Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет “Львівська політехніка ”

Кафедра РЕПС

Курсова робота

з курсу “ Основи комп'ютерного проектування та моделювання”

на тему: ''Моделювання і аналіз підсилювача потужності. Види аналізу : аналіз по змінному струму; часовий аналіз; аналіз шумів; аналіз Фур'є.''

Виконав:

ст. гр. РТі – 31з

Коньков П.О

Перевірив:

Доц. Шаповалов Ю.І.

Львів - 2012

Зміст

1. Технічне завдання ………………………………………………………………………..……….3

2. Проведення аналізу схеми у середовищі ППП “Micro-Cap”………..……...4

2.1.) Опис можливостей та характеристика ППП “Micro-Cap”…………..….….5

2.2.) Набір схеми в середовищі ППП “Micro-Cap”……………………..................6

3.1.) Проведення часового аналізу схеми………………………………………..…..……7

3.1.1.) Реакція схеми на гармонічний сигнал…………………………………..………..8

3.1.2.) Реакція схеми на сигнал прямокутної форми…………………...………….11

3.1.3.) Реакція схеми на імпульсну характеристику………………………….……..12

4.1.) Проведення частотного аналізу схеми………………………………….……….…13

4.1.1.)Вивчення АЧХ та ФЧХ схеми…………………………………………………………...13

4.1.2.) Дослідження відносної зміни характерних точок АЧХ та ФЧХ при зміні температури……………………………………………………………………...…………….15

4.1.3.) Дослідження відносної зміни характерних точок АЧХ та ФЧХ при зміні параметрів елементів………………………………………………………..…………...16

4.2.) Аналіз роботи за методом Монте – Карло……………………………………...17

7.) Висновки……………………………………………………………………………………..………27

8.) Література……………………………………………………………………..………….…..…...28

Анотація

В даній курсовій роботі було використано основні програмні можливості ППП “Micro-Cap”. А також проведено дослідження схеми, заданої викладачам, за допомогою: часового та частотного аналізу, дослідженореакцію схеми на зміну температури, параметрів схеми або випадкову відмову елементів за методом Монте – Карло. Також в даній курсовій роботі був синтезований смугопропускаючий фільтр з попередньозаданими, викладачем, параметрами.

Вступ

Системи автоматизованого проектування (САПР) являють собою принципово новій підхід до процесу розробки приладів та устаткування.

Завдяки тому, що значна частина розрахунків та виконання багатьох однотипових функцій покладається на ЕОМ значно полегшується праця конструктора. Зберігання та відтворення проектів стає зручним та швидким. Застосовуючи передові технології, над розробкою певного проекту можуть працювати декілька інженерів або навіть цілий інститут.

Ці системи можуть використовуватися у будь-якій сфері виробництва. Не виключенням є радіоелектроніка, з великою кількістю компонентів та суворими законами струмів. У цій галузі створено багато програм (ElectronicWorkBench, MicroCap, Pcad, AccelEDA).

1.Технічне завдання

1. Ввести задану викладачем схему у ППП «MicroCap» та зберегти окремим файлом.

2. Провести аналіз заданої схеми у часовій області. Для чого дослідити:

а) Реакція схеми на гармонічний сигнал

б) Реакція схеми на прямокутній сигнал

в) імпульсну характеристику;

Для вибраної схеми створити джерела сигналів для дослідження відповідних характеристик.

3. Провести аналіз заданої схеми у частотній області. Для чого дослідити:

а) коефіцієнт передачі по напрузі схеми у діапазоні температур -50º - +50ºС з кроком 10ºС;

б) відносну зміну характерних точок АЧХ і ФЧХ при зміні па­раметра,заданого викладачем, елемента схеми на 1%, 5%, 10%, 50% від номінального значення;

в) Схему при випадковій зміні параметрів елементів у схемі методом найгіршого випадку.

б) Роботу схеми при випадковій зміні параметра елементів за методом Monte-Carlo.

в) Визначитинайгіршийвипадок та побудуватигістограму.

4. Створитифільтр з параметрами заданимивикладачем.

5. Створитисигнализаданоїформи та дослідити спектр та кореляційнівластивості.

Принципова електрична схема

2. Проведення аналізу схеми у середовищі ППП"MicroCap -8"

2.1. Опис можливостей та характеристики ППП "MicroCap -8"

MicroCap -8 - це універсальна програма аналізу схемотехніки, призначена для вирішення широкого кола завдань. Характерною особливістю цієї програми, втім як і всього сімейства MicroCap [1-8], є наявність зручного і дружнього графічного інтерфейсу, що робить його особливо привабливим для непрофесійної аудиторії. Не дивлячись на досить скромні вимоги до програмно-апаратних засобів ПК (процесор не нижче PentiumII, ОС Windows 95/98/me або Windows NT 4/2000/хр, пам'ять не менше 64 Мб, монітор не гірше SVGA), його можливості досить великі. З його допомогою можна аналізувати не лише аналогові, але і цифрові схеми. Можливо також і змішане моделювання аналого-цифрових електронних пристроїв. Дослідні користувачі програми, застосовуючи власні макромоделі, можуть аналізувати складні замкнуті системи із змінною конфігурацією. Змішане моделювання і грамотне використання спрощених макромоделей функціональних вузлів дозволяють проводити розрахунки режимів роботи цих складних пристроїв з досить високою мірою точності.

Можливості програми MicroCap -8

Графічні можливості: побудова принципових і функціональних електричних схем за допомогою вбудованого графічного редактора з використанням бібліотеки умовних графічних позначень (УГП) електронних компонентів; зміна УГП компонентів відповідно до ГОСТу (розробники програми використовують американський стандарт); Створення власних УГП за допомогою вбудованого редактора УГП ShapeEditor; додавання до принципової схеми рамки і штампу з основними відомостями про схему. Відображення номерів вузлів принципової схеми, що привласнюються графічним редактором при введенні схеми; використання координатної сітки з різним кроком, показ якої можна включити/виключити; операції з виділеним блоком принципової схеми (копіювання, віддзеркалення, розмноження і т. д.).

Моделювання режимів роботи електронних пристроїв, заданих за допомогою принципових і функціональних схем: аналіз перехідних процесів в схемах при подачі напруги живлення і (або) дії (дій) довільної форми з побудовою графіків змінних стану схеми і їх функцій; аналіз малосигнальних частотних характеристик схеми при дії на неї одного або декількох джерел гармонійного сигналу з постійною амплітудою і змінною частотою; динамічний аналіз схеми по постійному струму з відображенням на схемі напруги, струмів, потужностей, станів напівпровідникових приладів при зміні sliders-величин джерел ЕРС, струму, опорів резисторів; динамічний малосигнальний аналіз схеми по змінному струму з показом на схемі величин комплексних змінних стану схеми при різних частотах, при зміні величин пасивних компонентів; розрахунок чутливості в режимі по постійному струму; розрахунок мало сигнальних передавальних функцій в режимі по постійному струму; розрахунок нелінійних спотворень підсилювальних схем з використанням математичного апарату спектрального Фурьє-аналізу; багатоваріантний аналіз усередині основних трьох режимів моделювання: перехідних процесів, малосигнальних частотних характеристик і передавальних характеристик по постійному струму.

• Синтез аналогових фільтрів.

• Створення нових моделей компонентів.

2.2. Набір схеми в середовищі ППП "MicroCap -8"

Набір схеми в ППП "МІСRОСАР-8" здійснюють шляхом введення елементів і електричних з'єднань . Елементи вводимо із строки меню «Компоненти», а електричні з'єднання реалізуємо за допомогою клавіші додавання ортогональних провідників та клавіші додавання провідників довільної орієнтації, які розміщені на панелі інструментів (рис.3).

Рис.3. Шлях введення елементів в схему

Рис.4. Принципова схема побудована у середовищі ППП"MicroCap -8"