет выводить на экран значения мощности постоянной составляющей, выделяющейся на резисторах. Значение (в процентах),

указанное в окне строки (рис.11.2.52), указывает на возможность ступенчатого изменения величины сопротивления выбранного резистора или источника питания на 10% от номинального значения, заменой постоянных резисторов на переменные. Это происходит при использовании на клавиатуре кнопки Up Arrow или Down Arrow , при условии предварительной активизации выбранного компонента, при нажатии

на пиктограмму (рис.11.2.53) — “изменение режима “ в окне схем (рис.11.2). Убедитесь в соответствии режимов транзисторов Q1 Q3, указанных в задании, и при

необходимости проведите коррекцию. При этом нумерация узлов принципиальной схемы 11.1 может отличаться от, приведенной на рис.11.11,11.12, что не требует редактирования. Однако, это следует учесть при анализе свойств усилителя в частотной или временной области.

Примечание: при правильном вводе значений компонентов принципиальной схемы усилителя промежуточной частоты, в том числе параметров транзисторов, режимы работы транзисторов по постоянному току не должны отличаться более чем на 1%, от приведен-

ных на рис.11.11 и 11.12.

4.2.2 Расчет параметров второго каскада для условия согласования с нагрузкой

Для выполнения п. 2.2.1 необходимо предварительно провести настройку второго каскада на резонансную частоту для заданных значений m и рассчитанных n согл, соответствующих режиму согласования с нагрузкой.

В качестве примера рассмотрим последовательность действий, которые необходимо проделать, для некоторого сочетания значений коэффициентов включения m и n (рис.11.13).

598

Рис.11.13

Генератор гармонических колебаний V1 в этом случае подключен к входу второго каскада, а узел 8 (рис.11.12) – заземлен. Генератор V1 вместе с резистором R1 и раздели-

тельной емкостью С1, активизировав пиктограмму «выбор режима» (рис.11.2.53) (рис.11.2) при нажатой левой кнопкой мыши, обводят контуром и затем перемещают ко входу второго каскада, предварительно удалив проводник, соединяющий оба каскада. Для подключения транзистора Q3 или нагрузки (C13, R16) к нагрузочному контуру второго каскада с требуемым коэффициентом включения подводят курсор к перемычке, нажимают левую кнопку мыши и, захватив перемычку, перемещают в новое положение (при активной пиктограмме «выбор режима»).

Для определения частоты настройки колебательного контура и других параметров каскада проводим анализ в частотной области для чего, находясь в окне схем, последователь-

но выполним: Analysis → AC… → AC Analysis Limits.

Находясь в подменю (рис.11.2.34а) введем условия и пределы анализа, а также вид и область выводимых на экран монитора кривых (рис.11.14).

599