2.2 Анализ схемы источника питания при входном постоянном напряжении 12 в

Схема источника питания представлена на рисунке 2.4, которая аналогична предыдущей схеме, только источником питания является элемент постоянного напряжения VDC. У этого элемента в настройках изменяется только параметр DC = 12V.

Рисунок 2.4 – Схема источника питания при постоянном напряжении VDC

Параметры Transient остаются неизменными, аналогично рисунку 2.2. Для запуска моделирования в меню Analysis выбрать команду Simulate. Результаты моделирования представлены на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Результат моделирования схемы источника питания при постоянном напряжении VDC

При использовании в качестве источника питания синусоидальное напряжение мы имеем периодические, затухающие колебания на выходе со стабилизатора с максимальной амплитудой 0.179 В. При использовании в качестве источника питания постоянное напряжение мы имеем на выходе со стабилизатора чистое без помех напряжение в 5 В.

3. Построение и анализ работы rc-фильтра нижних частот

Аплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – зависимость амплитуды сигнала на выходе схемы от частоты сигнала на входе.

Фильтр нижних частот предназначен для пропускания сигналов с частотой от 0 до Fср без искажений и подавления сигналов с частотой больше Fср.

Для RC-фильтра Fср определяется по формуле:

, (3.1)

где R – сопротивление резистора, выбранное из ряда стандартных значений Е96;

С – ёмкость конденсатора, выбранная из ряда стандартных значений Е24.

Можно выбрать значение ёмкости конденсатора равное 100 nФ, тогда можно вычислить значение сопротивления резистора R по формуле:

, (3.2)

где Fср – частота среза фильтра нижних частот равная 20 кГц;

С – емкость конденсатора равная 100 nФ.

Получим значение сопротивления R равное 79,617 Ом, а в соответствии со стандартным рядом значений Е96 выбираем ближайшее большее, равное 80,6 Ом. Далее следует собрать схему RC-фильтра нижних частот, представленную на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Модель схемы RC-фильтра нижних частот с источником синусоидального переменного напряжения VSIN с частотой 20 кГц

В схеме используется следующие элементы: резистор – R, конденсатор – С, заземление – AGND, источник синусоидального напряжения – VSIN. Параметры источника синусоидального напряжения VSIN для сигнала с амплитудой 1B и частотой 20 кГц представлены на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Параметры источника синусоидального переменного напряжения VSIN с амплитудой 1 B и частотой 20 кГц

С помощью меню Analysis – Setup выбираем анализ частотных характеристик AC Sweep, параметры которого представлены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Параметры анализа AC Sweep RC-фильтра нижних частот

Для запуска моделирования в меню Analysis выбрать команду Simulate. Результат моделирования представлен на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – АЧХ RC-фильтра нижних частот с частотой среза 20 кГц

1. Моделирование синусоидального сигнала на вход rc-фильтра нижних частот с амплитудой 1 в и частотой 0.1·Fср

Для моделирования синусоидального сигнала необходимо для элемента VSIN изменить значение частоты, умножив его на коэффициент 0.1. Полученную величину указать в поле FREQ. Изменить другие величины, необходимые для моделирования в соответствии с рисунком 3.5.

Рисунок 3.5 – Параметры источника синусоидального переменного напряжения VSIN с амплитудой 1 B и частотой 2 кГц

Для выполнения моделирования в окне Transient изменить параметры в соответствии с рисунком 3.6.

Рисунок 3.6 - Параметры анализа Transient RC-фильтра нижних частот для моделирования синусоидального сигнала 0.1·F_ср

Для запуска моделирования в меню Analysis выбрать команду Simulate. На полученном графике указать точки максимума для обоих графиков. Результат моделирования представлен на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 – Результат моделирования синусоидального сигнала с частотой 0.1·F_ср