Глава 3: моделирование
Для моделирования используем программу Multisim 8. В моделируемых схемах используются элементы, номиналы которых определены в главе 2.
3.1 Моделирование стабилизированного источника питания
1)Схема мостового выпрямителя с емкостным фильтром. (Рис 3.1.1)
Рис.3.1.1 мостового выпрямителя с емкостным фильтром
Показания осциллографа в этой схеме: (Рис 3.1.2)
Рис 3.1.2 осцилограмма мостового выпрямителя с емкостным фильтром
Пульсация напряжения
V=21.924В; ∆V=0.624B;
α=(∆V/ V)*100=( 0.624B / 21.924В)*100 =3%.
Вывод: Пульсация напряжения составляет 3% и при изменении напряжения сети напряжение на нагрузке будет меняться, поэтому необходимо построить схему со стабилитроном.
Схема параметрического стабилизатора напряжения.
Рис. 3.1.3. Параметры стабилетрона
Рис.3.1.4 Схема параметрического стабилизатора напряжения
Показания осциллографа в этой схеме:
Рис 3.1.5 Схема параметрического стабилизатора напряжения показания осциллографа
Пульсация напряжения
V=15.053В; ∆V=6.371*10-3B;
α=(∆V/ V)*100= (6.371*10-3B / 15.053В) *100=0.04%.
Вывод: При изменении входного напряжения за счет стабилитрона ток и напряжение на нагрузке практически не меняется, пульсация напряжения составляет 0,04%, что удовлетворяет допустимый. Однако данная схема обладает недостатком: при изменении сопротивления нагрузки, ток и напряжение на нагрузке меняется, поэтому необходимо добавить транзистор.
Схема параметрического стабилизатора напряжения с транзистором.
Рис. 3.1.6 Параметры транзистора
Рис. 3.1.7 Схема параметрического стабилизатора напряжения с транзистором(Vвх=190В)
Рис. 3.1.8 Схема параметрического стабилизатора напряжения с транзистором(Vвх=250В)
Показания осциллографа:
Рис.3.1.9 Схема параметрического стабилизатора напряжения с транзистором показания осциллографа.
Пульсация напряжения
V=14.313В; ∆V=5.696*10-3B;
α=(∆V/ V)*100= (5.696*10-3B / 14.313В) *100=0.04%.
Вывод: В результате получили схему стабилизированного источника питания, устойчивого к изменению напряжения питания сети и изменению сопротивления нагрузки, получили коэффициент пульсации напряжения на нагрузке 0.04%, что удовлетворяет допустимое значение.
3.2 Моделирование активного фильтра на ОУ
Моделирование пассивного фильтра ВЧ второго второго порядка.
Схема пассивного фильтра ВЧ второго порядка имеет вид:
Рис.3.2.1 Схема пассивного фильтра ВЧ второго порядка
Показания осциллографа:
Рис.3.2.2 показания осциллографа пассивного фильтра ВЧ второго порядка
Построим амплитудно-частотную характеристику данного пассивного фильтра:
Рис.3.2.3 Амплитудно-частотная характеристика пассивного фильтра
Из частотной характеристики видно, что f=5[кГц]
Моделирование активного полосового фильтра на обратной связью Саллена-Кея.
Схема активного фильтра Саллена-Кея:
Рис.3.2.4 Схема активного фильтра Саллена-Кея
Показания осциллографа:
Рис.3.2.5 Показания осциллографа на активном фильтре Саллена-Кея
На осциллограмме показано, что Uвх=1[В], Uвых=5,013[В].
Из этого следует, что коэффициент усиления по напряжению равен 5.
Амплитудно-частотная характеристика активного фильтра Саллена-Кея:
Рис.3.2.5 Амплитудно-частотная характеристика активного фильтра Саллена-Кея
На частотной характеристике видно, что f=5.0631[кГц]
Вывод: В результате моделирования получили частоту среза, которая совпадает с рассчитанным значением. Данная частота среза отличается на 1% от заданной вследствие использования номинальных значений сопротивлений.
3.3 Моделирование генератора треугольных сигналов сигналов на ОУ
Схема генератора треугольных сигналов на ОУ:
Рис.3.3.1 Схема генератора треугольных сигналов
Рис.3.3.2Параметры стабилизатора.
Показания осциллографа:
Рис.3.3.2 Показания осциллографана генераторе треугольных сигналов
амплитуда выходного сигнала Uвых=2,52[В].
Вывод:На основе расчета разработан генератор треугольных колебаний в соответствии с заданием. Данный тип генераторов позволяет получить треугольные колебания в относительно узкой полосе частот. Особым достоинством, которое хотелось бы отметить, является простота и дешевизна изготовления таких генераторов, наряду с хорошими техническими характеристиками.