4.2 Моделирование синусоидального сигнала на вход rc-фильтра верхних частот с амплитудой 1 в и частотой среза 250 кГц
Для моделирования синусоидального сигнала необходимо для элемента VSIN изменить значение частоты, умножив его на коэффициент 10. Полученную величину указать в поле FREQ. Изменить другие величины, необходимые для моделирования в соответствии с рисунком 4.8.
Рисунок 4.8 – Параметры источника синусоидального переменного напряжения VSIN с амплитудой 1 B и частотой среза 250 кГц
Для выполнения моделирования в окне Transient изменить параметры в соответствии с рисунком 4.9.
Рисунок 4.9 – Параметры анализа Transient RC-фильтра верхних частот для моделирования синусоидального сигнала с частотой среза 250 кГц
Для запуска моделирования в меню Analysis выбрать команду Simulate. На полученном графике указать точки максимума для обоих графиков. Результат моделирования представлен на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 – Результат моделирования синусоидального сигнала с частотой среза 250 кГц
4.3 Моделирование синусоидального сигнала на вход rc-фильтра верхних частот с амплитудой 1 в и частотой среза 25 кГц
Для моделирования синусоидального сигнала необходимо для элемента VSIN изменить значение частоты, указав в поле FREQ значение fср. Изменить другие величины, необходимые для моделирования в соответствии с рисунком 4.11.
Рисунок 4.11 – Параметры источника синусоидального переменного напряжения VSIN с амплитудой 1 B и частотой среза 25 кГц
Для выполнения моделирования в окне Transient изменить параметры в соответствии с рисунком 4.12.
Рисунок 4.12 – Параметры анализа Transient RC-фильтра верхних частот для моделирования синусоидального сигнала с частотой среза 25 кГц
Для запуска моделирования в меню Analysis выбрать команду Simulate. На полученном графике указать точки максимума для обоих графиков. Результат моделирования представлен на рисунке 4.13.
Рисунок 4.13 – Результат моделирования синусоидального сигнала с частотой среза 25 кГц
4.4 Моделирование импульсного сигнала на вход rc-фильтра верхних частот с амплитудой 1 в и частотой среза 2,5 кГц
Для того, чтобы подать на вход схемы фильтра последовательность прямоугольных импульсов необходимо заменить источник VSIN на источник VPULSE (рисунок 4.14).
Рисунок 4.14 – Модель схемы RC-фильтра верхних частот с источником VPULSE
Для формирования последовательности прямоугольных импульсов с частотой среза 2,5 кГц необходимо установить для источника VPULSE параметры, представленные на рисунке 4.15.
Рисунок 4.15 – Параметры источника VPULSE для последовательности прямоугольных импульсов с частотой среза 2,5 кГц
Для моделирования необходимо в меню Analysis – Setup выбрать анализ Transient и установить в нем параметры, указанные на рисунке 4.16.
Рисунок 4.16 – Параметры анализа Transient для последовательности прямоугольных импульсов с частотой среза 2,5 кГц
Для моделирования в меню Analysis выбрать пункт Simulate. Результат моделирования представлен на рисунке 4.17.
Рисунок 4.17 – Временные диаграммы работы фильтра верхних частот при частоте входного сигнала 2,5 кГц
4.5 Моделирование импульсного сигнала на вход rc-фильтра верхних частот с амплитудой 1 в и частотой среза 250 кГц
Оставить схему, представленную на рисунке 4.14 без изменений, а для формирования последовательности прямоугольных импульсов частотой среза 250 кГц необходимо установить для источника VPULSE параметры, представленные на рисунке 4.18.
Рисунок 4.18 – Параметры источника VPULSE для последовательности прямоугольных импульсов с частотой среза 250 кГц
Для моделирования необходимо в меню Analysis – Setup выбрать анализ Transient и установить в нем параметры, указанные на рисунке 4.19.
Рисунок 4.19 – Параметры анализа Transient для последовательности прямоугольных импульсов с частотой среза 250 кГц
Для моделирования в меню Analysis выбрать пункт Simulate. Результат моделирования представлен на рисунке 4.20.
Рисунок 4.20 – Временные диаграммы работы фильтра верхних частот при частоте входного сигнала 250 кГц
Заключение
В домашней работе были проведены исследования схем при помощи пакета OrCad 9.2.
На схеме, состоящей из комбинированного соединения параллельных и последовательных сопротивлений, их расположение представлено на рисунке 1.1, определили значения токов и напряжений в узлах и после их аналитического расчета сравнили с полученными при модулировании. Эти значения получились очень близкими.
Проанализировали схему источника питания при двух входных сигналах: синусоидального сигнала с амплитудой 12 В и частотой 50 Гц и постоянного напряжения величиной 12 В. Пришли к выводу, что при входном синусоидальном сигнале на выходе схемы источника питания имеются периодические колебания, максимальная амплитуда которых равна 0,4484 В, что укладывается в пределы погрешности стабилизатора 5 В ± 5 %. При входном постоянном сигнале на выходе схемы источника питания нет посторонних помех, напряжение чистое, равное 4,9966 В.
Построили и проанализировали работу RC-фильтра нижних и верхних частот, изменяя частоту среза при подаче на вход синусоидального сигнала и прямоугольных импульсов. Для того, чтобы построить схему RC – фильтра, необходимо выбрать конденсатор с ёмкостью в пределах от 0,01 до 1 мкФ, был выбран с ёмкостью 100 нФ = 0,1 мкФ. Сопротивление резистора было подсчитано, оно получилось равным 63,66 Ом, а затем в соответствии со стандартным рядом значений Е96 выбрано ближайшее большее, равное 64,9 Ом. Можно сделать вывод, что RC-фильтр нижних частот лучше пропускает входящий синусоидальный и импульсный сигнал с частотой, которая меньше частоты среза 25 кГц, а RC-фильтр верхних частот, наоборот, лучше пропускает входной синусоидальный и импульсный сигнал с частотой, больше частоты среза 25 кГц.
Список использованных источников
1 Конспект лекций по дисциплине «Автоматизация проектирования электронных схем» студента Булохова М. С. 2012г.
2 PSPICE. Моделирование работы электронных схем: Пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2002. – 336 с.: ил. (Серия «Проектирование»).